Виэ энергетика это: Что такое ВИЭ. Объясняем простыми словами — Секрет фирмы

ВИЭ стали главным источником электричества в ЕС – DW – 25.01.2021

Один из ветропарков в Нидерландах рядом с оставшийся от прошлых веков ветряной мельницейФото: picture-alliance/dpa/H. Lossie

Экономика и бизнес

Андрей Гурков

25.01.202125 января 2021 г.

Возобновляемая энергетика продолжила расти даже в условиях кризиса. Закат угольных электростанций не повышает автоматически шансы «Газпрома» на увеличение поставок в Евросоюз.

https://p.dw.com/p/3oOMa

Реклама

В электроэнергетике Европейского Союза произошла смена лидера: крупнейшим производителем электричества стала возобновляемая энергетика. В 2020 году 27 стран Евросоюза впервые получили больше электроэнергии из возобновляемых источников, чем из ископаемых. Доля угля, газа и нефти снизилась до 37%, тогда как ветер, солнце, гидроэнергия и биомасса обеспечили 38% суммарной генерации в ЕС, увеличив объемы производства на 10%.

Ветер и солнце обеспечили пятую часть всей электроэнергии в ЕС

К таким выводам пришли два аналитических центра, специализирующихся на вопросах энергетики и глобального энергетического перехода, — британский Ember и немецкий Agora Energiewende. В совместном докладе, опубликованном 25 января, они подчеркивают, что достигнут «важный рубеж при переходе Европы на чистую энергию». Это уже пятое исследование электроэнергетики ЕС, проведенное двумя организациями.

Титульный лист доклада Ember и Agora EnergiewendeФото: Agora

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) вышли в лидеры благодаря продолжающемуся быстрому росту ветряной и солнечной энергетики, увеличивших в 2020 году генерацию, несмотря на экономический кризис, соответственно на 9% и 15%. Вместе они обеспечили в прошлом году 19% (почти пятую часть!) всего электричества в ЕС: доля ветра составила 14%, солнца — 5%. Объемы производства в гидроэнергетике остались неизменными, развитие биоэнергетики застопорилось, отмечается в докладе. Добавим, что в Германии доля ВИЭ в прошлом году впервые превысила 50%.

Рост выработки электроэнергии с помощью ВИЭ произошел в ЕС в прошлом году в условиях снижения спроса на электричество на 4%, вызванного пандемией коронавируса и рецессией. Одновременно продолжилось стремительное сокращение производства электроэнергии на угольных электростанциях. За один только 2020 год оно упало на 20%, а по сравнению с 2015 годом снизилось наполовину. В результате доля каменного и бурого угля в генерации электроэнергии в ЕС уменьшилась до 13%.

Доля природного газа в электроэнергетике ЕС достигла 20 процентов

На этом фоне относительно немного — на 4% сократилось производство электроэнергии из природного газа. В докладе указывается, что удержанию позиций способствовали низкие цены на газ и удорожание сертификатов на выбросы CO2 в атмосферу. Это стимулировало энергетические компании активнее использовать голубое топливо: оно выделяет при сжигании значительно меньше парниковых газов, чем уголь.

Несмотря на некоторое сокращение потребления газа в прошлогодних специфических условиях, спрос на него по сравнению с 2015 годом увеличился на 14%, в результате доля газа достигла 20%, указывается в докладе. Получается, что в настоящий момент в Евросоюзе из газа вырабатывается приблизительно столько же электричества, что и с помощью ветра и солнца.

На рекордные 10% упало в 2020 году производство электроэнергии на атомных электростанциях. «Это был самый большой спад с 1990 года и, возможно, за всю историю. Он был даже больше, чем в 2011 году, когда Германия закрыла атомные станции после Фукусимы», — отмечают авторы доклада и объясняют это проблемами на АЭС во Франции и Бельгии, а также закрытием энергоблоков в Швеции и Германии.   

У европейского рынка угля нет перспектив

Доклад Ember и Agora Energiewende в очередной раз подтвердил бесперспективность европейского рынка для российских экспортеров угля – и, соответственно, для железнодорожных и морских перевозок, обслуживающих поставки этого энергоносителя в западном направлении. Потребление энергетического угля падало в 2020 году почти во всех странах ЕС, отмечается в докладе. Особо упоминаются Нидерланды, Греция и Испания, где процесс отказа от угля ускоряется благодаря успешному развитию ветряной и солнечной энергетики.

Отметим, что большинство стран ЕС намерены прекратить использование угля в электроэнергетике к 2030 году. В Германии это должно произойти, согласно принятому закону, самое позднее в 2038 году, однако уже в 2020 году производство электричества на немецких угольных электростанциях сократилось даже несколько больше, чем в среднем по ЕС — на 22%, указывается в докладе. Крупнейшим поставщиком угля в ФРГ является Россия.

«Газпром» конкурирует в Европе с ВИЭ и альтернативными поставщиками

Куда более благоприятными выглядят перспективы для российских экспортеров газа, причем как трубопроводного («Газпром»), так и сжиженного («Новатэк»). Этот энергоноситель увеличивает свою долю на европейском рынке электроэнергии, вместе с ВИЭ вытесняя уголь. В то же время возобновляемая энергетика становится для газа и его поставщиков все более серьезным конкурентом. 

