Что такое возобновляемая энергия? — типы, преимущества проблемы.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия поступает из источников или процессов, которые постоянно пополняются. Эти источники энергии включают солнечную энергию, энергию ветра, геотермальную энергию и гидроэлектроэнергию.

Возобновляемые источники часто ассоциируются с зеленой и чистой энергией, но между этими тремя типами энергии есть некоторые тонкие различия. Если возобновляемые источники — это те, которые подлежат вторичной переработке, чистая энергия — это энергия, которая не выделяет загрязняющих веществ, таких как углекислый газ, а зеленая энергия — это энергия, которая поступает из природных источников. Хотя эти типы энергии часто пересекаются, не все типы возобновляемых источников энергии на самом деле являются полностью экологически чистыми или экологически чистыми. Например, некоторые гидроэнергетические источники могут нанести вред естественной среде обитания и вызвать вырубку лесов.

Смотрите видео на нашем Youtube канале о промышленности и производстве.

Развитие возобновляемой энергетики

Хотя возобновляемые источники энергии часто рассматриваются как решение наших энергетических потребностей в будущем, мы веками использовали естественную силу природы. Ветряные мельницы и водяные колеса использовались для питания зернохранилищ, а солнце использовалось для создания огня для тепла и света.

Однако люди стали все больше зависеть от использования ископаемых видов топлива, включая уголь и природный газ. Было показано, что широкое использование этих типов энергии оказало пагубное влияние на планету, вызвав повышение глобальных температур, учащение экстремальных погодных явлений и, как следствие, потерю естественной среды обитания.

Последние достижения в области сбора и хранения возобновляемой энергии, наряду с глобальным движением к полному нулю выборов, привели к расширению производства возобновляемой и зеленой энергии. Эти достижения варьируются от мелкомасштабного производства, такого как установка солнечных панелей в доме, до крупных объектов, таких как морские ветряные электростанции.

Типы возобновляемой энергетики

Существует ряд разработанных возобновляемых источников энергии, каждый из которых предлагает свои преимущества и проблемы в зависимости от таких факторов, как географическое положение, требования к использованию и даже время года.

1. Солнечная энергия

Потенциал Солнца для обеспечения наших потребностей в энергии огромен, учитывая тот факт, что энергия, достаточная для удовлетворения потребностей планеты в энергии на целый год, достигает Земли от Солнца всего за один час. Однако проблема всегда оставалась в том, как использовать и использовать этот огромный потенциал.

В настоящее время мы используем солнечную энергию для обогрева зданий, нагрева воды и питания наших устройств. Электроэнергия собирается с помощью солнечных или фотоэлектрических элементов, изготовленных из кремния или других материалов. Эти клетки преобразуют солнечный свет в электричество и могут питать все, от мельчайшего садового светильника до целых кварталов. Панели на крыше могут обеспечивать электроэнергией дом, в то время как общественные проекты и солнечные фермы, использующие зеркала для концентрации солнечного света, могут создавать гораздо большие запасы. Солнечные фермы также могут быть созданы в водоемах, называемых «плавающей вольтаикой», они предоставляют еще один вариант для размещения солнечных панелей.

Энергетические системы на солнечной энергии являются не только возобновляемыми, но и экологически чистыми источниками энергии, поскольку они не производят загрязнителей воздуха или парниковых газов. Если панели правильно расположены и изготовлены, они также могут считаться экологически чистой энергией, поскольку не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

2. Ветроэнергетика

Энергия ветра работает так же, как и старые ветряные мельницы, используя силу ветра для вращения лопастей. Там, где движение этих лопастей раньше заставляло жерновы измельчать вместе и производить муку, сегодняшние турбины приводят в действие генератор, который производит электричество. 

Когда ветряные турбины устанавливаются на суше, их необходимо размещать в местах с сильным ветром, таких как вершины холмов или открытые поля и равнины. Оффшорная ветроэнергетика развивалась десятилетиями, и ветряные электростанции обеспечивали хорошее решение для выработки энергии, избегая при этом многих жалоб на неприглядный вид или шум на суше. Конечно, использование на море имеет свои недостатки из-за агрессивных сред, в которых турбины должны работать.

3. Гидроэнергетика

Гидроэлектроэнергия работает аналогично ветровой энергии в том смысле, что она используется для вращения лопастей турбины генератора для производства электроэнергии. Гидроэнергетика использует быстро движущуюся воду из рек или водопадов для вращения лопастей турбин и широко используется в некоторых странах. В настоящее время это крупнейший возобновляемый источник энергии в Соединенных Штатах, хотя энергия ветра быстро сокращает разрыв.

