• автономных объектах;
• объектах с частым пропаданием сети;
• объектах без ветроэнергетических установок.

Монокристаллические фотомодули используются при разработке:

• коммерческих станций, которые «сливают» всю выработанную электроэнергию в городскую сеть;
• сезонных объектов, таких как дачи, автокемпинги и прочие.

Ветрогенераторы

Солнечная энергия для электричества

Солнечное излучение может быть преобразовано в электрическую энергию при помощи фотогальванического модуля.

По системе утилизации электроэнергии системы бывают нескольких типов:

1. Сетевая система представляет собой комплект оборудования (поле солнечных батарей + сетевой инвертор), который способен преобразовывать солнечную энергию от солнечных батарей в сетевой стандарт (220 или 380 В; 50 Гц) и передавать её во внешнюю сеть. Для применения данного типа систем необходимо иметь подключение к городской сети и оформить «зеленый» тариф.
2. Система предназначена для экономии и резервирования сети. В комплект входит поле фотомодулей, банка аккумуляторов (АКБ), контроллер заряда АКБ, инвертор с функцией резервирования. Система применяется как в домах стремящихся к минимальному потреблению, так на автономных объектах.
3. Гибридная система. Данный вариант построения системы идентичен предыдущему за исключением функций инвертора. Необходимо применение гибридного преобразователя, который способен и экономить, и резервировать, и продавать излишки в сеть. Данную систему можно построить с определенным приоритетом в пользу конкретной функции.

Ветровая энергия для электричества

Ветровая энергия может быть применена как дополнение к любой из солнечных систем или как неотъемлемая часть автономной системы. Если используется вместе с сетевой солнечной системой, тогда необходима установка дополнительного сетевого инвертора для ветряка, а в случае использования в паре с аккумуляторной системой – контроллер заряда аккумулятора для ветряка.