Строительство трубопровода TAP в Греции. В конце 2020 года он вошел в стройФото: TAP AG

Одной из стран, увеличивших в прошлом году производство электроэнергии на газовых электростанциях, были Нидерланды, говорится в докладе. Эта страна получает российский газ по действующему трубопроводу «Северный поток» и имеет также мощности для приема сжиженного природного газа (СПГ) из России. В то же время именно в Нидерландах в прошлом году наблюдался самый большой рост выработки электроэнергии с помощью ветра и солнца, составивший 40%, подсчитали Ember и Agora Energiewende.

В Польше и Греции газовая генерация в прошлом году тоже выросла. Однако Польша намерена с 2023 года полностью отказаться от поставок «Газпрома» и для этого прокладывает сейчас газопровод из Норвегии Baltic Pipe. А в Грецию, получающую российское голубое топливо по «Турецкому потоку», с этого года поступает и азербайджанский газ из вошедшего в строй газопровода TAP. Так что увеличение доли природного газа в электроэнергетике ЕС вовсе не означает, что это автоматически приведет к увеличению закупок голубого топлива в России.

Смотрите также:

Новый план Германии по сокращению вредных выбросов

To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video

Реклама

Пропустить раздел Еще по теме

Еще по теме

Пропустить раздел Близкие темы

Близкие темы

«Нафтогаз Украины»Сланцевый газПроект «Турецкий поток»Герхард ШрёдерГазопровод «Северный поток — 2″ПАО «Газпром»Nord Stream AGПропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

Европейская энергетика озеленилась – Газета Коммерсантъ № 12 (6974) от 26.01.2021

Производство электроэнергии из возобновляемых источников в Европе впервые обогнало ископаемое топливо. Так, по итогам года зеленая генерация обеспечила 38,2% всей выработки электроэнергии в ЕС против 37%, произведенных на угольных и газовых станциях. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постепенно вытесняют уголь и АЭС из европейской генерации. Для России как для крупнейшего поставщика энергоресурсов в Европу сжатие рынков традиционного топлива должно стать тревожным сигналом, считают аналитики.

Фото: Phil Noble/File Photo/File Photo, Reuters

Фото: Phil Noble/File Photo/File Photo, Reuters

Доля ВИЭ (объединяет ветряные, солнечные, гидроэлектростанции, а также использование биомассы) в выработке энергии в Европе в 2020 году впервые в истории превысила долю ископаемого топлива, следует из ежегодного отчета британского аналитического центра Ember и немецкого Agora Energiewende (.pdf). Так, согласно отчету, в прошлом году на ВИЭ приходилось 38,2% всей произведенной электроэнергии (34,6% в 2019 году), на ископаемое топливо — 37%.

В исследовании это объясняется удвоением с 2015 года объемов выработки ветровой и солнечной энергии.

В 2020 году выработка ветряных и солнечных станций выросла на 9% и 15% соответственно, и совокупно они произвели пятую часть электроэнергии в Европе. Среди лидеров по их использованию:

• Дания (61% в выработке),
• Ирландия (35%),
• Германия (33%),
• Испания (29%).

Но, как считают авторы исследования, рост ВИЭ-генерации пока недостаточен для того, чтобы достичь целевых показателей 2030 года, и должен почти утроиться. Так, среднегодовой прирост выработки в 2020–2030 годах должен увеличиться до 100 ТВт•ч с 38 ТВт•ч в среднем за 2010–2020 годы.

Вместе с тем производство электроэнергии из угля в Европе с 2015 года сократилось вдвое, и в 2020 году на угольные ТЭС пришлось лишь 13% выработки (падение относительно 2019 года составило 20%). Производство электроэнергии на газовых станциях в 2020 году снизилось не так критично — всего на 4% год к году, чему способствовало резкое снижение цен на газ.

При этом в 2020 году падение производства атомной генерации было самым большим в истории — сразу на 10%.

«Быстрый рост ветровой и солнечной энергии привел к сокращению доли угля, но это только начало. Европа опирается на ветровую и солнечную энергию, чтобы обеспечить не только поэтапный отказ от угля к 2030 году, но также постепенно отказаться от газовой генерации, заменить закрывающиеся атомные электростанции, а также удовлетворить растущий спрос на электроэнергию для электромобилей, тепловых насосов и электролизеров»,— пояснил старший аналитик Ember Дейв Джонс.

Спрос на электроэнергию снизился на 4% в 2020 году на фоне COVID-19, но это, по мнению авторов исследования, не повлияло на увеличение доли ВИЭ в Европе. Удельные выбросы СО2 при производстве электроэнергии сократились до 0,226 кг на 1 кВт•ч — это на 29% меньше, чем в 2015 году.

Падение спроса на электроэнергию в течение 2020 года приводило к разгрузке электростанций с наибольшими операционными затратами, угольных, и сопровождалось снижением выработки АЭС из-за отказов во Франции и Бельгии и вывода из эксплуатации атомных блоков в Германии и Швеции, отмечает старший аналитик центра энергетики МШУ «Сколково» Юрий Мельников.

На этом фоне ВИЭ показали резкий рост выработки, а газовая генерация смогла лишь сохранить свои позиции, несмотря на очень благоприятные цены на топливо.

Юрий Мельников напоминает, что ввод солнечных и ветряных станций в ЕС в 2021 году, по прогнозу IEA, станет рекордным за последние пять-семь лет — не менее 30 ГВт. Для России, по его мнению, это станет дополнительным сигналом, указывающим на проблему сжатия европейского направления экспорта ископаемого топлива. Россия является крупнейшим поставщиком газа и энергетического угля в ЕС.

