Возобновляемая энергия это: Какие возобновляемые источники энергии появятся в России к 2020 году

Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергетика в мире

Установленная мощность ВИЭ в мире на конец 2018 года составила 2 351 ГВт. Это около трети
установленной мощности всех электростанций планеты. На гидроэнергетику приходится
наибольшая доля ВИЭ (установленной мощностью 1 172 ГВт), на ветряную и солнечную энергетику
— 564 ГВт и 480 ГВт соответственно. Другие возобновляемые источники энергии включают 121 ГВт
биоэнергетики, 13 ГВт геотермальной энергетики и 500 МВт морской энергетики (использование
силы приливов и волн).

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика

Крупнейший ВИЭ по установленной мощности. Гидроэнергетика один из самых эффективных
источников энергии, поэтому используется в качестве предпочтительной генерации (если
доступно). Например, в Норвегии 99% электричества вырабатывается ГЭС.

1 292 595

МВт

Совокупная установленная мощность в мире

Ветряная энергетика

Ветряная энергетика

Ветряная энергетика базируется на преобразовании потоков воздуха в электричество. Объем
вырабатываемой электроэнергии зависит от силы ветра, размера турбины и длины его лопастей.
Установленная мощность ветрогенераторов существенно возросла за последние 35 лет. В
середине 80-х годов среднестатистическая турбина была мощностью 0,05 МВт, а длина лопастей
не превышала 15 метров. Сегодня мощность ветряных энергетических установок на суше может
составлять 2 МВт, в море – 3-5 МВт. У крупнейших из них диаметр ротора достигает 164 м.

563 726

МВт

Совокупная установленная мощность в мире

Солнечная энергетика

Солнечная энергетика

Солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество с помощью технологии
фотоэффекта (электромагнитная радиация солнца трансформируется в электрическую энергию).
Для этого используется фотоэлектрический элемент. Наиболее распространенным материалом в
фотоэлементах является кремний. Но, возможно, революция в отрасли – не за горами. En+ Group
разрабатывает новое поколение фотоэлектрических элементов, в основе которых перовскитные
ячейки.

485 826

МВт

Совокупная установленная мощность в мире

Биоэнергетика

Биоэнергетика

Биоэнергетика основывается на сжигании биомассы. К классической биоэнергетике относятся
использование дерева, животные отходы и древесный уголь. Современная биоэнергетика
включает использование жидкого биотоплива из сахарного тросника и иных растений, био-газ,
получаемый из бескислородной переработки отходов, деревянные паллеты и другие технологии.

115 731

МВт

Совокупная установленная мощность в мире

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика предусматривает использование тепла из недр земли. Вода или пар,
поступающие к поверхности – наиболее распространенные примеры. В зависимости от
характеристик, геотермальная энергетика может быть использована для обогрева, охлаждения
или выработки чистой энергии. Исландия, например, обеспечивает более 90% потребностей в
тепловой энергии из геотермальных источников.

13 329

МВт

Совокупная установленная мощность в мире

Возобновляемая энергия и ресурсы | Cummins Inc.

Основные виды и примеры возобновляемых энергетических ресурсов

Солнечная энергия

Солнечная энергия — одна из наиболее узнаваемых возобновляемых источников энергии. Солнечные панели стали просто вездесущими, появляясь на крышах домов и предприятий, на пустующих землях, в полях и, естественно, посреди пустыни.

Солнечные батареи состоят из слоев полупроводниковых материалов, предназначенных для непосредственного преобразования солнечного излучения в электричество. Их цена значительно уменьшилась в последние годы, сделав солнечную энергию достаточно рентабельной. Панели можно установить практически в любом месте, хотя более высокая эффективность обеспечивается в сухом климате.

Другая технология, используемая для генерации электроэнергии из солнечного света, известна как концентрированная солнечная энергия (concentrated solar power, CSP). На электрических станциях CSP применяются большие массивы зеркал для фокусировки солнечного света на небольшой области, где свет достаточно интенсивен для выработки пара, который затем используется в целях вращения турбины и генератора переменного тока.