Солнечная энергия для тепла

Геотермальная энергетика в быту

альтернативные источники энергии — Docsity

Альтернативные источники энергии Введение. Производство энергии, являющееся необходимым средством для существования и развития человечества, оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С одной стороны, в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся неисчерпаемые ресурсы. С другой стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепла и электроэнергии и т.д. Во второй половине ХХ столетия перед человечеством восстала глобальная проблема – это загрязнение окружающей среды продуктами сгорания органического топлива. Даже если рассматривать отдельно каждую отрасль этой проблемы, то картина будет складываться ужасная. К примеру, вот данные статистики по выбросам в окружающую среду вредных веществ автомобилями: с выхлопными газами автомобилей в атмосферу попало 14,7 миллиона тонн оксида углерода, 3,4 миллиона тонн углеводородов, около одного миллиона тонн оксидов азота, более 5,5 тысячи тонн высокотоксичных соединений свинца. И это данные на далекий 1993 год и если учесть, что каждый год с конвейеров автомобильных заводов сходит свыше 40 миллионов машин, и темпы производства растут, то можно сказать, что уже через десять лет все крупные города мира увязнут в смоге. К этому еще необходимо добавить продукты сгорания топлива на тепловых электростанциях, затопление огромных территорий гидроэлектростанциями и постоянная опасность в районах АЭС. Но у этой проблемы есть и вторая сторона медали: все ныне используемые источники энергии являются исчерпаемыми ресурсами. То есть через столетие при таких темпах потребления угля, нефти и газа население Земли увязнет в энергетическом кризисе. Потому ныне перед всеми учеными мира стоит проблема нахождения и разработки новых альтернативных источников энергии. В данной работе будут рассмотрены проблемы нахождения новых видов топлива, которые можно было бы назвать безотходными и неисчерпаемыми. 2. Альтернативные источники энергии. Итак, отбросив в сторону тепловую энергетику, от которой необходимо полностью отказаться, и атомную энергетику, небольшую долю которой (особенно на первое время) все же придется оставить в мировом энергобалансе, обратимся теперь к альтернативной энергетике, основанной на использовании возобновляемых источников энергии. К ним относятся уже существующие источники энергии, использующие энергию Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, внутреннее тепло планеты. Рассмотрим теперь подробнее каждый из них и выясним, возможно ли, и насколько эффективно их применение. 2.1 Основные причины перехода к АИЭ. Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ: • Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке. • Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы; • Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную — постоянно растут; • Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, — всё это увеличивает социальную напряженность. • Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии. 2.2 Энергия солнца. Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце. В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из- за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий большую эффективность чем бензин или дизельное топливо. Если сравнить один и тот-же объём водорода и бензина, то получится, что автомобиль на водороде сможет проехать вдвое дольше. Сегодня существует несколько компаний, которые работают над созданием водородного двигателя для автомобилей. Многие из них (такие компании как Honda, BMW) уже вложили миллиарды долларов в свои исследования, пытаясь создать дешёвые водородные топливные элементы. Недостатки водородного топлива Хотя основные преимущества водородного топлива ясны и не вызывают сомнений, следует отметить также и ряд существенных недостатков. В настоящее время водородные топливные элементы все еще стоят значительную сумму денег, а, чтобы запустить водородное транспортное средство, требуется большое количество энергии для сжижения топлива. Для хранения сжатого газообразного водорода, требуются специальные цистерны высокого давления, похожие на те, что используются для хранения сжатого природного газа. Эти цистерны должны иметь большой объём, что позволит избежать бесчисленных поездок на заправочную станцию через каждые несколько километров. Многие экономисты полагают, что, хотя водородные автомобили в будущем могут стать весьма популярными, пройдёт еще не одно десятилетие, прежде чем мы увидим эти транспортные средства в массовых количествах на рынке. Необходимо провести ещё много исследований и разработать целый ряд прорывных технологий, чтобы устранить существующие препятствия для перехода на водород в качестве основного источника энергии. 2.5 Гидроэнергия. Гидроэнергостанции – еще один из источников энергии, претендующих на экологическую чистоту. В начале XX века крупные и горные реки мира привлекли к себе внимание, а концу столетия большинство из них было перегорожено каскадами плотин, дающими баснословно дешевую энергию. Однако это привело к огромному ущербу для сельского хозяйства и природы вообще: земли выше плотин подтоплялись, ниже – падал уровень грунтовых вод, терялись огромные пространства земли, уходившие на дно гигантских водохранилищ, прерывалось естественное течение рек, загнивала вода в водохранилищах, падали рыбные запасы и т.