Анатолий Чубайс, спецпредставитель президента РФ по связям с международными организациями, 10 декабря 2020 года

Кое-кто говорил нам пять лет назад: «Да зачем это надо, ваша возобновляемая энергетика, бросьте вы этими глупостями заниматься». А сейчас, уверяю вас, оказывается, что этот спрос появится…

Ростислав Костюк из Vygon Consulting считает, что 2020 год стал рекордным для роста доли зеленой энергетики в основном благодаря пандемии: при значительном падении потребления ВИЭ-генерация, у которой нет затрат на топливо, активно замещала выбывающие из баланса угольные и газовые станции. В то же время, считает аналитик, российские поставщики газа и угля вряд ли потеряют рынок в среднесрочной перспективе благодаря низким производственным затратам.

Татьяна Дятел

Основы морской энергетики | Министерство энергетики

Управление гидроэнергетических технологий

Что такое морская энергия?

Морская энергия, также известная как морская и гидрокинетическая энергия или морская возобновляемая энергия, представляет собой возобновляемый источник энергии, получаемый за счет естественного движения воды, включая волны, приливы, речные и океанские течения. Морская энергия также может быть использована за счет разницы температур в воде посредством процесса, известного как преобразование тепловой энергии океана.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Морская энергетическая программа

Преимущества морской энергетики

Информационный бюллетень по морской энергетике

Глоссарий морской энергии

Портал STEM морской энергетики обильный. Общие доступные морские энергетические ресурсы в Соединенных Штатах эквивалентны примерно 57% всей выработки электроэнергии в США в 2019 году.. Даже если будет использована лишь небольшая часть этого потенциала технических ресурсов, морские энергетические технологии внесут значительный вклад в удовлетворение потребностей страны в энергии. Исследователи тестируют и внедряют новые технологии с целью использования энергии этих обильных водных ресурсов.

Как работает морская энергия?

Морские энергетические технологии используют кинетическую энергию волн, течений, приливов и тепловую энергию глубоководных холодных вод для преобразования поверхностных вод для выработки экологически чистой энергии. Например, некоторые преобразователи энергии волн используют буи для захвата энергии вертикального и горизонтального движения океана, а турбины могут использовать энергию приливов и течений. Узнайте больше о различных типах морских энергетических ресурсов на портале и репозитории информации о морских возобновляемых источниках энергии на веб-странице «Основы морской возобновляемой энергии».

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии и Mystic Aquarium объединились для создания серии анимационных видеороликов, рассказывающих о морских энергетических технологиях.

• Чистая вода из океанских волн
• Сила реки
• Чудо водных планеров 
• Возобновляемая энергия океана

Каковы преимущества морской энергетики?

Морские энергетические ресурсы географически разнообразны, и, учитывая, что более 50% населения США проживает в пределах 50 миль от побережья, они удобно расположены для обеспечения электроснабжения населенных пунктов. Эти ресурсы также очень предсказуемы, что делает их многообещающими вкладчиками в стабильную и надежную сеть чистой энергии. Например, суточные и сезонные циклы морских энергетических ресурсов делают их отличным дополнением к другим возобновляемым источникам энергии, таким как ветер и солнечная энергия.

Большинство морских энергетических технологий находятся под водой или иным образом расположены в море, что означает, что они производят чистую энергию, сохраняя при этом прекрасные виды на океан и воду. Эти технологии также могут способствовать дополнительным усилиям, таким как изучение неизведанного океана, очистка систем опреснения для получения чистой питьевой воды и дальнейшее изучение возможностей использования «голубой» экономики.

Узнайте больше Преимущества морской энергетики и посетите портал морской энергетики STEM, чтобы узнать больше о том, как помочь развитию отрасли морской энергетики.

ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ

Основные возможности финансирования обсуждены на полугодовом вебинаре для заинтересованных сторон Управления гидроэнергетических технологий возможности, достижения и проекты.

Учить больше

Веб-семинар WPTO для обсуждения вопросов гидроэнергетики в предстоящей программе финансирования малого бизнеса

1 декабря 2022 г. WPTO проведет вебинар для изучения тем гидроэнергетики в рамках первого этапа Программы исследований инноваций в малом бизнесе и передачи технологий для малого бизнеса на 2023 финансовый год. Спикеры обсудят эти темы и ответят на вопросы.

Учить больше

Волновой эффект: Кристофер Рул и как футбол привел к страсти к инженерному делу Энергия приливов

Именно летние футбольные тренировки привели Кристофера Рула в машиностроение. Теперь доктор философии. кандидат и научный сотрудник Исследовательской программы аспирантов морской энергетики, он использует эти навыки для изучения турбулентности и того, как она влияет на энергию приливов.

Учить больше

Интересуетесь карьерой в гидроэнергетике?

В этот национальный день STEM Управление технологий гидроэнергетики представляет ресурсы, инструменты и возможности, которые могут помочь вам сделать карьеру в области экологически чистой энергии в гидроэнергетике.

Учить больше

Волновой эффект: Клэр Гонсалес и подводное плавание с аквалангом в океанских рыбных хозяйствах

В возрасте 17 лет Клэр Гонсалес совершила свое первое глубоководное погружение в океан. Теперь, будучи научным сотрудником Исследовательской программы аспирантов морской энергетики 2022 года, она работает над совместным размещением морской энергии с рыболовством, чтобы помочь миру защитить океан по одной волне за раз.