Энергия ветра

Энергия ветра также весьма заметна. Проедьте несколько часов по автомагистрали между штатами, и вы обязательно увидите ветряные турбины за грядой гор.

Ветер приводит в движение лопасти ветровой турбины. Затем генератор переменного тока, расположенный в гондоле ветровой турбины, преобразует это движение в электричество.

За последние десятилетия резко увеличились габаритные размеры и мощность ветровых турбин. В 1990 годах лопасти самых крупных ветровых турбин имели пролет около 130 футов и могли генерировать мощность около 500 кВт. Диаметры лопастей на современных крупнейших ветровых турбинах составляют 720 футов. Эти гигантские установки вырабатывают 14 000 кВт, что почти в 30 раз превышает объем производства их предшественников. Они настолько огромны, что их компоненты нельзя перевозить по дороге, поэтому их можно устанавливать только в море.

Как оказалось, море отлично подходит для организации ветряной электростанции — ветер более стабильный, и некому жаловаться, что ветряные турбины портят вид.

Гидроэлектроэнергия

Энергию ручьев и рек можно использовать для производства гидроэлектроэнергии при значительном изменении высоты воды, часто именуемом столбом. Чем больше река и выше столб, тем больший объем электричества можно выработать. В Китае гидроэлектростанция «Три ущелья» перекрывает плотиной всю реку Янцзы, что позволяет вырабатывать огромную мощность, равную 22 ГВт, что составляет 22 000 000 кВт).

В гидроэлектростанции вода проходит по трубе и толкает лопатки турбины. Турбина вращается, и в генераторе переменного тока вырабатывается электричество.

В США большинство гидроэлектростанций используют плотину, где вода скапливается перед прохождением через турбины. Плотина увеличивает столб и сезонно сохраняет воду, позволяя в некоторых случаях вырабатывать электроэнергию круглогодично. Гидроэнергия является одним из самых простых, экономически эффективных и старейших способов производства электроэнергии.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия также давно применяется для выработки электроэнергии. На геотермальных электростанциях вода закачивается глубоко под землю, где тепло, исходящее от близлежащих магматических камер, превращает воду в пар. Затем пар отводится обратно на поверхность земли, где используется для вращения паровой турбины.

Геотермальные скважины редко бывают глубже 3,2 км, поэтому геотермальные электрические станции можно строить только тогда, когда магма присутствует не слишком глубоко от поверхности земли. Обычно это происходит вблизи областей с вулканической активностью или там, где встречаются тектонические плиты. Таким образом, в США почти все геотермальные электрические станции находятся на Западе, преимущественно в штате Калифорния, где разлом Сан-Андреас заставляет магму подниматься почти до уровня поверхности земли.

Биомасса

Биомасса — еще один важный источник энергии, используемый для выработки электричества. Этот термин охватывает широкий спектр органических материалов, которые могут служить топливом. Древесная щепа, бытовой мусор и черный щелок (промышленный побочный продукт переработки древесины) являются одними из наиболее часто используемых видов топлива, получаемого из биомассы. Что делает биомассу возобновляемым источником энергии? Проще говоря, биомассу можно выращивать и возделывать по желанию.

Возобновляемые источники энергии на протяжении многих лет

На протяжении всей истории люди использовали большую часть этих возобновляемых источников энергии тем или иным образом. Римляне купались в геотермальных горячих источниках, а тот, кто добыл огонь, просто использовал энергетические ресурсы биомассы, чтобы согреться.

Электричество и возобновляемая электроэнергия появились, конечно, позже. Во многих странах гидроэнергия была основным источником электроэнергии, пока спрос на электроэнергию не перерос местный гидроэнергетический потенциал — возобновляемые источники энергии не означают, что они не ограничены.