п. На горных реках все эти минусы сводились к минимуму, зато добавлялся еще один: в случае землетрясения, способного разрушить плотину, катастрофа могла привести к тысячам человеческих жертв. Поэтому современные крупные ГЭС не являются действительно экологически чистыми. Минусы ГЭС породили идею “мини-ГЭС”, которые могут располагаться на небольших реках или даже ручьях, их электрогенераторы будут работать при небольших перепадах воды или движимые лишь силой течения. Эти же мини-ГЭС могут быть установлены и на крупных реках с относительно быстрым течением. Детально разработаны центробежные и пропеллерные энергоблоки рукавных переносных гидроэлектростанций мощностью от 0.18 до 30 киловатт. При поточном производстве унифицированного гидротурбинного оборудования “мини-ГЭС” способны конкурировать с “макси” по себестоимости киловатт-часа. Несомненным плюсом является также возможность их установки даже в самых труднодоступных уголках страны: все оборудование можно перевезти на одной вьючной лошади, а установка или демонтаж занимает всего несколько часов. Еще одной очень перспективной разработкой, не получившей пока широкого применения, является недавно созданная геликоидная турбина Горлова (по имени ее создателя). Ее особенность заключается в том, что она не нуждается в сильном напоре и эффективно работает, используя кинетическую энергию водяного потока — реки, океанского течения или морского прилива. Это изобретение изменило привычное представление о гидроэнергостанции, мощность, которой ранее зависела только от силы напора воды, то есть от высоты плотины ГЭС. 2.6 Энергия приливов и отливов. Несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и отливы. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могут дать человечеству примерно 70 млн. миллиардов киловатт-часов в год. Для сравнения: это примерно столько же энергии, сколько может дать использование в энергетических целях разведанных запасов каменного и бурого угля, вместе взятых; вся экономика США 1977 г. базировалась на производстве 200 млрд. киловатт-часов, вся экономика СССР того же года – на 1150 млрд., хрущевский “коммунизм” к 1980 г. должен был быть построен на 3000 млрд. киловатт-часов. Образно говоря, одни только приливы могли бы обеспечить процветание на Земле тридцати тысяч современных “Америк” при максимально эффективном использовании приливов и отливов, но до этого пока далеко. Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на Кольском полуострове. Продумана даже стратегия оптимальной эксплуатации приливной электростанции (ПЭС): накапливать воду в водохранилище за плотиной во время приливов и расходовать ее на производство электроэнергии, когда наступает “пик потребления” в единых энергосистемах, ослабляя тем самым нагрузку на другие электростанции. На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике: кто будет вкладывать миллиарды долларов в сооружение ПЭС, когда есть нефть, газ и уголь, продаваемые развивающимися странами за бесценок? В тоже время она обладает всеми необходимыми предпосылками, чтобы в будущем стать важнейшей составляющей мировой энергетики, такой, какой сегодня, к примеру, является природный газ. Для сооружения ПЭС даже в наиболее благоприятных для этого точках морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1-2 до 10-16 метров, потребуются десятилетия, или даже столетия. И все же процент за процентом в мировой энергобаланс ПЭС могут и должны начать давать уже на протяжении этого столетия. Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г. во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда приливов составляет 8.4 м. Открывая станцию, президент Франции Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2.5 раза превосходит расходы на возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной ГЭС оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему Франции и в настоящее время эффективно используется. Существуют также проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт (Кольская) и 4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливов составляет 7-10 м. Планируется использовать также огромный энергетический потенциал Охотского моря, где местами, например в Пенжинской губе, высота приливов достигает 12.9 м, а в Гижигинской губе — 12-14 м . Благоприятные предпосылки для более широкого использования энергии морских приливов связаны с возможностью применения геликоидной турбины Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин, сокращая расходы на строительство. 2.8 Геотермальная энергия. Подземное тепло планеты – довольно хорошо известный и уже применяемый источник “чистой” энергии. В России первая геоТЭС мощностью 5 МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. В 1980 г. ее мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС действуют также в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Исландии (у озера Миватн), Новой Зеландии, Мексики и Японии. Столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников. Но потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше. Геологи открыли, что раскаленные до 180-200оС массивы на глубине 4-6 км занимают большую часть территории нашей страны, а с температурой до 100-150°С встречаются почти повсеместно. Кроме того, на нескольких миллионах квадратных километров располагаются горячие подземные реки и моря с глубиной залегания до 3.5 км и с температурой воды до 200°С – естественно, под давлением, – так что, пробурив ствол, можно получить фонтан пара и горячей воды без всякой электротеплоцентрали. 2.9 Гидротермальная энергия. Кроме геотермальной энергии активно используется тепло воды. Вода – это всегда хотя бы несколько градусов тепла, а летом она нагревается до 25°

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — Что такое Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)?

Возобновляемая энергия (Зеленая энергия ) — энергия из постоянных источников

Возобновляемая или регенеративная энергия (Зеленая энергия) — Renewable energy — энергия из источников, которые по человеческим понятиям являются неисчерпаемыми.
Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения.

Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов — таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота , которые пополняются естественным путем.
Ориентировочно, около 18 % мирового потребления энергии было удовлетворяется из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины.

Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии.
Использование энергии ветра растет примерно на 30 %/ год, по всему миру с установленной мощностью 196600 МВт в 2010 г и широко используется в странах Европы и США.
Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году.

Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании.
Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт.
Крупнейшей в мире геотермальной установкой, является установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт.
Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника.
Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе.
Топливный этанол также широко распространен в США.

Ветроэнергетика преобразует кинетическую энергию воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии.
Гидроэнергетика специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Приливная энергетика использует энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Энергетика морских волн использует потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана.

Мощность волнения оценивается в кВт/м.

По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью. 

Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.

Перекрыв плотиной залив, пролив, устье впадающей в море реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (более 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины. 

При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 час с перерывами соответственно 2-1 час 4 раза/ сутки (такая ПЭС называется 1-бассейновой 2-стороннего действия).
Солнечная энергетика преобразует электромагнитное солнечное излучение в электрическую или тепловую энергию.

Геотермическая энергия использует в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников. В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми, нежели ТЭС.

Биоэнергетика специализируется на производстве энергии из биологического сырья.

Солнце — альтернативный источник энергии

В статье рассматривается альтернативный источник энергии — энергия солнца. Его значимость и возможности применения на практике.

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечные батареи, дети солнечный трекер

Если во всем видеть только плюсы, батарейку правильно не подключишь.

В современном мире очень актуальна тема развития альтернативных источников энергии. Это связано, с одной стороны, с тем, что наука идет вперед семимильными шагами, с другой стороны, люди практически исчерпали углеводородные энергетические ресурсы, которые необходимы для бесперебойной работы техники, транспорта, освещения и обогрева. Потребность человечества в энергии ежегодно растет.

Одним из перспективных источников энергии — является неиссякаемая энергия солнца. Солнце — самый главный источник тепла и света, роста растений на нашей планете. Благодаря Солнцу появились все традиционные источники энергии — нефть, уголь, торф.

К сожалению, ископаемое топливо заканчивается, поэтому решение энергетической проблемы, состоит в поисках возобновляемых источников энергии, которые могли бы заменить энергоресурсы, используемые сейчас.

Основными преобразователями солнечной энергии являются батареи, представляющие собой несколько объединённых фотоэлементов и преобразующие солнечную энергию в электрический ток. Солнечные батареи применяют в местах, удаленных от населенных пунктов, в космической сфере, в машиностроении и кораблестроении, то есть там, где нет возможности воспользоваться другими источниками энергии.

Первая солнечная батарея принадлежит Антуану — Сезару Беккерелю (1839). Почти через сорок лет Чарльз Фриттс изобрел первый солнечный элемент, опираясь на опыт Уилоуби Смита, обнаружившего в 1873 году чувствительность селена к свету. В 1954 году специалисты компании Bell Laboratories (США) заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Созданные солнечные батареи — были всего лишь технологической игрушкой стоимостью 250 долларов, с КПД около 6 %. Потенциал солнечных батарей первоначально был оценен только в космической отрасли и, в 1958 году, в США был запушен первый спутник с солнечными батареями — Vanguard 1. Через несколько месяцев в СССР был запущен Спутник-3 также работающий на солнечных батареях.

К началу 2017 года, благодаря применению солнечных трекеров, КПД солнечных батарей составляет более 26 %. Применение фотоэлементов стало повсеместным.

1954 год. Солнечная батарея компании Bell Laboratories

На уроках физики в школе и на дополнительных занятиях, я подробно изучил принципы работы солнечных трекеров, а также преимущества (возобновляемость, обильность, доступность, экологичность, экономичность) и недостатки солнечной энергии (непостоянство солнечного света, применение дорогостоящих и редких компонентов при создании солнечных батарей, их ограниченный срок службы).

Свои теоретические знания я решил испытать, приняв участие в технической олимпиаде научного творчества «Роботландия-2017», организатором которой был Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ.

Целью олимпиадной работы стала разработка и создание эффективного зарядного устройства с максимальным КПД, работающего от солнечной энергии и аккумулирующего её. Движение солнца по азимуту снижает КПД фиксированной солнечной батареи, поэтому возникла необходимость разработать устройство, которое могло бы поворачиваться вслед за траекторией солнца — солнечный трекер.

