Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.
Направления альтернативной энергетики
Альтернативный источник энергии
Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии — «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию»[1]. Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.
Классификация источников
| Способ использования | Энергия, используемая человеком | Первоначальный природный источник |
|---|---|---|
| Солнечные электростанции | Электромагнитное излучение Солнца | Солнечный ядерный синтез |
| Ветряные электростанции | Кинетическая энергия ветра | Солнечный ядерный синтез,
Движения Земли и Луны |
| Традиционные ГЭС
Малые ГЭС |
Движение воды в реках | Солнечный ядерный синтез |
| Приливные электростанции | Движение воды в океанах и морях | Движения Земли и Луны |
| Волновые электростанции | Энергия волн морей и океанов | Солнечный ядерный синтез,
Движения Земли и Луны |
| Геотермальные станции | Тепловая энергия горячих источников планеты | Внутренняя энергия Земли |
| Сжигание ископаемого топлива | Химическая энергия ископаемого топлива | Солнечный ядерный синтез в прошлом. |
Сжигание возобновляемого топлива
|
Химическая энергия возобновляемого топлива | Солнечный ядерный синтез |
| Атомные электростанции | Тепло, выделяемое при ядерном распаде | Ядерный распад |
Примечания
- Зелёным шрифтом обозначены нетрадиционные способы использования энергии.
- Зелёным цветом залиты возобновляемые источники энергии.
Ветроэнергетика
В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их используют в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25 % энергии из ветра[2]
- Автономные ветрогенераторы
- Ветрогенераторы, работающие параллельно с сетью
Биотопливо
- Жидкое: Биодизель, биоэтанол.
- Твёрдое: древесные отходы и биомасса (щепа, гранулы (топливные пеллеты) из древесины, лузги, соломы и т. п., топливные брикеты)
- Газообразное: биогаз, синтез-газ.
Гелиоэнергетика
Солнечные электростанции(СЭС) работают более чем в 80 странах.
- Солнечный коллектор, в том числе Солнечный водонагреватель, используется как для нагрева воды для отопления, так и для производства электроэнергии.
- Энергетическая башня, совмещает солнечную и ветро энергетику. Есть два варианта. Первый — охлаждение нагретого солнцем воздуха на высоте нескольких сотен метров и преобразование кинетической энергии нисходящих потоков воздуха в электроэнергию. Второй — нагревание солнцем почвы и воздуха в очень большом парнике и преобразование кинетической энергии восходящего потока воздуха в электроэнергию.
- Фотоэлектрические элементы
- Наноантенны
Альтернативная гидроэнергетика
«Ocean 160»
- Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае, Южной Корее, Норвегии
- Волновые электростанции.
- Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках).
- Энергия температурного градиента морской воды
- Аэро ГЭС (конденсация влаги из атмосферы, в том числе из облаков)[3][4] — работают опытные установки[5].
Геотермальная энергетика
Используется как для нагрева воды для отопления, так и для производства электроэнергии. На геотермальных электростанциях вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.
- Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)
- Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)
Мускульная сила человека
Хотя мускульная сила является самым древним источником энергии, и человек всегда стремился заменить её чем-то другим, в настоящее время её значение растёт вместе с ростом использования транспортных средств на мускульной тяге - велосипед, самокат, веломобиль и т.п.
Грозовая энергетика
Грозовая энергетика — это способ использования энергии путём поимки и перенаправления энергии молний в электросеть. Компания Alternative Energy Holdings в 2006 году объявила о создании прототипа модели, которая может использовать энергию молнии. Предполагалось, что эта энергия окажется значительно дешевле энергии, полученной с помощью современных источников, окупаться такая установка будет за 4—7 лет.[6][7]
Криоэнергетика
Криоэнергетика — это способ аккумулирования избыточной энергии посредствам сжижения воздуха.
В промышленной зоне Слау построена первая в мире 300-киловаттная криогенная аккумулирующая электростанция [8].
В феврале 2011 года от Highview Power Storage отсоединился стартап Dearman Engine, занимающийся разработкой криогенных двигателей [9].
В ВМФ Швеции субмарины типа «Готланд» стали первыми серийными лодками с двигателями Стирлинга, которые позволяют им находиться под водой непрерывно до 20 суток. В настоящее время все подводные лодки ВМС Швеции оснащены двигателями Стирлинга, а шведские кораблестроители уже хорошо отработали технологию оснащения этими двигателями подводных лодок, путём врезания дополнительного отсека, в котором и размещается новая двигательная установка. Двигатели работающие на жидком кислороде, который используется в дальнейшем для дыхания, имеют очень низкий уровень шума.
Гравитационная энергетика
Гравитационная энергетика — аккумулирование избыточной энергии посредствам запасания её в виде потенциальной энергии гравитационного поля.
