Роль ВИЭ в сохранении окружающей среды и борьбе с изменением климата

На протяжении всей истории человечества возобновляемые источники энергии играли значительную роль в производстве энергии. Однако широкое распространение ископаемых видов топлива, начиная с угля и заканчивая нефтью и природным газом, снизило значимость возобновляемых источников энергии в XIX и XX веках, особенно в промышленно развитых странах, где ископаемое топливо стало основным видом топлива для отопления и транспорта.

До появления ископаемого топлива возобновляемые источники, такие как биомасса (преимущественно древесина), широко использовались для отопления, приготовления пищи и освещения. Энергия ветра использовалась для навигации и питания мельниц, а гидроэнергия — для привода мельниц. Эти возобновляемые источники были единственными доступными энергоресурсами до появления ископаемого топлива.

Во второй половине XX века интерес к возобновляемым источникам энергии возродился, что объясняется истощением запасов ископаемого топлива и растущим признанием его пагубного воздействия на окружающую среду. В связи с этим правительства разных стран начали проводить новую политику и принимать меры по стимулированию использования возобновляемых источников энергии. Однако поддержка развития возобновляемой энергетики оказалась непростой задачей из-за постоянно развивающихся технологий и связанных с ними затрат. Целью данного исследования является оценка современного состояния возобновляемой энергетики в различных отраслях, включая промышленность, автомобилестроение и производство электроэнергии.

Кроме того, основное внимание уделяется изучению стратегий, направленных на снижение зависимости от ископаемого топлива. Переход на возобновляемые источники энергии позволит снизить ущерб, наносимый окружающей среде использованием ископаемого топлива, и будет способствовать устойчивому развитию.

Возобновляемость — способность источника энергии восполняться, воспроизводиться и восстанавливаться. Такая энергия неисчерпаема при использовании и называется возобновляемой. В ближайшем будущем возобновляемые источники будут продолжать развиваться. Вырабатываемая энергия может быть использована непосредственно или сохранена в аккумуляторах для последующего использования. Получение возобновляемой энергии возможно с помощью различных методов, собирающих различные виды энергии из разных источников. К возобновляемым источникам относятся солнечная энергия, энергия ветра, биомассы, гидроэнергетика, геотермальная энергия, энергия приливов и отливов и т. д. [1].

В свете непрерывных инноваций в области ВИЭ и растущих экологических требований компании вынуждены внедрять улучшения в энергетический сектор. В частности, автомобильные компании начали применять практики устойчивого производства [2]. Спрос на энергию продолжает расти, и автомобили, работающие на новых источниках энергии, являются будущим направлением развития автомобильной промышленности в ближайшие годы. Возобновляемые источники энергии существенно сокращают выбросы парниковых газов. Инновации в области электрических и гибридных автомобилей являются новой тенденцией на рынке, которая меняет методы работы, бизнес-стратегии и долгосрочное планирование автопроизводителей [3].

В последние годы наблюдается растущая популярность использования солнечной энергии для питания гибридных и электрических автомобилей благодаря последним исследованиям и разработкам в области фотоэлектрических технологий. С этой целью Правительство РФ отменило утилизационный сбор за ввоз в страну электромобилей.

На данный момент солнечная энергия в основном используется для двух целей: производства тепла и электричества. Однако, по прогнозам, к середине XXI века около 45% мирового энергопотребления может быть удовлетворено за счёт солнечных установок. Солнечная тепловая энергия также получила широкое распространение в промышленности. Она предоставляет альтернативный способ получения электроэнергии, обогрева помещений и даже переработки химических веществ. Солнечная энергия находит широкое применение в пищевой промышленности, строительстве, производстве и в различных коммерческих предприятиях. Электроэнергия, производимая с использованием солнечного излучения, может быть использована как для промышленных, так и для бытовых нужд [4].