Солнечный трекер — система, предназначенная для слежения за перемещением солнца, чтобы получить максимальный КПД от солнечных батарей. Механизм трекера основан на фоторезисторах: когда на один из резисторов попадает меньше света, устройство поворачивается.

На этапе разработки мною были изучены интернет-ресурсы и начерчен эскиз механической части.

Узел выгрузки-загрузки кассет от старого магнитофона и подъемный механизм игрушечной пожарной машины «послужили» основными компонентами поворотного механизма горизонтального и вертикального движения. Для создания механизма управления разработана электронная схема и размещена на двух платах управления, ответственных за анализ яркости солнечного света и углов поворота солнечной батареи. Корпус трекера сделан из старого медицинского прибора и вместил в себя: механизм и плату управления горизонтальным поворотом, аккумуляторы для накопления энергии, и USB-выход для зарядки сотового телефона. К корпусу прикреплена мачта, на которой расположены: солнечная панель с фоторезисторами, блок и плата вертикального наклона, контроллер заряда аккумулятора и выключатель.

Собранный солнечный трекер имеет следующие технические характеристики: напряжение заряда -5,5В, сила тока -1 А, емкость аккумулятора — 200 мА.

В результате тестовых испытаний в летний период установлено, что созданное зарядное устройство обладает высоким КПД, действительно работает от солнечной энергии, преобразует и аккумулирует её.

Виды альтернативной энергии (кратко)

ВСТУПЛЕНИЕ

Традиционные виды альтернативной энергии — это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Есть проекты преобразования в электроэнергию газа, выделяющегося на мусорных свалках, а также из навоза на звероводческих фермах. Основным видом “бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. В Солнце сосредоточено 99, 886% всей массы солнечной системы. Солнце ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235 .

СОЛНЦЕ

Солнце — неисчерпаемый источник энергии — ежесекундно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет — самая близкая к Солнцу часть нашей планеты — по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

ВЕТЕР

На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер — это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок (патент РФ № 1783144) порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры. И тем не менее всего одна электростанция, работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин.

МОРЕ

В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 г. британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения “морского” электричества по сравнению с другими его источниками, в частности — атомными.

В мае 1988 г. в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа, который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 КВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена “морской” электроэнергии с 1987 г. снизилась вдесятеро.

Волны. Наиболее совершенен проект “Кивающая утка”, предложенный конструктором С. Солтером. Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 КВт\ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это — 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 КВт\ч).

Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.

Приливы. Первая большая электростанция, работающая на энергии приливов, была построена в 1968г. в устье реки Ранс (Франция). Электростанция работает следующим образом. Когда начинается отлив, заслонки в дамбе закрывают, поддерживая высокий уровень воды за плотиной. При разнице уровней в 3 м. заслонки открывают, и вода устремляется в море, вращая лопатки 24-х больших турбин, а вместе с ними и роторы электрогенераторов. Когда опять начинается прилив, вода через открытые заслонки проходит за плотину, и цикл повторяется

(Реферат по экологии Козореза Михаила)

котировок на альтернативную энергию

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЦЕНЫ НА ЭНЕРГИЮ

предложения об альтернативных и возобновляемых источниках энергии

Чтобы по-настоящему преобразовать нашу экономику, защитить нашу безопасность и спасти нашу планету от разрушительных воздействий изменения климата, нам необходимо в конечном итоге сделать чистую возобновляемую энергию прибыльным видом энергии.

BARACK OBAMA

Выступление на совместном заседании Конгресса, 24 февраля 2009 г.

Теги: Барак Обама

После того, как построена возобновляемая инфраструктура, топливо будет бесплатным навсегда.В отличие от топлива на основе углерода, ветер, солнце и сама земля обеспечивают бесплатное топливо в количествах, которые фактически безграничны.

AL GORE

Использование солнечной энергии не было открыто, потому что нефтяная промышленность не владеет солнцем.

RALPH NADER

Теги: Ralph Nader, солнечная энергия

Пришло время для устойчивой энергетической политики, которая ставит на первое место потребителей, окружающую среду, здоровье человека и мир.

