В последнее время многие страны стремятся найти альтернативные источники энергии, сделать их менее затратными. Казалось, экономический кризис затормозил финансирование такого рода проектов. Но сейчас забота об экологии стала попыткой спасти планету. Если говорить не только о мерах по развитию альтернативной «зеленой» энергетики, то можно отметить, что в России уже на законодательном уровне запрещены 100-ваттные лампы накаливания и планируется переведение всей страны на энергосберегающие. Михаил Прохоров провел презентацию смелого проекта под названием «Ё-мобиль» (гибридного автомобиля на электрическом токе и газе), более известного в Европе как YO-mobil.
Но если раньше угроза жизни при использовании невозобновляемых источников энергии выражалась только в ухудшении климата и экологической обстановки, а также находила отражение в статистических прогнозах ученых, то трагические события в Японии заставят многие страны пересмотреть свою энергетическую политику. Использование атомной энергетики — один из самых быстро окупаемых способов добычи энергии.
При нормальных условиях АЭС не так сильно загрязняет атмосферу: процент вредных выбросов сравнительно невысок. И до недавних событий потенциальная опасность их использования компенсировалась полученной выгодой. Но, к сожалению, природа доказала обратное: АЭС представляют огромную опасность для жизни и здоровья людей по всему земному шару. Га з и нефть — тоже не самый лучший вариант. Их использование приводит не только к разрушению озонового слоя и, как следствие, таянию арктических льдов, но и к экологическим катастрофам.
Разливы нефти в результате потопления нефтяных танкеров происходят довольно часто, а утечка нефти в Мексиканском заливе погубила целую экосистему. Стоит отметить, что купаться в «черном золоте» нам осталось недолго, запасов нефти и газа хватит лишь на 150 лет. Конечно, прогресс не стоит на месте, и сейчас все большее внимание уделяется альтернативным и возобновляемым источникам энергии. К наиболее распространенным видам относятся солнечная энергия, биотопливо и ветроэнергетика.
Солнечная энергетика
Первая в мире солнечная батарея была сконструирована Чарльзом Фриттсом в 1883 г., а впервые электрический ток с помощью солнечных батарей был получен лишь в 1930-е годы. КПД не впечатлял — всего 1 %. Небольшой коэффициент полезного действия и сейчас остается проблемой при использовании этого вида энергии — обычно он достигает 10–25 %. Из-за маленького КПД нужны гигантские площади батарей.
Для выработки такого же количества энергии, как при использовании АЭС, необходимо увеличить нынешнюю площадь элементов в 10 раз! И еще, поскольку солнечная энергетика требует развитой инфраструктуры, это, как ни странно, самый дорогой из всех альтернативных видов энергии. Да и применять этот вид получения энергии его можно не везде — только в странах с большим количеством солнечных дней в году. Лидерами по использованию этого вида энергии являются Германия (5,76 тыс. МВт), Индия (4,13 тыс. МВт) и Испания (2,3 тыс. МВт).
Биотопливо
Самый доступный вид биотоплива известен с древнейших времен — это древесина. Биотопливо рассматривается как альтернатива нефти, углю и газу. Суть получения такого типа энергии состоит в переработке сахарного тростника, семян кукурузы, рапса или сои. В основном биотопливо используют для автомобилей, что позволяет существенно сократить количество вредных выхлопов по сравнению с применением нефтепродуктов.
Так, в Бразилии большинство производимых автомобилей — с двигателями, работающими на смеси бензина с этанолом (этанол — этиловый спирт, в Бразилии его получают из сахарного тростника). Но и здесь существуют ограничения для некоторых стран: необходимы большие посевные площади и плодородные почвы, и желательно, чтобы урожай можно было собирать несколько раз в год. Странами-лидерами по использованию биотоплива являются США, Бразилия и Франция.
Ветроэнергетика
Энергию ветра человек научился приручать давно: ветер использовали парусные суда, мельницы. Теперь этой природной стихии придется служить решению более глобальных проблем, таких, как выработка энергии в промышленных масштабах. Сейчас на долю ветровых электрогенераторов приходится примерно 2 % от общего количества вырабатываемой электроэнергии в мире.
Ветряки представляют собой гигантские сооружения около 70 м высотой. Так, ветрогенератор мощностью 2,3 МВт имеет высоту 80 м, длину лопасти 40 м, а вес 82,5 т. Устанавливают их на открытом пространстве, чаще всего на полях, отданных под сельскохозяйственные угодья. Минимальная скорость ветра, необходимая для работы этого устройства, составляет 3 м/с. Но все же существует ряд проблем, связанных с использованием ветрогенераторов.
Во-первых, необходимо предусмотреть альтернативные источники энергии на случай безветрия. Во-вторых, не все природные ландшафты подходят для размещения ветряных электростанций. Но в целом многие страны довольно успешно используют энергию ветра. В США мощность вырабатываемой энергии на ветряных электростанциях в 2010 г. составила 22,3 тыс. МВт, в Германии — 16,3 тыс. МВт, в Китае — 15,9 тыс. МВт.
Зеленая энергия в России
Сейчас доля зеленой энергетики в России составляет менее 1 %. Самое большое количество энергии, получаемой из альтернативных источников, приходится на биотопливо, затем — на энергию ветра, а самое мизерное — на солнечную энергию. Статистика неутешительна: по использованию зеленой энергии Россия занимает 54-е место из 84 стран. Но в последнее время появляется все больше государственных программ, направленных на развитие этой отрасли.
В распоряжении правительства от 8 января 2009 г. поставлена задача по достижению к 2020 г. показателя генерации энергии на основе возобновляемых источников в 4,5 % от общего числа всей производимой энергии в России.
Факты
- В нашей стране введено лишь 16,5 МВт крупных ветростанций, и их доля в производстве электроэнергии менее 0,01 %.
- В наше время успешно работают станция «Куликово» (5,1 МВт) в Калининградской области, ветроэлектрический парк «Заполярный» (2,5 МВт), станция «Тюпкильды» в Башкирии (2,2 МВт) и Ростовская ВЭС (0,3 МВт), на Чукотке действует Анадырская ВЭС (2,5 МВт).
- Ресурсы биомассы европейской части России — 400 ТВт⋅ч/год, которые складываются из следующего: 265 ТВт⋅ч/год неиспользованной древесины, которая потенциально может быть собрана в лесах и использована — например, древесная щепа для отопления; 109 ТВт⋅ч/год — уже используется в качестве дров; 58 ТВт⋅ч/год сельскохозяйственных остатков, включая неиспользованную солому и остатки, уже используемые в целях получения энергии; 37 ТВт⋅ч/год отходов деревообрабатывающей промышленности.
- Было подсчитано, что в северо-восточной части России отходы лесопильных и целлюлозно-бумажных заводов составляют до 45– 50 ТВт⋅ч/год в Мурманской, Архангельской, Вологодской, Псковской, Новгородской и Ленинградской областях, Республиках Коми и Карелии.
- Максимальные значения выработки электроэнергии за год для СЭС пиковой мощностью один миллион киловатт-час получены в городах: Хабаровск (1,846 млрд кВт⋅ч), Борзя (Читинская область, 1,898 млрд кВт⋅ч) и УланУдэ (1,703 млрд кВт⋅ч).