На сегодняшний день более 80% мировой энергии производится из невозобновляемых источников. Хотя необходимость замены источников энергии вызывает тревогу, в середине XX века освоение ядерной энергии отложило этот вопрос в связи со способностью АЭС производить в 20 раз больше энергии, чем ископаемое топливо. Однако, хотя ядерное топливо обладает большим потенциалом для производства энергии, атомная энергетика обладает ограничениями, такими как возможность производства электроэнергии только в крупномасштабных проектах и того факта, что руды тория и урана, необходимые для АЭС, также являются ископаемыми ресурсами. Таким образом, для бытового и мелкомасштабного использования возобновляемые источники энергии являются оптимальным вариантом для обеспечения дальнейшего выживания человека независимо от ископаемых топлив [5].

В XXI веке неизбежно будет возрастать спрос на энергию. Этот рост потребности приведёт к увеличению потенциальных и уже известных угроз для окружающей среды. Прогнозируется, что к 2060 году мировые энергетические потребности достигнут нового пика с приростом в 50%. Поэтому всё больше внимания уделяется нетрадиционным источникам энергии, которые обладают значительным потенциалом стать устойчивыми источниками, вносящими существенный вклад в глобальное производство энергии [6].

За последнее десятилетие автомобильная культура широко распространилась и стала важным фактором в мировой экономике [2]. В настоящее время автомобильная индустрия переживает период значительных и революционных изменений, когда рынки трансформируются и экологические нормы становятся более строгими [7]. По всему миру наблюдается рост популярности электромобилей, особенно в сфере пассажирских перевозок. Согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), энергетические потребности электромобилей могут быть удовлетворены за счёт использования возобновляемых источников энергии. Кроме сокращения выбросов CO₂ и загрязнения воздуха, электромобили также могут значительно повысить эффективность и стать эффективным средством хранения энергии для гибких возобновляемых источников энергии. Анализ IRENA (отчёт Innovation Outlook 2019) показывает, что у электромобилей есть огромный потенциал для роста: количество электрических пассажирских автомобилей может вырасти с немного более 2 млн в 2016 году до 200 млн к 2030-му. Количество лёгких «электрогрузовиков» и электрических автобусов может превысить 10 млн к 2030 году. Электромобили предоставляют множество возможностей для развития коммерческих и городских экосистем, а также с точки зрения спроса на электроэнергию [8]. В 2016 году глобальные продажи превысили примерно 775 тыс. единиц, а к концу года на дорогах всего мира насчитывалось более 2 млн пассажирских электромобилей.

Автопроизводители стремятся внедрить в автомобильную промышленность технологии с более низкими выбросами углекислого газа, включая электрифицированные продукты. Электромобили позволяют снизить загрязнение окружающей среды, влияющее на изменение климата, улучшить здоровье людей и снизить экологические воздействия. Кроме того, электромобили ассоциируются с более цифровыми технологиями по сравнению с обычными автомобилями: некоторые зарядные станции для электромобилей предлагают возможность зарядки через мобильные приложения на смартфонах и планшетах [9]. Таким образом, автомобильная промышленность уделяет внимание оценке, мониторингу и улучшению своей экономической и экологической эффективности путём использования технологий возобновляемой энергетики.

Возобновляемая энергетика играет важную роль в достижении устойчивого развития [10]. Экономики различных стран принимают решение о переходе к использованию возобновляемых источников энергии в промышленном секторе. В Германии, где существуют значительные рыночные субсидии (feed-in tariffs) для «зелёной» энергетики, в 2006 году общий оборот в секторе возобновляемых источников энергии составил €21,6 млрд, а также было создано около 200 тыс. рабочих мест. Это свидетельствует о значительном вкладе в развитие отрасли, который был сделан в рамках сильной внутренней энергетической политики за последние десять лет. Новые разработки и источники энергии также создают рабочие места и экспортные возможности на растущих рынках. Существуют различные стратегии для продвижения новых энергетических технологий, и выбор конкретной стратегии может зависеть от различных факторов, таких как доступность ресурсов, состояние отраслей, инновационная система и другие. Развитие внутренних рынков также рассматривается как ключевой фактор для укрепления отечественной промышленности, что в конечном итоге может способствовать глобальному экспорту [11].

