Відновлювана енергетика

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Вітряк у Пирогові. Вітряки — один із прикладів застосування енергії вітру для потреб людини.

Відно́влювана енерге́тика — енергетична галузь, що спеціалізується на отриманні та використанні енергії з відновлюваних джерел енергії. До відновлюваних джерел енергії належать періодичні або сталі потоки енергії, що розповсюджуються в природі і обмежені лише стабільністю Землі як космопланетарного елемента: променева енергія Сонця, вітер, гідроенергія, природна теплова енергія, і т. д.[1]

Розвиток відновлюваної енергетики має величезне значення з огляду на подальшу долю людства, оскільки горючі корисні копалини, що є основою виробництва енергії на початку 21 ст., мають обмежені запаси, які рано чи пізно будуть вичерпані. Ідеальним для виживання людства був би сталий розвиток, концепція, за якою виробництво й споживання в суспільстві були б збалансовані так, щоб не залежати від ресурсів, доступних тільки тимчасово.

Джерела відновлюваної енергетики[ред.ред. код]

Джерело: EPIA

Потік сонячного проміння на Землю, який отримує енергію завдяки термоядерному синтезу в глибині Сонця — джерело більшості видів відновлюваної енергії, за винятком геотермічної енергії та енергії припливів і відливів (див. Природні енергетичні ресурси). За розрахунками астрономів Сонцю ще залишилося жити близько п'яти мільярдів років, тому за масштабами людського життя відновлюваній енергії, що походить від Сонця, виснаження не загрожує.

У строго фізичному сенсі, хоча й вживається термін «відновлювана енергетика», енергія в її джерелах не відновлюється, а тільки постійно вилучається. З сонячної енергії, що прибуває на Землю, лише дуже невелика частина трансформується в інші форми енергії, а велика частина просто йде в космос.

Термін «відновлювана енергетика» вживається напротивагу використанню енергоносіїв, таких як видобуток копалин, до яких належать, наприклад, кам'яне вугілля, нафта, природний газ або торф. У широкому розумінні ці джерела енергії теж поновлювані, але не за мірками тривалості життя людини, оскільки процес їхнього утворення вимагає сотень мільйонів років, а їхнє використання проходить набагато швидше.

Основною відмінністю відновлюваних джерел енергії є те, що вони не знищуються під час використання, на відміну від мінеральних палив, які споживаються для вироблення енергії. Застосування відновлюваної енергії людиною потребує наявності технологій використання енергії сонячного світла, вітру, морських хвиль, водних течій, біологічних процесів, таких як анаеробний розклад, біологічне вироблення водню, та геотермальних теплових джерел.

Джерело: GWEC

Традиційне використання енергії вітру, води, та сонячного світла вже широко поширене. Однак, масове виробництво електричної енергії з використанням відновлюваних джерел енергії набуло популярності лише нещодавно, що віддзеркалює основні загрози від зміни клімату, побоювань вичерпати мінеральне паливо, та соціальних і політичних ризиків через широке використання мінеральних палив та атомної енергетики. Зараз використання відновлювальних джерел енергії швидко зростає (на 50% з 2004 до 2007 року), та в 2007 році досягло 3,4% від загального виробництва електроенергії (не враховуючи велику гідроенергетику, що надає ще 15% від загального виробництва)[2].

Основні технології відновлюваної енергетики[ред.ред. код]

Вітроенергетика[ред.ред. код]

Докладніше: Вітроенергетика

Потоки повітря можуть бути використані для приведення в рух вітрових турбін. Сучасні вітрові турбіни мають номінальну потужність від, приблизно, 600 кВт до 5 МВт. Найпоширенішими в комерційному застосуванні, наразі, є повітряні турбіни з номінальною потужністю в діапазоні 1.5—3 МВт. Потужність вітрової турбіни має кубічну залежність від швидкості вітру, тобто потужність зростає ще швидше, ніж швидкість вітру.[3] Найкращими для розташування вітрових електростанцій є місцевості з потужнішими та сталішими вітрами, такі як прибрежні смуги та вершини гір.