После этого все другие типы возобновляемой электроэнергии занимали относительно незначительное место в большинстве частей мира примерно до предыдущего десятилетия, когда солнечная и ветровая энергетика вступила в период быстрого роста. Насколько этот рост быстр? Это очень быстрый рост — между 2010 и 2019 годами по всему добавилось более 580 ГВт солнечной мощности и 470 ГВт ветряной мощности, что почти в 7 раз превышает строительство новых объектов солнечной и ветряной энергетики за предыдущее десятилетие.

Спрос на возобновляемые источники энергии

Что вызывает рост солнечной и ветровой энергетики? Существуют две основные причины.

Первая, самая простая причина заключается в том, что солнечные панели и ветряные турбины стали эффективнее и дешевле, что делает солнечную и ветровую энергию гораздо более доступной, чем всего 20 лет назад. Поскольку, к тому же, ни то, ни другое не требует топлива, солнечная и ветровая экономика может быть достаточно привлекательна для инвесторов.

Другая, более сложная причина заключается в том, что во многих странах терпимость к выбросам электростанций, работающих на ископаемом топливе, быстро снижается — из-за проблем, связанных с глобальным потеплением и из-за непосредственных воздействий загрязнения воздуха. Заменить работающие на ископаемом топливе электростанции на возобновляемые энергетические ресурсы не просто, но частично возможно. Великобритания, например, закрыла почти все свои угольные электростанции и теперь 80 % или более своих повседневных нужд покрывает только за счет возобновляемых источников энергии.

К слову, не все возобновляемые энергоресурсы совершенно не оказывают влияния на окружающую среду.

Например, при сжигании биомассы могут генерироваться некоторые из тех же типов нежелательных выбросов, что и при сжигании угля, включая оксиды азота и твердые частицы.

Плотины гидроэлектростанций также оказывают значительное влияние — некоторые плотины могут привести к тому, что целые долины уйдут под воду.

Даже работа геотермальных электростанций потенциально может привести к выбросу вредных веществ, переносимых жидкостями, получаемыми из глубинных слоев земли, таких как мышьяк, радон и сероводород. По этой причине многие геотермальные электростанции функционируют по принципу замкнутого контура, вновь закачивая в землю пар и воду, которые они извлекают.

Объяснение возобновляемых источников энергии — типы и использование

• Основы
• +Меню

Какие существуют виды возобновляемых источников энергии?

• Древесина — Древесная биомасса включает древесные гранулы; древесная щепа от лесохозяйственных операций; отходы лесопильной, целлюлозно-бумажной и мебельной фабрик; дрова для отопления помещений и приготовления пищи. Крупнейшим источником энергии на базе древесины является черный щелок, остаток производства целлюлозы, бумаги и картона.
• Биотопливо — Биотопливо включает этанол и биодизельное топливо . Большая часть топливного этанола, используемого в Соединенных Штатах, производится из кукурузы. Биодизель производится из зерновых масел и животных жиров.
• Твердые бытовые отходы и биогаз — Твердые бытовые отходы (ТБО) или мусор, содержащие материалы биомассы (или биогенные), такие как бумага, картон, пищевые отходы, скошенная трава, листья, древесина, изделия из кожи и негорючие материалы, не относящиеся к биомассе. материалы (в основном пластмассы и другие синтетические материалы, изготовленные из нефти). ТБО сжигают на мусороперерабатывающих заводах для выработки электроэнергии. Многие свалки в Соединенных Штатах собирают и сжигают биогаз для производства электроэнергии.

Древесина является нашим вторым по величине источником возобновляемой энергии

Источник: Стоковая фотография (защищено авторским правом)

Ветряная электростанция

Источник: Стоковая фотография (защищена авторским правом) и реки, чтобы вращать турбину и вырабатывать электроэнергию.

Геотермальная энергия — Геотермальная энергия представляет собой тепло из горячих недр земли или вблизи земной поверхности. Трещины в земной коре позволяют воде, нагретой геотермальной энергией, естественным образом подниматься на поверхность в виде горячих источников и гейзеров. Скважины, пробуренные в земле, позволяют контролируемому выпуску пара или воды на поверхность для приведения в действие паровых турбин для выработки электроэнергии. Почти постоянная температура земли у поверхности земли используется в геотермальных тепловых насосах для обогрева и охлаждения зданий.