Учить больше

Волновой эффект: от машин из-под молока до подводных транспортных средств: Хабилу Оро-Коура использует силу

В детстве Хабилу Оро-Коура любил ломать вещи. Теперь, будучи научным сотрудником Исследовательской программы аспирантов по морской энергетике в 2022 году, Оро-Кура помогает сделать тепловую энергию океана практичной, чтобы мир мог исправлять изменение климата по одной волне за раз.

Учить больше

WPTO предоставляет возможность финансирования в размере 10 миллионов долларов США для продвижения инноваций в области морской энергетики

WPTO предоставила возможность финансирования в размере 10,3 миллиона долларов США для ускорения разработки и тестирования технологий возобновляемой морской энергии с акцентом на ресурсы волн и океанских течений.

Учить больше

Открыт прием заявок на участие в программе исследований для аспирантов в области морской энергетики

Открыт прием заявок на участие в программе исследований для аспирантов в области морской энергетики. Ранее открытая только для докторантов, программа теперь впервые принимает заявки от всех аспирантов (магистров и докторантов).

Учить больше

Восемь вещей, которые нужно знать о морской энергии (Подсказка: это не только энергия океана)

Морская энергия используется за счет естественного движения воды, включая волны, приливы, речные и океанские течения. Но сколько энергии он может генерировать? Узнайте восемь вещей, которые нужно знать об этом обильном возобновляемом источнике энергии.

Учить больше

Ресурсы для расширения возможностей нового поколения специалистов по морской энергетике

Морская энергетика — это развивающаяся отрасль, но многие люди могут быть незнакомы с этими технологиями и возможностями карьерного роста, которые стали возможными благодаря использованию этого ресурса. Узнайте об образовательных ресурсах WPTO, которые обучают студентов всех возрастов морской энергии.

Учить больше

Возобновляемая энергия — Центр климатических и энергетических решений Центр климатических и энергетических решений

Краткий обзор

• Возобновляемые источники энергии — это самый быстрорастущий источник энергии в Соединенных Штатах, увеличившийся на 42 процента с 2010 по 2020 год (до 90 процентов с 2000 по 2020 год).

В 2020 году на долю

• возобновляемых источников энергии приходилось почти 20 процентов общего производства электроэнергии в США, при этом основная часть приходилась на гидроэнергетику (7,3 процента) и энергию ветра (8,4 процента).
• Солнечная генерация (включая распределенную), на долю которой в 2020 году приходилось 3,3 процента от общей выработки электроэнергии в США, является самым быстрорастущим источником электроэнергии.
• В 2020 году во всем мире на возобновляемые источники энергии пришлось 29 процентов производства электроэнергии, большая часть из которых приходится на гидроэнергетику (16,8 процента).
• В 2020 году во всем мире было добавлено рекордное количество возобновляемых источников энергии — более 256 ГВт.
• Возобновляемый этанол и биодизельное транспортное топливо составили более 17 процентов от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2020 году, что меньше, чем в последние годы, вероятно, из-за COVID-19.пандемия.

Спрос и предложение возобновляемых источников энергии

Возобновляемые источники энергии являются самым быстрорастущим источником энергии во всем мире и в Соединенных Штатах.

Во всем мире:

• В 2019 году около 11,2 процента энергии, потребляемой во всем мире для отопления, электроснабжения и транспорта, приходилось на современные возобновляемые источники энергии (т. десять лет назад (см. рисунок ниже).

К концу 2020 года на долю

• возобновляемых источников энергии приходилось 29  процентов мирового производства электроэнергии. В 2020 году за счет ветровой и солнечной фотоэлектрической энергии было добавлено более 256 ГВт мощностей, что почти на 10 процентов больше общей установленной мощности возобновляемых источников энергии.

 Международное энергетическое агентство отмечает, что разработка и внедрение технологий возобновляемой электроэнергии, по прогнозам, будет по-прежнему развертываться на рекордных уровнях, но необходимы государственная политика и финансовая поддержка, чтобы стимулировать еще более широкое развертывание чистой электроэнергии (и поддерживающей инфраструктуры), чтобы дать миру шанс достичь своих нулевых климатических целей.

Расчетная глобальная доля возобновляемой энергии в общем конечном потреблении энергии (2009 г.)-2019)

В США:

• В 2020 году почти 5% энергии, потребляемой в разных секторах в США, приходилось на возобновляемые источники (11,6 квадриллиона БТЕ из общего количества 92,9 квадриллиона БТЕ). Ожидается, что потребление возобновляемых источников энергии в США будет расти в течение следующих 30 лет в среднем на 2,4% в год, что выше общих темпов роста потребления энергии (0,5% в год) при обычном сценарии.
• Возобновляемые источники энергии составили 190,8 процента производства электроэнергии в 2020 году, при этом большую часть составляют гидро- и ветроэнергетика. Ожидается, что к 2030 году этот показатель вырастет до 35 процентов. Ожидается, что большая часть прироста будет приходиться на ветровую и солнечную энергию. Доля возобновляемых источников энергии, не связанных с гидроэнергетикой, в производстве электроэнергии увеличилась с менее чем 1 процента в 2005 году до более 12,5 процента в конце 2020 года, в то время как спрос на электроэнергию оставался относительно стабильным.

В транспортном секторе использование возобновляемых видов топлива, таких как этанол и биодизель, значительно увеличилось за последнее десятилетие. Однако более медленный рост (т. е. ежегодный рост на 0,6–0,7 процента) ожидается до середины века.

В промышленном секторе биомасса составляет 98 процентов использования возобновляемых источников энергии, при этом примерно 60 процентов приходится на древесину из биомассы, 31 процент на биотопливо и почти 7 процентов на отходы биомассы.

Неопределенность в отношении федеральных налоговых льгот (например, стандарта возобновляемого топлива), стандарта низкоуглеродного топлива в Калифорнии, цен на топливо и экономического роста повлияет на темпы развития возобновляемых источников энергии в США.

Факторы, влияющие на использование возобновляемых источников энергии

Факторы, влияющие на использование возобновляемых источников энергии, включают рыночные условия (например, стоимость, разнообразие, близость к спросу или передаче и доступность ресурсов), политические решения (например, налоговые льготы, льготные тарифы и портфель возобновляемых источников энергии). стандарты), а также специальные правила. По состоянию на конец 2020 г. почти во всех странах были установлены цели политики в отношении возобновляемых источников энергии9.0003

Предприятия, стремящиеся к устойчивому развитию, также стимулируют развитие возобновляемой энергетики, строя свои собственные объекты (например, солнечные крыши и ветряные электростанции), закупая возобновляемую электроэнергию по договорам о покупке электроэнергии и покупая сертификаты возобновляемой энергии (REC).

Технологии возобновляемой энергии ветра и солнца за последнее десятилетие значительно снизили стоимость. В период с 2010 по 2019 год стоимость солнечных фотоэлектрических установок для коммунальных предприятий упала на 82 процента, а стоимость наземных ветряных электростанций упала на 39 процентов.процент. Увеличение спроса и закупок требует производства и разработки большего количества этих технологий, что приводит к снижению затрат благодаря обучению и экономии за счет масштаба, что увеличивает стимул для дополнительных закупок.

Глобальная средневзвешенная приведенная стоимость электроэнергии от технологий производства электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий, 2010 и 2019 годы

Факторы политики

Два федеральных налоговых кредита стимулировали использование возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах:

• Налоговый кредит на производство (PTC), впервые введенный в действие в 1992 году и впоследствии измененный, представлял собой корпоративный налоговый кредит, доступный для широкого спектра возобновляемых технологий, включая ветер, свалочный газ, геотермальную энергию и малую гидроэнергетику. Для соответствующих технологий коммунальное предприятие получило кредит в размере 2,2 цента / кВтч (22 доллара США / МВтч) за всю электроэнергию, выработанную в течение первых 10 лет работы. PTC в настоящее время прекращается; в конце декабря 2020 года ПТК был продлен еще на год в размере 60 процентов от полной суммы кредита, и объекты, строительство которых началось после 31 декабря 2021 года, больше не смогут претендовать на этот кредит.
• Инвестиционный налоговый кредит (ITC) зарабатывается при вводе в эксплуатацию соответствующего оборудования, включая солнечную горячую воду, фотоэлектрические элементы и небольшие ветряные турбины. Кредит снижает затраты на установку и сокращает время окупаемости этих технологий. Закон о консолидированных ассигнованиях (2016 г.) продлил ITC на три года, но затем Конгресс принял двухлетнюю отсрочку в 2020 г. Он будет постепенно снижен до 10 процентов в 2024 году (с 26 процентов в 2021 году).

Штаты предлагают дополнительные стимулы, благодаря чему внедрение возобновляемых источников энергии становится еще проще с точки зрения затрат.  

Стандарт портфеля возобновляемых источников энергии требует, чтобы электроэнергетические компании поставляли определенное количество электроэнергии из возобновляемых или альтернативных источников энергии к определенной дате. Государственные стандарты варьируются от скромных до амбициозных, а квалификационные источники энергии различаются. В некоторых штатах также предусмотрены «исключения» (требования о том, чтобы определенный процент портфеля производился за счет определенного источника энергии, такого как солнечная энергия) или другие стимулы для поощрения разработки определенных ресурсов. Хотя изменение климата, возможно, не является основной мотивацией этих стандартов, они могут обеспечить значительное сокращение выбросов парниковых газов и другие преимущества, включая создание рабочих мест, энергетическую безопасность и более чистый воздух. Большинство штатов разрешают коммунальным предприятиям соответствовать стандарту портфеля возобновляемых источников энергии посредством торгуемых кредитов, которые коммунальные предприятия могут продавать для получения дополнительного дохода.

В штатах со стандартом портфеля возобновляемых источников энергии коммунальные предприятия учитывают стоимость, периодичность и доступность ресурсов при выборе технологий, удовлетворяющих этому требованию.

В транспортном секторе США Закон об энергетической политике 2005 года создал Стандарт возобновляемого топлива, согласно которому 2,78 % бензина, потребляемого в США в 2006 году, должно быть возобновляемым топливом.

В соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности от 2007 года был создан новый стандарт возобновляемого топлива, в соответствии с которым к 2022 году требуемые объемы увеличились до 36 миллиардов галлонов, или примерно на 7% ожидаемого годового потребления бензина и дизельного топлива по сравнению с обычным сценарием.