Компания Energy Vault разработала проект гравитационной аккумулирующей электростанции, представляющей из себя подъемный кран с шестью стрелами, электродвигатели которого работают как электрогенераторы при спуске блоков, и поставленные друг на друга блоки. Когда в электросеть поступает избыточная энергия, она тратится на поднятие блоков. А в часы-пик, при спуске блоков кранами, энергия возвращается в сеть [10].
Управляемый термоядерный синтез
Синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии, который носит управляемый характер. До сих пор не применяется.
Направления альтернативной энергетики помимо использования нетрадиционных источников энергии
Распределённое производство энергии
Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.
Водородная энергетика
На сегодняшний день для производства водорода требуется больше энергии, чем возможно получить при его использовании, поэтому считать его источником энергии нельзя. Он является лишь средством хранения и доставки энергии.
- Водородные двигатели (для получения механической энергии)
- Топливные элементы (для получения электричества)
- Биоводород
Космическая энергетика
Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на околоземной орбите или на Луне. Электроэнергия будет передаваться на Землю в форме микроволнового излучения[11]. Может способствовать глобальному потеплению. До сих пор не применяется.
Перспективы
Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике.
По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП[12].
Перспективы в России
Россия может получать 10 % энергии из ветра[2]. По сравнению с США и странами ЕС использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно объяснить доступностью традиционных ископаемых энергоносителей. Один из основных барьеров для строительства крупных электростанций на ВИЭ — отсутствие положения о стимулирующем тарифе, по которому государство покупало бы электроэнергию, производимую на основе ВИЭ (feed-in tariff)[13].
В 2017 году администрация городского округа Химки запустила проект по созданию Центра альтернативной энергетики, который будет разрабатывать новые схемы обеспечения электроэнергией промышленных предприятий и городского хозяйства. Центр будет организован на базе расположенного на Ленинградском шоссе дилерского центра садово-парковой техники Юнисоо[14].
Инвестиции
 | Информация в этом разделе устарела. |
Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в добычу угля и нефти было инвестировано $110 млрд.
Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд[15].
Распространение
В 2010 году альтернативная энергия (не считая гидроэнергии) составляла 4,9% всей потребляемой человечеством энергии. В том числе для отопления и нагрева воды (биомасса, солнечный и геотермальный нагрев воды и отопление) 3,3%; биогорючее 0,7%; производство электроэнергии (ветровые, солнечные, геотермальные электростанции и биомасса в ТЕС) 0,9%.[16]
В 2018 году, согласно данным BP, доля альтернативных возобновляемых источников энергии (без крупных ГЭС) составила 8,4% в мировой генерации электричества.
По состоянию на 2017 год альтернативные источники энергии выработали 9,6% электроэнергии в США, включая 6,3% из ветровых и 1,3% из солнечных электростанций. С учетом больших ГЭС, вклад возобновляемых источников энергии составил 17,1% от выработанного в США электричества.
В Австралии в 2015 году 9,1% электроэнергии вырабатывался из нетрадиционных возобновляемых источников (ВИЭ без крупной гидроэнергетики).
См. также
Примечания
- ↑ Источники энергии Научно-технический энциклопедический словарь
- 1 2 Взгляд.ru 13.07.10 В Подмосковье не пойдет.
- ↑ Air Hydro Electric Station (AirHES, АэроГЭС)
- ↑ Передача об АэроГЭС на НТВ
- ↑ Публикация об Аэро ГЭС на Мембрана (веб-сайт)
- ↑ Молниевая ферма поймает энергию небесных разрядов membrana.ru
- ↑ Холдинг альтернативной энергетики объявляет о развитии грозовой энергетики Архивировано 5 июня 2014 года.
- ↑ Официальный сайт компании "Highview Power Storage"
- ↑ Официальный сайт стартапа "Dearman Engine"
- ↑ Официальный сайт компании "Energy Vault"
- ↑ Японские компании запустят солнечную электростанцию в космос.
- ↑ European Renewables Target Can Create 2.8M Jobs
- ↑ Cleantech in Russia 2010 (недоступная ссылка)
- ↑ В Химках планируют создать Центр альтернативной энергетики
- ↑ Green energy overtakes fossil fuel investment, says UN
- ↑ アーカイブされたコピー. Проверено 15 декабря 2012. Архивировано 15 декабря 2012 года.
Ссылки
Литература
- Нетрадиционная энергетика / С. В. Алексеенко // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
 | Для улучшения этой статьи желательно: |
 | |
|---|---|
| Общее | |
| Научные законы | |
| Глобальные экологические проблемы |
|
| Экологическое право |
|
| Экологическая политика и экономика |
|
| Альтернативная энергетика | |
| Акции | |
| Организации и движения |
|
| Дни |
|
| Прочее | |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .