В современном мире стремительно растет потребность в устойчивых и эффективных энергетических решениях. Важность решений в области устойчивой энергетики невозможно переоценить, поскольку мир сталкивается с растущими экологическими проблемами, включая изменение климата и загрязнение воздуха. В решении проблем энергетики большие надежды человечество возлагает на развитие альтернативной энергетики, основанной на известных, но не освоенных в промышленных масштабах эффектах.
По мере того как все больше людей осознают преимущества решений в области устойчивой энергетики, растущий спрос на экологически чистые и возобновляемые источники энергии может обеспечить энергией дома, предприятия и отрасли промышленности, сводя к минимуму их воздействие на окружающую среду. Будущее энергетики выглядит ярче и чище благодаря «зеленому» вектору устойчивого развития.
Почему традиционные энергетические решения неустойчивы
По ряду причин традиционные источники энергии, такие как уголь, нефть и природный газ, являются неустойчивыми. Во-первых, они являются ограниченными ресурсами. Ископаемое топливо формировалось миллионы лет, и мы истощаем его гораздо быстрее, чем оно может быть восполнено. Это невозобновляемые энергетические ресурсы.
В какой-то момент эти ресурсы закончатся, и добывать их будет все труднее и дороже. Поскольку они невозобновляемы, после того, как мы их полностью исчерпаем, они исчезнут навсегда, и нам придется искать альтернативные способы удовлетворения наших энергетических потребностей.
При нынешних темпах потребления нефти, газа и угля к 2030 году в распоряжении человечества останется лишь 20% доступного для использования ископаемого топлива.
Кроме того, добыча, транспортировка и потребление традиционных источников энергии имеют значительные экологические последствия. Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросу в атмосферу парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, что способствует глобальному изменению климата.
Изменение климата уже оказывает серьезное воздействие на планету — от повышения уровня моря до утраты биоразнообразия, и с этим необходимо бороться.
Существует также риск разливов и утечек, которые могут привести к загрязнению и разрушению среды обитания, что еще больше ухудшает экологию. Традиционные источники энергии также требуют большого количества воды, что может привести к дальнейшим проблемам.
Промышленность — главный источник роста антропогенных выбросов, треть общего объема прямых и косвенных выбросов парниковых газов, ставших главной причиной изменения климата, происходит именно благодаря промышленным объектам. Если не произойдет радикального изменения существующих практик, выбросы парниковых газов со стороны промышленности к 2050 году возрастут, по существующим оценкам ЮНЕП, на 50-150 % (МГЭИК, 2014). Для снижения угроз качеству жизни современных и будущих поколений необходимо внедрение новой парадигмы производства и потребления.
Необходимость перехода на устойчивые источники энергии
Зависимость от традиционных источников энергии, таких как уголь, нефть и природный газ, имеет значительные экологические и экономические последствия.
Основным из них являются выбросы парниковых газов и загрязнение окружающей среды. При сжигании ископаемого топлива выделяются парниковые газы и загрязняющие вещества, в составе выделяющихся газов содержатся диоксиды серы и азота, которые могут нанести вред атмосфере, привести к болезням и разрушить среду обитания. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут. Тонны диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот. Использование воды при сжигании ископаемого топлива также наносит вред водоемам, так как вода, которую используют, попадает обратно в реки и озера и отравляет все живое.
Использование ископаемого топлива также угрожает нашей энергетической безопасности, поскольку многие страны зависят от импорта, чувствительного к колебаниям поставок и цен.
Если посмотреть на экологические последствия с экономической точки зрения, мы увидим значительные затраты, связанные с уменьшением воздействия и решением проблем, начиная от расходов на здравоохранение и заканчивая усилиями по очистке окружающей среды, всё это весьма дорогостоящие процедуры, которых можно избежать, глобально изменив подход к энергетике.
По мере того как негативное воздействие традиционных источников энергии на окружающую среду и экономику становится все более очевидным, правительства, предприятия и частные лица признают важность перехода к устойчивым источникам энергии. Поэтому важно и нужно переходить на устойчивые источники энергии, которые обладают меньшим и менее вредным воздействием на окружающую среду и экономику в целом.
Решения в области устойчивой энергетики
Сегодня существует несколько типов решений в области устойчивой энергетики, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Солнечная энергия
Солнечные панели улавливают энергию солнца и преобразуют ее в электричество. Солнечная энергия — это чистый и возобновляемый источник энергии, который может питать дома, предприятия и даже целые населенные пункты. Одним из недостатков солнечной энергии является то, что она зависит от погодных условий и может быть не столь эффективна в районах с суровой аскетической красотой севера, где солнце – редкий гость. Обычно в таких регионах царствует ветер – еще один альтернативный источник энергии, которого всегда в избытке.