Виды возобновляемой энергии

Возобновляемая энергия поступает из источников, которые можно регенерировать или пополнять естественным путем. Основные источники:

• Вода (гидроэнергетика и гидрокинетика)
• Ветер
• Солнечная энергия (энергия и горячая вода)
• Биомасса (биотопливо и биоэнергия)
• Геотермальная энергия (энергия и отопление)

Все источники возобновляемой энергии используются для производства электроэнергии. Кроме того, геотермальный пар используется непосредственно для отопления и приготовления пищи. Биомасса и солнечные источники также используются для обогрева помещений и воды. Этанол и биодизель (и в меньшей степени газообразный биометан) используются для транспорта.

Возобновляемые источники энергии считаются нулевыми (ветер, солнце и вода), низкими (геотермальные) или нейтральными (биомасса) в отношении выбросов парниковых газов при их эксплуатации. Выбросы нейтрального источника уравновешиваются количеством углекислого газа, поглощаемого в процессе выращивания. Однако общее воздействие каждого источника на окружающую среду зависит от его общего жизненного цикла выбросов, включая производство оборудования и материалов, установку, а также воздействие на землепользование.

Вода

Крупные традиционные гидроэнергетические проекты в настоящее время обеспечивают большую часть производства электроэнергии из возобновляемых источников во всем мире. Имея около 1170 гигаватт (ГВт) глобальной мощности, гидроэнергетика произвела примерно 4370 тераватт-часов (ТВтч) из примерно 26 000 ТВтч общей мировой электроэнергии в 2020 году.

Соединенные Штаты являются четвертым по величине производителем гидроэнергии после Китая, Бразилии, и Канада. В 2011 году, который был намного более влажным, чем в среднем на северо-западе США, в Соединенных Штатах было произведено 7,9процентов всей электроэнергии, получаемой от гидроэлектростанций. Министерство энергетики обнаружило, что неиспользованный генерирующий потенциал существующих плотин в США, предназначенных для целей, отличных от производства электроэнергии (т. е. для водоснабжения, борьбы с наводнениями и внутреннего судоходства), составляет 12 ГВт, что составляет примерно 15 процентов от текущей гидроэнергетической мощности.

Эксплуатационные расходы на гидроэнергетику относительно низки, а выбросы парниковых газов в гидроэнергетике практически отсутствуют. Основное воздействие на окружающую среду заключается в том, что плотина для создания водохранилища или отвода воды к гидроэлектростанции меняет экосистему и физические характеристики реки.

Сила воды захватывает энергию текущей воды в реках, ручьях и волнах для выработки электроэнергии. Обычные гидроэлектростанции могут быть построены на реках без водохранилища (известных как «русловые» агрегаты) или в сочетании с водохранилищами, которые хранят воду, которую можно использовать по мере необходимости. Когда вода движется вниз по течению, она направляется вниз по трубе или другой водозаборной конструкции в плотине (водоводе). Текущая вода вращает лопасти турбины, вырабатывая электроэнергию в электростанции, расположенной у основания плотины.

Другое производство гидроэлектроэнергии

Малые гидроэлектростанции, как правило, мощностью менее 10 мегаватт (МВт) и микрогидроэлектростанции (менее 1 МВт) менее затратны в разработке и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем крупные традиционные гидроэнергетические проекты. В 2019 году общее количество малых ГЭС, установленных в мире, составило 78 ГВт. У Китая была самая большая доля — 54 процента. Китай, Италия, Япония, Норвегия и США входят в первую пятерку малых ГЭС по установленной мощности. Во многих странах есть цели в области возобновляемых источников энергии, которые включают развитие проектов малых гидроэлектростанций.

Гидрокинетическая электроэнергия, включая энергию волн и приливов, является формой нетрадиционной гидроэнергетики, которая захватывает энергию волн или течений и не требует строительства плотины. Эти технологии находятся на разных стадиях исследований, разработок и развертывания. В 2011 году в Южной Корее начала работу приливная электростанция мощностью 254 МВт, что удвоило глобальную мощность до 527 МВт. К концу 2018 года мировая мощность составляла около 532 МВт.

Гидроэлектростанция с низким напором представляет собой коммерчески доступный источник гидрокинетической электроэнергии, который используется в сельскохозяйственных районах более 100 лет. Как правило, мощность этих устройств невелика, от 1кВт до 250кВт.

Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции используют недорогое электричество (обычно в ночное время в периоды низкого спроса) для перекачки воды из расположенного ниже водохранилища в водохранилище, расположенное над электростанцией, для последующего использования в периоды пикового спроса на электроэнергию. Хотя эта стратегия экономически жизнеспособна, она не считается возобновляемой, поскольку она использует больше электроэнергии, чем производит.