Плотины гидроэлектростанций являются возобновляемым источником энергии, но это не обязательно источники зеленой энергии. Многие из более крупных «мега-плотин» отвлекают естественные источники воды, что оказывает негативное воздействие на население животных и людей из-за ограниченного доступа к источнику воды. Однако при тщательном управлении меньшие гидроэлектростанции (менее 40 мегаватт) не оказывают такого катастрофического воздействия на местную окружающую среду, как отклонение лишь части водного потока.

4. Энергия биомассы

В энергии биомассы используются органические материалы растений и животных, включая сельскохозяйственные культуры, деревья и древесные отходы. Эта биомасса сжигается для получения тепла, которое приводит в действие паровую турбину и вырабатывает электричество. Хотя биомасса может быть возобновляемой, если она получена из устойчивых источников, во многих случаях это не зеленая или чистая энергия.

Исследования показали, что лесная биомасса может производить более высокие выбросы углерода, чем ископаемое топливо, а также оказывать неблагоприятное воздействие на биоразнообразие. Несмотря на это, некоторые формы биомассы действительно предлагают вариант с низким содержанием углерода при определенных обстоятельствах. Например, опилки и древесная щепа с лесопилок могут использоваться для получения энергии из биомассы, где она обычно разлагается и выделяет более высокие уровни углерода в атмосферу.

6. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует тепло, удерживаемое в ядре Земли, которое создается в результате медленного распада радиоактивных частиц в породах в центре планеты. С помощью бурения скважин мы можем вывести на поверхность сильно нагретую воду, которая может использоваться в качестве гидротермального ресурса для вращения турбин и выработки электроэнергии. Этот возобновляемый ресурс можно сделать более экологичным, закачав пар и горячую воду обратно в землю, тем самым снизив выбросы.

Доступность геотермальной энергии тесно связана с географическим положением, так как такие места, как Исландия, имеют легкодоступные и готовые источники геотермальных ресурсов.

7. Приливная сила

Приливная энергия предлагает вариант возобновляемой энергии, так как прилив управляется постоянным гравитационным притяжением Луны. Мощность, которую может генерировать прилив, может быть непостоянной, но она надежна, что делает этот относительно новый ресурс привлекательным вариантом для многих.

Однако необходимо проявлять осторожность в отношении воздействия на окружающую среду приливной энергии, поскольку приливные заграждения и другие подобные плотинам сооружения могут нанести вред дикой природе.

Преимущества возобновляемой энергии

Возобновляемая энергия предлагает ряд преимуществ, в том числе предлагает свободно доступный источник выработки энергии. По мере роста сектора также наблюдается всплеск создания рабочих мест для разработки и внедрения решений в области возобновляемых источников энергии завтрашнего дня. Возобновляемые источники также обеспечивают больший доступ к энергии в развивающихся странах и также могут снизить счета за электроэнергию.

Конечно, одним из самых больших преимуществ возобновляемой энергии является то, что большая часть ее также считается зеленой и чистой энергией. Это привело к росту использования возобновляемых источников энергии, особенно преобладающими ветряными и солнечными источниками.

Однако эти экологические преимущества — не единственная заповедь возобновляемых источников энергии. Ядерная энергия также является источником энергии с нулевым выбросом углерода, поскольку она генерирует или выделяет очень низкие уровни CO2. Некоторые предпочитают ядерную энергию таким ресурсам, как солнце и ветер, поскольку ядерная энергия является стабильным источником, не зависящим от погодных условий. Это подводит нас к некоторым недостаткам возобновляемой энергии …

Недостатки возобновляемой энергии

Как упоминалось выше, нельзя постоянно полагаться на многие возобновляемые источники энергии. Когда солнце садится или прячется за облаком, мы не можем генерировать солнечную энергию, а когда ветер не дует, мы не можем производить достаточно энергии ветра. По этой причине ископаемое топливо все еще используется для пополнения возобновляемых источников во многих странах.

Эта переменная производственная мощность означает, что требуются большие решения по хранению энергии, чтобы обеспечить достаточное количество энергии, когда производство возобновляемой энергии сокращается. Альтернативным решением является развертывание нескольких возобновляемых технологий, создание более гибкой системы поставок, которая может противодействовать спаду производства для данного источника.

Некоторые возобновляемые ресурсы, такие как гидроэнергетика и биомасса, не страдают от этих проблем с поставкой, но у них обоих есть свои проблемы, связанные с воздействием на окружающую среду, как отмечалось выше.

В дополнение к этому, некоторые возобновляемые источники энергии, такие как солнечные и ветряные электростанции, вызывают жалобы местных жителей, которые не хотят жить рядом с ними.