Энергия ветра
Ветряные турбины вырабатывают электричество, используя силу ветра. Энергия ветра также является чистым и возобновляемым источником энергии, который можно использовать для энергоснабжения домов, предприятий и населенных пунктов. Однако, как и солнечная энергия, она зависит от погодных условий и может быть не столь эффективной в районах, где не бывает ветра. Кстати, самое безветренное место на Земле находится на Хребте А в Антарктике, где практически не меняется погода и скорость ветра равна нулю, а самое ветреное место на Земле: бухта «Содружества» в Антарктиде.
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика вырабатывает электричество, используя энергию движущейся воды, например, рек и водопадов. Это надежный и возобновляемый источник энергии, который может питать дома, предприятия и целые сообщества. Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Производительность ГЭС легко контролировать. Водохранилища для гидростанций можно использовать в качестве зон отдыха. Вода в искусственных водохранилищах обычно чистая, поскольку примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации. Однако гидроэнергетика требует значительной инфраструктуры и может негативно влиять на экосистемы и популяции рыб. А разрушение или авария плотины большой ГЭС неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки. Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
Геотермальная энергия
Геотермальная энергия вырабатывается за счет использования тепла, которое естественным образом образуется внутри земли. Это чистый и возобновляемый источник энергии, который можно использовать для энергоснабжения домов, предприятий и населенных пунктов. Однако ее использование ограничено районами с геотермальной активностью, которые могут быть доступны не во всех регионах. Яркий пример успешного использования геотермальной энергии во благо – Исландия. Здесь действуют пять теплофикационных геотермальных электростанций общей мощностью 570 МВт (2008), что составляет 25 % всей электроэнергии в стране. Хороший пример для всего мира. Во многих регионах России есть подземные термальные источники с выходом на поверхность и без. Так в 50-60 годах на Кубани активно искали нефть и было пробурено огромное количество разведывательных скважин, почти из каждой скважины били горячие термальные источники. И это не байки о том как казаки нефть добывали, это действительно было, сейчас почти все скважины забиты и не функционируют, а могли бы приносить пользу. Например только в селе Великовечное Краснодарского края закупорено около 5 скважин, 1 действующая – термоминеральный источник облагорожен, работает водолечебница.
Энергия биомассы
Энергия биомассы вырабатывается путем сжигания органических веществ, таких как древесина, отходы растениеводства и животноводства, для производства тепла или электроэнергии. Один из примеров — это замена старых бойлеров и сушилок на природном газе на современную и эффективную бойлерную систему, использующую биомассу в качестве топлива. Хотя это возобновляемый источник энергии, производство и сжигание биомассы может иметь негативные экологические последствия, такие как вырубка лесов и загрязнение воздуха. Но это не сравнимо с показателями, например, при сжигании угля. Содержание серы в биомассе менее 0,1%, зольность — 3-5%, а в угле эти показатели равны 2-3 и 10-15% соответственно.
Приливная энергия
Приливная энергия вырабатывается за счет использования энергии океанических приливов и отливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции обычно строят на берегах морей и океанов, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. В России ПЭС строят преимущественно в северной части, поскольку именно здесь перепады уровня под действием Луны максимальны. Плюсы: длительный срок службы, невысокая цена на вырабатываемую электроэнергию, постоянство приливно-отливной энергии вне зависимости от месяца, затраты на строительство ПЭС сравнимы с себестоимостью гидроэлектростанций. Это чистый и возобновляемый источник энергии, который можно использовать для энергоснабжения домов, предприятий и населенных пунктов. Однако, как и гидроэнергетика, она требует значительной инфраструктуры. Минусы: продолжительность активного периода составляет всего 4-5 ч, длительная окупаемость, ПЭС занимает значительную площадь, сложности возведения сооружения поскольку оптимальные места для ПЭС находятся у изрезанных берегов.
Устойчивая энергетика и преимущества «зеленых» технологий
Решения в области устойчивой энергетики и экологически безопасные технологии обладают большими преимуществами, которые делают их лучшим вариантом по сравнению с традиционными ископаемыми источниками энергии.
Снизить выбросы углекислого газа
Наиболее очевидным преимуществом решений в области устойчивой энергетики является то, что они не способствуют разрушению планеты. Решения в области устойчивой энергетики являются ключевым инструментом в борьбе с изменением климата нашей планеты. Заменив ископаемое топливо чистыми источниками энергии, такими как ветер, солнце и гидроэнергия, мы можем значительно сократить выбросы углекислого газа и замедлить темпы глобального потепления.
Улучшение качества воздуха
Традиционные источники энергии, такие как уголь и нефть, способствуют загрязнению воздуха, что может иметь серьезные последствия для здоровья. В отличие от них, устойчивые источники энергии, такие как ветер и солнце, не загрязняют воздух и могут способствовать улучшению его качества.
Создание рабочих мест
Переход к устойчивым источникам энергии создает рабочие места в различных отраслях, от производства и установки до исследований и разработок. Эти рабочие места могут способствовать росту местной экономики и предоставлять возможности для работников.
Повышение энергетической безопасности
Диверсифицируя наши источники энергии и меньше полагаясь на иностранные нефть и газ, мы можем повысить нашу энергетическую безопасность и снизить зависимость от нестабильных и недружественных регионов мира.
Экономическая эффективность
Устойчивая энергетика может помочь снизить затраты на энергию в долгосрочной перспективе, поскольку они часто требуют меньшего обслуживания, чем традиционные источники энергии, и имеют более низкие эксплуатационные расходы. Серьезный прогресс в повышении энергоэффективности и использовании возобновляемых источников энергии.
Повышение устойчивости энергосистем
Устойчивые энергетические решения, такие как ветровая и солнечная энергия, могут помочь повысить устойчивость нашей энергосистемы, обеспечивая распределенные источники энергии, которые менее уязвимы к отключениям и другим сбоям.
Защита природных ресурсов
Добыча и транспортировка ископаемого топлива может иметь серьезные экологические последствия, включая разрушение среды обитания и загрязнение воды. Устойчивые энергетические решения, такие как гидроэнергетика и геотермальная энергия, могут помочь уменьшить нашу зависимость от этих вредных методов, пагубно сказывающихся на экологии.
Способствовать инновациям
Решения в области устойчивой энергетики требуют постоянных исследований и разработок для повышения эффективности и снижения затрат. Инвестиции в решения в области устойчивой энергетики могут способствовать инновациям и росту нового поколения технологий чистой энергии.
Улучшенный доступ к энергии
Решения в области устойчивой энергетики могут помочь получить доступ к энергии людям, которые в настоящее время ее лишены. Это особенно важно для развивающихся стран, где отсутствие доступа к электроэнергии может ограничивать экономическое и социальное развитие.
Диверсифицированный энергетический баланс
Использование комплекса устойчивых источников энергии может помочь странам диверсифицировать свой энергетический баланс, снижая их подверженность колебаниям цен на какой-либо один источник энергии. Это поможет снизить риски, связанные с чрезмерной зависимостью от одного источника энергии, и обеспечить более стабильные и предсказуемые затраты на энергию в долгосрочной перспективе.
Проблемы внедрения решений в области устойчивой энергетики
Решения в области устойчивой энергетики обладают множеством преимуществ, но существуют и проблемы, связанные с их внедрением.
Высокие первоначальные затраты
Одной из основных проблем при внедрении решений в области устойчивой энергетики являются высокие первоначальные затраты, связанные со многими технологиями. Например, установка солнечных батарей или ветряных турбин может потребовать значительных инвестиций, которые могут оказаться непосильными для некоторых частных лиц или предприятий. Хотя стоимость многих решений в области устойчивой энергетики в последние годы снижается, они все еще могут быть препятствием для внедрения.
Перебои в работе
Некоторые устойчивые источники энергии, такие как ветер и солнце, работают с перебоями, поэтому они производят энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце. Это может создать проблемы для операторов энергосистем при балансировке спроса и предложения. Для решения этой проблемы необходимы системы накопления энергии, такие как аккумуляторы, для хранения избыточной энергии, вырабатываемой в периоды пикового производства.
Хранение энергии
Хотя системы хранения энергии могут помочь решить проблему связанную с перебоями в производстве энергии, они могут быть дорогими и не подходить для всех областей применения. Например, для поддержки возобновляемых источников энергии в масштабах всей сети могут потребоваться крупномасштабные системы хранения энергии. Однако для многих стран и регионов они могут оказаться непомерно дорогими.
Ограниченная доступность
Некоторые устойчивые энергетические решения, такие как геотермальная и гидроэлектрическая энергия, доступны только в определенных районах. Это может ограничить их широкое внедрение и создать проблемы для регионов, не имеющих доступа к этим источникам энергии.