Гидроэнергетика

Ветер

Ветер был вторым по величине возобновляемым источником энергии в мире (после гидроэнергетики) для производства электроэнергии. В 2020 году ветровая энергия произвела более 6 процентов мировой электроэнергии при 743 ГВт глобальной мощности (707,4 ГВт на суше). Мощность указывает на максимальное количество электроэнергии, которое может быть произведено, когда ветер дует на уровне, достаточном для турбины. Поскольку ветер не всегда дует, ветряные электростанции не всегда производят столько энергии, сколько позволяют их мощности. Около 290 МВт, Китай имел наибольшую установленную мощность ветрогенерации в 2020 году. Соединенные Штаты с 122,5 ГВт занимали второе место по мощности; Техас, Оклахома, Айова и Канзас обеспечивают более половины ветровой генерации в США, при этом Техас значительно опережает все остальные штаты по установленной мощности, составляя 27 процентов от общей мощности США. В 2019 году ветровая энергия обогнала гидроэнергетику по наибольшей доле возобновляемой генерации в США, обеспечив 8,4 процента электроэнергии в 2020 году. превосходит ранние ветряные мельницы и даже турбины десятилетней давности. Выработка электроэнергии с помощью ветряных турбин не создает парниковых газов, но, поскольку ветряная электростанция включает в себя десятки или более турбин, расположенных на большом расстоянии друг от друга, для нее требуются тысячи акров земли. Например, Lone Star — это ветряная электростанция мощностью 200 МВт, расположенная примерно на 36 000 акров в Техасе. Однако большая часть земли между турбинами по-прежнему может использоваться для земледелия или выпаса скота.

За последние 30 лет средний размер турбин неуклонно увеличивался. Сегодня мощность новых береговых турбин обычно составляет от 2 до 5 МВт. Самые большие производственные модели, предназначенные для использования в море, могут генерировать 12 МВт; Ожидается, что в ближайшие годы некоторые разрабатываемые инновационные модели турбин будут генерировать более 14 МВт на шельфовых проектах. Из-за более высоких затрат и технологических ограничений морская мощность, составляющая примерно 35,6 ГВт в 2020 году, составляет лишь небольшую долю (около 5 процентов) от общей установленной мощности ветрогенерации.

Размеры ветряных турбин

Солнечная энергия

Ресурсы солнечной энергии огромны и широко распространены, и их можно использовать везде, где есть солнечный свет. Количество солнечной радиации, также известной как инсоляция, достигающей поверхности Земли каждый час, больше, чем вся энергия, потребляемая в настоящее время всеми видами деятельности человека каждый год. Ряд факторов, в том числе географическое положение, время суток и погодные условия, влияют на количество энергии, которое можно использовать для производства электроэнергии или отопления.

Солнечные фотоэлектрические элементы — самый быстрорастущий источник электроэнергии. В 2020 году было добавлено около 139 ГВт глобальной мощности, в результате чего общая мощность составила около 760 ГВт и произведено почти 3 процента мировой электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться для производства электроэнергии с использованием:

• Солнечная или фотогальваническая батарея, которая преобразует солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта. Как правило, фотогальванические элементы находятся на крышах жилых и коммерческих зданий. Кроме того, коммунальные предприятия построили большие (более 100 МВт) фотоэлектрические установки, для которых требуется от 5 до 13 акров на МВт, в зависимости от используемых технологий. В Соединенных Штатах нежилые солнечные (например, коммунальные) установки составляли 16,7 ГВт, в то время как бытовые солнечные установки (например, на крышах) составляли 19.1 ГВт.
• Концентрация солнечной энергии (CSP), в которой используются линзы или зеркала для концентрации солнечного света в узкий луч, который нагревает жидкость, производя пар для привода турбины, вырабатывающей электричество. Проекты по концентрации солнечной энергии более масштабны, чем бытовые или коммерческие фотоэлектрические, и часто принадлежат и управляются электроэнергетическими компаниями.
• Несмотря на то, что заводы CSP коммунального масштаба эксплуатировались задолго до того, как солнечная фотоэлектрическая энергия стала широко коммерциализированной, солнечная фотоэлектрическая энергия в значительной степени захватила этот рынок из-за снижения стоимости. Глобальная мощность CSP выросла всего на 1,6 процента в 2020 году до 6,2 ГВт.

Солнечные водонагреватели, обычно устанавливаемые на крышах домов и квартир, обеспечивают горячее водоснабжение жилых помещений с помощью солнечного коллектора, который поглощает солнечную энергию, которая, в свою очередь, нагревает проводящую жидкость и передает тепло в резервуар для воды. Современные коллекторы предназначены для работы даже в холодном климате и в пасмурные дни.

Электричество, вырабатываемое из солнечной энергии, не выделяет парниковых газов. Основное воздействие солнечной энергии на окружающую среду связано с использованием некоторых опасных материалов (мышьяка и кадмия) при производстве фотоэлектрических систем и большим количеством земли, необходимой, сотни акров, для реализации проекта солнечной энергетики коммунального масштаба.

Концентрация солнечной энергии

Биомасса

Источники энергии из биомассы используются для выработки электроэнергии и прямого нагрева и могут быть преобразованы в биотопливо в качестве прямой замены ископаемого топлива, используемого на транспорте. В отличие от прерывистой энергии ветра и солнца, биомассу можно использовать постоянно или по расписанию. Биомасса получается из древесины, отходов, свалочного газа, сельскохозяйственных культур и спиртового топлива. Традиционная биомасса, включая древесные отходы, древесный уголь и навоз, на протяжении всей истории человечества была источником энергии для приготовления пищи и отопления дома. В сельских районах развивающихся стран он остается основным источником топлива. В мире в 2019 году, биоэнергетика составила около 11,6 процента от общего потребления энергии. Растущее использование биомассы привело в последние годы к увеличению международной торговли топливом из биомассы; древесные гранулы, биодизель и этанол являются основными видами топлива, продаваемыми на международном уровне.

В 2020 году мировая мощность производства электроэнергии на биомассе составила 145 ГВт, увеличившись на 5,8 процента по сравнению с предыдущим годом. В Соединенных Штатах было 16 ГВт установленных мощностей по выработке электроэнергии на биомассе. В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии из древесной биомассы вырабатывается на лесопромышленных и бумажных комбинатах с использованием собственных древесных отходов; кроме того, древесные отходы используются для производства тепла для сушки изделий из дерева и других производственных процессов. Отходы биомассы — это в основном твердые бытовые отходы, то есть мусор, который сжигают в качестве топлива для работы электростанций. В среднем тонна мусора вырабатывает от 550 до 750 кВтч электроэнергии. Свалочный газ содержит метан, который можно улавливать, перерабатывать и использовать в качестве топлива для электростанций, производственных помещений, транспортных средств и домов. В Соединенных Штатах в настоящее время имеется более 2 ГВт установленных мощностей по выработке электроэнергии на свалочном газе в более чем 600 проектах.

В дополнение к свалочному газу биотопливо может быть синтезировано из специальных культур, деревьев и трав, сельскохозяйственных отходов и исходного сырья из водорослей; к ним относятся возобновляемые формы дизельного топлива, этанола, бутанола, метана и других углеводородов. Кукурузный этанол является наиболее широко используемым биотопливом в Соединенных Штатах. Примерно 39 процентов урожая кукурузы в США было направлено на производство этанола для бензина в 2019 году по сравнению с 20 процентами в 2006 году. Бензин с содержанием этанола до 10 процентов (E10) можно использовать в большинстве транспортных средств без дополнительной модификации, в то время транспортные средства, работающие на топливе, могут использовать смесь бензина и этанола, содержащую до 85 процентов этанола (E85).

Биомасса с замкнутым циклом, при которой энергия вырабатывается с использованием сырья, выращенного специально для целей производства энергии, обычно считается нейтральной по отношению к двуокиси углерода, поскольку двуокись углерода, выделяемая при сгорании топлива, ранее улавливалась при выращивании исходного сырья. В то время как биомасса позволяет избежать использования ископаемого топлива, чистый эффект биоэнергетики и биотоплива на выбросы парниковых газов будет зависеть от выбросов за весь жизненный цикл источника биомассы, от того, как он используется, и от косвенных эффектов землепользования. Однако в целом энергия биомассы может оказывать различное воздействие на окружающую среду. Древесная биомасса, например, содержит серу и азот, которые выделяют загрязняющие воздух диоксид серы и оксиды азота, хотя и в гораздо меньших количествах, чем при сжигании угля.

Геотермальная энергия

В 2020 г. геотермальная энергия обеспечила примерно 225 ТВт-ч в мире, из которых 97 ТВт-ч в виде электроэнергии (при расчетной мощности 14,1 ГВт), а оставшаяся половина — в виде тепла. (Общая мировая выработка электроэнергии в 2020 году составила 26 000 ТВтч).

В Соединенных Штатах в 2020 году было выработано почти 17 ТВтч геотермальной электроэнергии , что составляет около 3,4 % производства электроэнергии из возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергетикой, но лишь 0,4 % от общего объема производства электроэнергии. Семь штатов производят электроэнергию из геотермальной энергии: Калифорния, Гавайи, Айдахо, Невада, Нью-Мексико, Орегон и Юта. Из них на Калифорнию приходилось 80 процентов этого поколения.

Традиционная геотермальная энергия использует естественные высокие температуры, расположенные относительно близко к поверхности Земли в некоторых районах, для производства электроэнергии и для непосредственного использования, такого как отопление и приготовление пищи. Геотермальные области обычно расположены вблизи границ тектонических плит, где происходят землетрясения и извержения вулканов. В некоторых местах горячие источники и гейзеры веками использовались для купания, приготовления пищи и обогрева. 700°F. В этот колодец закачивается вода, где она нагревается горячими камнями. Он проходит через естественные трещины и поднимается вверх по второму колодцу в виде пара, который можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии или для обогрева или других целей. Возможно, потребуется пробурить несколько скважин, прежде чем будет заложена подходящая, и размер ресурса не может быть подтвержден до завершения бурения. Кроме того, в этом процессе часть воды теряется из-за испарения, поэтому для поддержания непрерывного потока пара добавляется новая вода. Подобно биоэнергетике и в отличие от прерывистой энергии ветра и солнца, геотермальное электричество можно использовать непрерывно. Во время этого процесса высвобождается очень небольшое количество углекислого газа, попавшего под поверхность Земли.

Усовершенствованные геотермальные системы используют передовые, часто экспериментальные методы бурения и закачки жидкости для увеличения и расширения доступности геотермальных ресурсов.

Геотермальная электростанция

Показатели возобновляемой энергетики, 2020 г.

Доступность возобновляемых источников энергии в США

Следующие карты Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики показывают относительную доступность возобновляемых источников энергии на всей территории Соединенных Штатов.

• Ветровые ресурсы изобилуют на Великих равнинах, в Айове, Миннесоте, вдоль хребта Аппалачей, в Западных горах и во многих прибрежных районах.
• Солнечные фотоэлектрические и концентрирующие ресурсы солнечной энергии являются самыми высокими на юго-западе пустыни и уменьшаются по интенсивности в северном направлении.
  
  Виэ энергетика это: Что такое ВИЭ. Объясняем простыми словами — Секрет фирмы