Однако это не всегда так, как показывает пример ветряной электростанции Ардоссан в Шотландии, где, по мнению большинства местных жителей, ферма улучшила территорию. Более того, исследование, проведенное правительством Великобритании, показало, что «проекты, как правило, имеют больше шансов на успех, если они пользуются широкой общественной поддержкой и согласием местных сообществ. Это означает, что сообществам предоставляется как право голоса, так и заинтересованность». Эта теория была подтверждена в Германии и Дании, где общественные проекты возобновляемой энергии оказались популярными.

FAQs:

Что такое невозобновляемая энергия?

Невозобновляемая энергия поступает из источников, которые либо закончатся, либо не будут восполняться в течение тысяч (или миллионов) лет. К ним относятся ископаемое топливо, такое как уголь, и природный газ, которые сжигаются для выработки электроэнергии.

Почему так важны возобновляемые источники энергии?

Возобновляемые источники энергии важны, поскольку они могут обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии без использования природных ресурсов. Также снижается риск возникновения экологических проблем, таких как разливы топлива, и минимальные проблемы с выбросами, а также уменьшается потребность в импортном топливе. Благодаря надежным поставкам и диверсификации видов топлива возобновляемые источники энергии могут удовлетворить наши потребности в электроэнергии на долгие годы.

Насколько эффективны возобновляемые источники энергии?

Эффективность возобновляемой энергии зависит от используемого ресурса. Некоторые возобновляемые источники более доступны и эффективны, чем другие, в то время как некоторые, например геотермальные, в некоторых местах очень полезны, а в других — нет из-за доступности. Однако, несмотря на эти проблемы, возобновляемые источники энергии могут снизить выбросы в электроэнергетике примерно на 80%.

Какой вид возобновляемой энергии лучше всего?

Не существует «наилучшего типа» возобновляемой энергии, так как использование во многом зависит от местоположения. Исландия, например, обладает обширными геотермальными ресурсами, в то время как такие места, как высокогорье Шотландии, хорошо подходят для использования энергии ветра. В других областях лучше всего подходит солнечная энергия, в то время как Соединенные Штаты инвестировали в гидроэнергетику. У каждого типа возобновляемой энергии есть преимущества и недостатки, часто связанные с поставкой, а это означает, что лучшим решением часто является совместное использование различных типов ресурсов.

Где чаще всего используются возобновляемые источники энергии?

Исследование стран по всему миру показало, что Германия использует наибольшее количество возобновляемой энергии — 12,74%. Далее следуют Великобритания (11,95%), Швеция (10,96%), Испания (10,17%), Италия (8,8%), Бразилия (7,35%), Япония (5,3%), Турция (5,25%), Австралия (4,75%). %) и США (4,32%), входящие в первую десятку.

Ясно, что необходимо проделать большую работу по увеличению этих показателей использования, чтобы достичь полностью возобновляемого будущего, но эта потребность движет отрасль вперед и создает возможности в этом секторе.

Закончатся ли возобновляемые источники энергии?

Возобновляемые источники энергии не закончатся — по крайней мере, в течение многих миллионов лет (например, в случае солнца). Они представляют собой жизнеспособную альтернативу невозобновляемым ресурсам, таким как ископаемое топливо, в то время как многие из них также являются экологически чистыми и практически не производят CO2.

Может ли возобновляемая энергия заменить ископаемое топливо?

Есть надежда, что возобновляемая энергия однажды заменит ископаемое топливо. На планете ограниченное количество угля и нефти, поэтому они в конечном итоге закончатся. Это означает, что будущее должно быть возобновляемым. Кроме того, экологические преимущества чистой, зеленой и возобновляемой энергии в будущем становятся все более очевидными по мере того, как глобальное потепление продолжается.

Чтобы полностью заменить ископаемое топливо, необходимо будет продолжать внедрять инновационные решения в области возобновляемых источников энергии. Кроме того, существует большая вероятность того, что возобновляемые источники необходимо будет использовать совместно друг с другом для обеспечения стабильного снабжения. Существует потребность в более чистых методах производства и улучшенном управлении энергопотреблением и хранением.

Хотя полностью возобновляемое будущее возможно, предстоит еще много работы, прежде чем мир будет готов полностью отказаться от ископаемого топлива.

Вывод:

Возобновляемые источники энергии, похоже, станут важной частью будущего энергобаланса наряду с другими чистыми источниками, такими как ядерная энергия. Стремление к более экологичному будущему для производства электроэнергии способствует увеличению числа рабочих мест в отраслях возобновляемой энергетики, таких как солнечная и ветровая. Эта тенденция, похоже, продолжится, поскольку правительства стремятся достичь нулевого уровня.