Гідроенергетика[ред.ред. код]

Докладніше: Гідроенергетика

Для отримання корисної енергії можна використовувати кінетичну енергію потоків води або теплову енергію гарячих джерел. Оскільки густина води приблизно в 800 разів більша за густину повітря[4][5], навіть повільний потік води, або слабка океанська течія може виробляти істотну кількість енергії.

Сонячна енергетика[ред.ред. код]

Монокристалічний сонячний елемент

В цьому контексті, «сонячна енергія» може позначати енергію, отриману від сонячного випромінення. Існують різні шляхи застосування енергії сонячного випромінення, включно із:

  • Генерування електричної енергії із використанням сонячних елементів.
  • Генерування електричної енергії із використанням концентраторів сонячного випромінення.
  • Генерування електричної енергії шляхом нагрівання стисненого повітря для обертання турбін.
  • Обігрівання будівель через систему пасивного обігріву.
  • Нагрівання продуктів харчування в сонячних печах.
  • Нагрівання води або повітря для господарчих потреб в геліоколекторах.
  • Нагрівання та охолодження повітря із використанням сонячних каменів.
  • Генерування електричної енергії на геосинхронній орбіті із використанням штучних супутників — орбітальної енергетичної системи.
  • Кондиціонування повітря.

Геотермальна енергетика[ред.ред. код]

Біопаливо, біоенергетика[ред.ред. код]

Детальніше: Біоенергетика, Біопаливо

Значним ресурсом для відновлюваної енергетики є використання хімічної енергії біомас. Перевагою біомас є те, що їх можна безпосередньо перетворювати в паливо для автомобілів та інших машин. Біомаса може безпосередньо вирощуватися для потреб виробництва енергії, тоді її називають біомасою третього покоління, або можуть використовуватися відходи біологічної маси, призначеної для інших потреб, тоді її називають біомасою другого покоління.

Біопаливо, яке може використовуватися в транспортних засобах, виготовляють з олії, тваринних жирів, жирних відходів. За 2011 рік воно забезпечило 2,7 % споживання палива транспортом[6].

Відновлювана енергетика в світі[ред.ред. код]

Згідно з даними Міжнародного енергетичного агентства, очікується зростання сектору відновлюваної енергетики у світі на 40% у найближчі п'ять років (2014–2019). Нині відновлювані джерела енергії є сектором виробництва електроенергії, який зростає найшвидше у світі. До 2018 року вони, за прогнозами, займатимуть майже 25% у глобальному енергетичному виробництві у порівнянні з 20% у 2011 році. Зокрема, частка вітру, сонця, геотермальної та біоенергетики у виробництві електроенергії подвоїться і досягне 8% до 2018 року, порівняно з 4% в 2011 році. У 2006 році вона становила лише 2%.

Міжнародне енергетичне агентство попереджає, що розвиток відновлюваних джерел стає все більш складним і стикається з проблемами — особливо у макроекономічній площині. В основному це пов'язано із тим, що субсидії державами традиційної енергетики ідуть на зменшення (бо уряди взяли курс на розвиток відновлюваних джерел), що не збігається з інтересами певних груп.

Інвестиції і економічне зростання в галузі відновлюваних джерел енергії прискорюються на ринках країн, що розвиваються. У таких країнах відновлювані джерела енергії допомагають задовольняти попит на електроенергію, який швидко зростає, а також слугують вирішенню питань диверсифікації поставок енергії.

За прогнозами Міжнародного енергетичного агентства, країни, що не є членами Організації економічного співробітництва та розвитку (ОЕСР), в тому числі Китай, мають забезпечити 60% світового зростання в галузі відновлюваних джерел енергії до 2018 року. Таке швидке розгортання у повній мірі компенсує уповільнення розвитку галузі в інших регіонах світу, зокрема, таких розвинених державах, як Європа та США — ринках відновлюваної енергетики, які вже сформувалися. [7].