Противодействие со стороны корыстных интересов
Традиционная энергетика заинтересована в сохранении статус-кво и может сопротивляться усилиям по переходу на устойчивые источники энергии. Это может стать проблемой для политиков и отдельных лиц, пытающихся внедрить решения в области устойчивой энергетики. Лоббизм в нефтегазовом комплексе мешает внедрению новых технологий, поскольку нефтегазовые корпорации не хотят терять прибыль от работающего бизнеса, а будущее их, видимо, не особо беспокоит.
Отсутствие политической поддержки
Внедрение решений в области устойчивой энергетики требует политической воли и инвестиций. Некоторые правительства могут не хотеть инвестировать в решения в области устойчивой энергетики из-за конкурирующих приоритетов или идеологических разногласий.
Нормативные барьеры
Нормативно-правовые акты могут создавать препятствия для внедрения решений в области устойчивой энергетики. Например, некоторые нормативные акты могут благоприятствовать традиционным источникам энергии или затруднять установку солнечных батарей или ветряных турбин для частных лиц и предприятий. Эти барьеры трудно преодолеть, и для этого могут потребоваться изменения в политике или законодательстве.
Общественный скептицизм
Иногда общественность может скептически относиться к решениям в области устойчивой энергетики или не до конца понимать их преимущества. Например, есть расхожее мнение, что ветрогенераторы вредны для птиц и червей. Число птиц, гибнущих от ветряков, в три тысячи раз меньше, чем от встречи с кошкой. И вообще гибнут скорее не птицы, а летучие мыши – вот по ним статистика действительно возросла. Что же касается эрозии почвы вокруг турбин от постоянных вибраций, которые могут обратить в «бегство» червей и кротов – такая проблема действительно существует. Но эта проблема решаема – просто потребует дополнительных затрат на обработку земель вокруг таких электростанций. Всё Это может создать трудности в формировании общественной поддержки решений в области устойчивой энергетики. Для того чтобы помочь людям понять преимущества устойчивой энергетики и заручиться поддержкой ее внедрения, могут потребоваться образовательные и информационно-просветительские усилия.
Будущее возобновляемой энергетики
Будущее решений в области устойчивой энергетики выглядит многообещающим, поскольку мир продолжает уделять приоритетное внимание переходу на более чистые и устойчивые источники энергии. Вот некоторые вещи, которые мы можем ожидать в ближайшее время.
Постоянное сокращение расходов
Многие решения в области устойчивой энергетики становятся более конкурентоспособными по стоимости по сравнению с традиционными источниками энергии. Ожидается, что эта тенденция сохранится по мере совершенствования технологий, увеличения масштаба строительства зеленой генерации и повышения эффективности цепочек поставок.
Достижения в области хранения энергии
Накопление энергии имеет решающее значение для успеха многих решений в области устойчивой энергетики. По мере совершенствования технологий хранения энергии они будут становиться все более доступными и широко распространенными. Это позволит расширить интеграцию возобновляемых источников энергии в энергосистему и сделать их более надежными и предсказуемыми.
Новые технологии
В области устойчивой энергетики много инноваций, постоянно разрабатываются новые технологии. Например, исследователи изучают новые материалы для солнечных батарей, которые могут повысить эффективность и снизить их конечную стоимость. Другие области исследований включают энергию волн, приливов и отливов и водородные топливные элементы. Впереди нас ждёт много интересных открытий.
Государственная поддержка
Правительства многих стран мира оказывают поддержку в переходе на устойчивые источники энергии. Это включает в себя такие меры, как субсидирование возобновляемых источников энергии, установление цен на выбросы углерода, а также нормативные акты, способствующие устойчивому использованию энергии. Эта поддержка будет иметь решающее значение для перехода к устойчивой энергетике.
Повышение осведомленности общественности
По мере того как все больше людей осознают преимущества устойчивой энергетики, будет расти спрос на эти решения. Это может создать благоприятный цикл, в котором спрос стимулирует инновации, что, в свою очередь, снижает затраты и делает устойчивую энергетику более доступной для большего числа людей.
Поскольку все больше и больше усилий прилагается к использованию возобновляемых источников энергии в качестве основного источника энергии, CNPS гордится тем, что стоит на переднем крае процесса перехода к устойчивой энергетики. Наши решения в области возобновляемых источников энергии позволяют частным лицам и предприятиям минимизировать углеродный след и работать над созданием лучшего будущего для нас и нашей планеты.
CNPS предлагает оборудование и решения в области энергетики и электроники по всему миру, оборудование для каротажа скважин. Услуги компании включают решения для нефтегазовой отрасли, такие как OCTG и бурение, решения для возобновляемых источников энергии, такие как геотермальная и ветровая энергетика, электроника, изделия из композитные материалов для хранения углеводородов, стеклопластиковые трубы и резервуары.