В соответствии с прогнозом Министерства энергетики США (United States Department of Energy, DoE), представленным в 2010 году, использование возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии в мире ожидается расти в среднем на 3% в год с 2007 по 2035 годы. Доля возобновляемых источников энергии в глобальном производстве электроэнергии в тот же период увеличится с 18 до 23% [12].

Развитие тепловых электростанций является важным для обеспечения социальной устойчивости и должно осуществляться с применением наиболее подходящих технологий. Производительность электростанций связана с такими параметрами, как частота и напряжение вырабатываемой электроэнергии, соответствующие стандартам. Электроэнергия является ключевой инфраструктурой, от которой зависит социально-экономический рост каждой страны. В последние годы солнечные тепловые электростанции демонстрируют значительный прогресс в промышленном и технологическом развитии. Они используют солнечное излучение для нагрева жидкостей и генерации электроэнергии [13]. Учитывая то, что данная технология всё ещё находится на стадии развития, возможное снижение затрат и перспективы будущего делают её привлекательной для инвестиций со стороны компаний.

Потребление ископаемого топлива растёт стремительно вместе с улучшением качества жизни, промышленной революцией в развивающихся странах и ростом населения нашей планеты. Ранее было показано, что такое неэффективное использование ископаемого топлива приводит не только к быстрому истощению его ресурсов, но также оказывает серьёзное негативное влияние на атмосферу, повышая риск для здоровья людей и способствуя глобальному потеплению и изменению климата.

Возобновляемые источники энергии рассматриваются как один из потенциальных способов декарбонизации энергетического сектора и сокращения зависимости от ископаемого топлива [14]. Ископаемое топливо является проблемой, связанной с изменением климата. В связи с этим возобновляемые источники энергии стали важным средством борьбы с изменением климата и способом сокращения выбросов углекислого газа. Растущее количество предприятий, занимающихся «зелёной» энергетикой, свидетельствует, что будущее принадлежит экологически безопасным источникам энергии. Возобновляемая энергетика не оказывает негативного влияния на изменение климата [15].

Таким образом, возобновляемые источники энергии играют важную роль в сохранении окружающей среды и борьбе с изменением климата. Наш мир сталкивается с рядом вызовов, связанных с энергетической безопасностью, загрязнением окружающей среды и изменением климата. В этом контексте переход к возобновляемой энергетике становится всё более необходимым и приоритетным. Возобновляемая энергия обладает огромным потенциалом для удовлетворения нашего энергетического спроса без негативного воздействия на окружающую среду. Переход к ВИЭ не только поможет снизить выбросы парниковых газов, но и принесёт ряд других преимуществ. Он способствует созданию новых рабочих мест, стимулирует экономический рост и развитие местных производств. Энергия, полученная из возобновляемых источников, может быть доступна и доступной для широкого круга людей, что способствует улучшению качества жизни и снижению уровня бедности.

Борьба с изменением климата и сохранение окружающей среды — это задача, которую мы должны решить сегодня. Переход к возобновляемым источникам энергии является неотъемлемой частью этого решения. Мы должны продолжать инвестировать в исследования, развитие и внедрение технологий возобновляемой энергетики, чтобы обеспечить устойчивое будущее для нас и для будущих поколений. Роль возобновляемых источников энергии в сохранении окружающей среды и борьбе с изменением климата непреходяща. Наша коллективная ответственность заключается в том, чтобы действовать уже сейчас для обеспечения устойчивого энергетического будущего. Переход к возобновляемой энергетике — не только обязательство перед нашей планетой, но и инвестиция в более экологически безопасное, здоровое и устойчивое будущее для всех.