Відновлювана енергетика в Україні[ред.ред. код]

В Україні дослідженнями проблем відновлюваної енергетики займається, зокрема, Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, Міжгалузевий науково-технічний центр, інші науково-дослідні установи та приватні підприємства.

За оцінками дослідників[8], загальний економічно-доцільний потенціал відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії в Україні становить, приблизно, 454.4 млрд кВт год. або 59.2 млн т у. п. на рік. Станом на 1998 рік, 3,05% від загального обсягу споживання енергії було отримано з відновлюваних джерел енергії.[9] Станом на 2012 рік, відновлювані джерела енергії становили лише 2% від енергоспоживання в країні. [10]

Україна приєдналася до Європейського енергетичного співтовариства і взяла на себе зобов'язання до 2020 року виробляти 11% електроенергії із відновлюваних джерел енергії[11]. Від 2009 року об'єкти відновлюваної енергетики в Україні отримали право на використання зеленого тарифу.

Джерела інформації[ред.ред. код]

  1. Н.М. Мхитарян (1999). Энергетика нетрадиционных и возобновляемых источников. Опыт и перспективы. Наукова думка. ISBN 966-00-0655-1. 
  2. REN21 (2008). Renewables 2007 Global Status Report page 9.
  3. EWEA Executive summary «Analysis of Wind Energy in the EU-25» (PDF). European Wind Energy Association. Процитовано 2007-03-11. 
  4. Richard Shelquist (18-Oct-2005). «Density Altitude Calculator». Архів оригіналу за 2013-06-25. Процитовано 2007-09-17. 
  5. «Water Density Calculator». CSG, Computer Support Group, Inc. and CSGNetwork.Com. Copyright© 1973–2007. Процитовано 2007-09-17. 
  6. REN21 (2011). «Renewables 2011: Global Status Report». с. 17. 
  7. http://www.radiosvoboda.org/content/article/25044801.html Відновлювана енергетика: перспективи України. — Радіо Свобода. — 14.09.2014. ]
  8. (Мхитарян 1999), стор. 43
  9. (Мхитарян 1999), стор. 46
  10. Інститут енергетичних досліджень, OSP-UA Info
  11. Відновлювана енергетика: перспективи України. — Радіо Свобода. — 14.09.2014.
  • Erneuerbare Energie — сторінка в німецькомовній вікіпедії.
  • Renewable energy — сторінка в англомовній вікіпедії.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Список галузевих журналів відновлюваної енергетики
  • Н.М. Мхитарян Энергетика нетрадиционных и возобновляемых источников. Опыт и перспективы.. — К.: Наукова думка, 1999. — 320 с. — ISBN 966-00-0655-1.
  • Паливно-енергетичний комплекс України на порозі третього тисячоліття ; під заг. ред. А. К. Шидловського, М. П. Ковалка. — К. : Українські енциклопедичні знання. − 2001. — 398 с. — ISBN 966-7579-09-3
  • Энергетический менеджмент / Под общей ред. А. В. Праховника. — К.:ІЕЕ НТУУ «КПИ», 2001. — 472с.
  • Дубровін В. О. Біопалива (технології, машини і обладнання) / В. О. Дубровін та ін. — К: ЦТІ «Енергія та електрифікація», 2004, — 256с. — ISBN 966-96160-9-3
  • Енергоефективність та відновлювані джерела енергії / Бевз С. М. [та ін.] ; під заг. ред. А. К. Шидловського ; НАН України, П-во «Укренергозбереження». — К. : Українські енциклопедичні знання, 2007. — 560 с. — (Енергетика України на початку XXI століття ; т. 4). — ISBN 978-8578-08-3

Посилання[ред.ред. код]

  • Maidan Wiki: Енергетика, збірка гіперпосилань на ресурси про енергетику взагалі, та відновлювану енергетику зокрема.