Энергия ветра —Ветряные турбины используют лопасти для сбора кинетической энергии ветра. Ветер обдувает лопасти, создавая подъемную силу, которая заставляет лопасти вращаться. Лопасти соединены с приводным валом, который вращает электрический генератор, вырабатывающий электричество.

• Солнечные тепловые системы используют солнечные коллекторы для поглощения солнечного излучения для нагрева воды или воздуха для обогрева помещений и нагрева воды.
• Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие солнечные коллекторы для фокусировки солнечных лучей для нагрева жидкости до высокой температуры. Эта жидкость генерирует пар для питания турбины и генератора.
• Фотогальванические (PV) системы используют солнечные электрические элементы, которые преобразуют солнечное излучение непосредственно в электричество. Отдельные фотоэлементы объединены в модули (панели) различной мощности по производству электроэнергии. Фотоэлектрические системы варьируются от отдельных фотоэлементов для питания калькуляторов до крупных электростанций с сотнями модулей для выработки большого количества электроэнергии.

Нажмите, чтобы увеличить

Последнее обновление: 20 мая 2022 г.

• Узнать больше

• Потребление возобновляемой энергии в США с разбивкой по источникам и секторной диаграмме
• Исторические годовые и месячные данные о производстве электроэнергии на уровне штата по источникам
• Ежемесячный обзор энергетики – Возобновляемые источники энергии
• Ежемесячный обзор энергопотребления – электричество
• Статьи по возобновляемым источникам энергии
• Возобновляемая энергия
• База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности

• Часто задаваемые вопросы

• Сколько энергии в США потребляется и вырабатывается из возобновляемых источников?
• Какая часть мирового потребления и производства энергии приходится на возобновляемые источники энергии?
• Часто задаваемые вопросы по возобновляемым источникам энергии

Какие существуют виды возобновляемых источников энергии?

Поскольку Великобритания и США стремятся к 2050 году достичь нулевого уровня выбросов, использование электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников, имеет важное значение для сокращения выбросов углекислого газа.

Каждый тип возобновляемой энергии вносит разный вклад в нашу структуру электроэнергии, наряду с невозобновляемыми видами энергии, такими как ископаемое топливо или ядерная энергия.

Узнайте о различных типах возобновляемых источников энергии, которые мы в настоящее время используем для производства электроэнергии, и о том, как они будут использоваться в будущем для дальнейшей борьбы с изменением климата.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия — это энергия, получаемая из источника, который никогда не иссякнет. Они естественны и самовосполняемы, и обычно имеют низкий или нулевой углеродный след.

Примеры возобновляемых источников энергии включают энергию ветра, солнечную энергию, биоэнергию (органические вещества, сжигаемые в качестве топлива) и гидроэнергетику, включая энергию приливов и отливов.

Сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии уже давно является основным источником выбросов парниковых газов в нашу атмосферу, поэтому эти возобновляемые источники считаются жизненно важными в борьбе с изменением климата.

Наиболее распространенные возобновляемые источники энергии

В Великобритании существует четыре основных источника возобновляемой энергии:

Ветер

Энергия ветра является крупнейшим производителем возобновляемой электроэнергии как в Великобритании, так и в США. Береговые и морские ветряные электростанции вырабатывают электроэнергию за счет вращения лопастей ветряной турбины s . Турбины преобразуют кинетическую энергию вращающихся лопастей в электрическую энергию, вращая приводной вал и коробку передач, соединенную с генератором. Затем электричество преобразуется в более высокое напряжение и подается в национальную сеть.

Солнечная энергия

Солнечный свет — один из самых свободно доступных энергетических ресурсов на планете, что, как вы предполагаете, сделает его источником возобновляемой энергии номер один. Но, конечно, количество солнечного света, которое мы получаем, может сильно различаться в зависимости от местоположения, времени года и времени суток.

Солнечная энергия вырабатывает электричество, улавливая солнечный свет солнечными панелями в результате совместной химической и физической реакции, известной как «фотогальванический эффект» (или PV).

Гидроэлектростанция

Гидроэнергия создается за счет движения текущей или падающей воды. Гидроэлектростанции находятся на плотинах и вырабатывают электроэнергию с помощью подводных турбин, которые вращают генератор. Гидроэнергетика также включает энергию волн и приливов, которые полагаются на силы океана для выработки электроэнергии в устьях крупных водоемов с использованием аналогичной технологии.

Биоэнергетика

Электричество может быть получено при сжигании органических веществ в качестве источника топлива . Эти виды топлива известны как биомасса и включают в себя все, что угодно, от растений до древесины и пищевых отходов. Углекислый газ (СО ₂ ) выбрасывается при производстве биоэнергии, но эти источники топлива считаются возобновляемыми, поскольку их можно выращивать заново и поглощать столько же углерода, сколько они выделяют в течение своей жизни.

Что такое невозобновляемые источники энергии?

Ископаемые виды топлива, такие как уголь, природный газ и нефть, являются примерами невозобновляемых источников энергии. Эти источники могут встречаться в природе, но их количество конечно.

Недостатком невозобновляемых источников энергии является то, что для их формирования часто требуются сотни тысяч лет, и их необходимо извлекать из земли и сжигать для создания энергии, которая вырабатывает электричество. Они также выделяют вредные парниковые газы, такие как CO ₂ , когда они сгорят.

Каковы преимущества использования возобновляемых источников энергии?

Есть несколько причин, по которым использование возобновляемых источников энергии так важно для нашего будущего.

Поскольку их запасов гораздо больше, чем ископаемого топлива, правительства всего мира стремятся развивать возобновляемые источники энергии исключительно для питания своих стран.

Возможно, наиболее важно то, что возобновляемые источники энергии при использовании производят мало вредных выбросов или вообще не производят их, поэтому чистая энергия, которую они производят, будет играть решающую роль в предотвращении дальнейшего глобального потепления. Вот почему так много наших целей в будущем, связанных с нулевым уровнем выбросов, зависят от увеличения их использования сегодня.

Является ли возобновляемая энергия такой же, как чистая или зеленая энергия?

Термины ‘ зеленая энергия ’, «чистая энергия» и «возобновляемая энергия» часто используются взаимозаменяемо, но между ними есть ключевое различие.

• Чистая энергия производит электричество без выбросов. Однако его производство или техническое обслуживание иногда могут иметь «углеродную стоимость». Например, для создания гидроэлектростанций с плотиной необходимо очистить природную среду, а работа по их строительству часто приводит к выбросам углерода.

• Зеленая энергия поступает из полностью естественных источников, которые при их создании или использовании оказывают незначительное воздействие на окружающую среду или не оказывают никакого воздействия на окружающую среду.

• Они оба могут быть возобновляемыми , что, по сути, означает, что они поступают из источника, который не может быть исчерпан.

Таким образом, хотя большинство зеленых источников энергии являются возобновляемыми, не все возобновляемые источники энергии считаются зелеными.

Возобновляемая энергия в современную эпоху

Сегодня использование возобновляемых источников энергии в нашем энергетическом балансе значительно выросло. В конце 1991, возобновляемые источники энергии составляли всего 2% производства электроэнергии в Великобритании, а к 2013 году они выросли до 14,6%.

К 2020 году – самый зеленый год в Великобритании за всю историю наблюдений – возобновляемые источники энергии составляли колоссальные 43,1% от общего объема электроэнергии, больше, чем природный газ (34,5%) и уголь (1,8%). В сочетании с 16-процентным вкладом низкоуглеродной ядерной энергии был достигнут рубеж, когда страна в течение года в основном работала на чистой энергии.