DENNIS KUCINICH

Теги: Dennis Kucinich

Возможно, из-за своих технических, экономических и термодинамических преимуществ сектор возобновляемой энергетики будет иметь шесть преимуществ по сравнению с одним, зависящим от традиционных электростанций, включая (1) более низкие отрицательные внешние эффекты на кВтч , (2) более стабильные и предсказуемые цены на топливо, (3) меньшие выбросы парниковых газов, (4) меньшее использование воды, (5) повышение эффективности и (6) рост занятости и доходов на местном уровне.

BENJAMIN K. SOVACOOL & CHARMAINE WATTS

The Electricity Journal , май 2009 г.

Исследования показывают, что инвестиции в стимулирование использования возобновляемых источников энергии и повышение энергоэффективности создают гораздо больше рабочих мест, чем нефть и уголь.

ДЖЕФФ ГУДЕЛЛ

«План катастрофической энергетики Митта Ромни», Rolling Stone , 14 сентября 2012 г.

Теги: нефть

Потому что ветер дует во время шторма, когда солнце не светит, а солнце светит часто в безветренные дни с небольшим ветром сочетание ветра и солнца может иметь большое значение для удовлетворения спроса, особенно когда геотермальная энергия обеспечивает стабильную основу, а гидроэлектроэнергия может быть использована для заполнения пробелов.

MARK Z. JACOBSON & MARK A. DELUCCHI

Scientific American , ноябрь 2009 г.

Стоимость возобновляемой энергии в значительной степени зависит от первоначальных инвестиционных затрат …. После того, как объект возобновляемой энергетики будет построен, По крайней мере, при финансировании с фиксированной ставкой стоимость электроэнергии от этого объекта является фиксированной на протяжении всего срока его службы. Иначе обстоит дело с ископаемым топливом, где стоимость электроэнергии в будущем будет зависеть от цен на топливо.

JOSE AMAYA

Развитие возобновляемых источников энергии в странах с развивающейся экономикой

На самом деле республиканцы уже давно ведут войну за чистую энергию.Они высмеивали инвестиции в солнечную и ветровую энергетику, нарушали стандарты энергоэффективности, критиковали действия государства по продвижению возобновляемых источников энергии и отстаивали законы, которые закрепляли бы субсидии налогоплательщиков на ископаемое топливо, одновременно избавляя их от ветровой и солнечной энергии.

ДЖЕФФ ГУДЕЛЛ

«План катастрофической энергетики Митта Ромни», Rolling Stone , 14 сентября 2012 г.

Теги: республиканцы

Солнце дает больше энергии за один час, чем все человечество использует во всех формах в один год.Солнечный свет может дать нам собственное решение наших энергетических проблем. Единственное преобразование, которое требуется человечеству, — это сократить или прекратить потребление хранимой солнечной энергии (в качестве ископаемого топлива) и вместо этого использовать свободно доступную «свежую» солнечную энергию.

ДЭВИД С. ФИНДЛИ

Солнечная энергия для вашего дома

Теги: солнечная энергия

Мы бросились на возобновляемые источники энергии, не задумываясь. Схемы во многом безнадежно неэффективны и неприятны. Я лично не терплю ветряные мельницы любой ценой.

ДЖЕЙМС ЛОВЕЛОК

The Toronto Sun , 23 июня 2012 г.

Есть один прогноз, в котором вы уже можете быть уверены: когда-нибудь возобновляемые источники энергии станут для людей единственным способом удовлетворить свои потребности в энергии. Из-за физических, экологических и (следовательно) социальных ограничений на использование ядерной и ископаемой энергии, в конечном счете, никто не сможет обойти использование возобновляемых источников энергии в качестве решения, даже если это окажется последним оставшимся выбором для всех. Однако вопрос, который держит всех в напряжении, заключается в том, удастся ли нам добиться того, чтобы это радикальное изменение энергетических платформ произошло достаточно рано, чтобы избавить мир от необратимых экологических увечий и политической и экономической катастрофы.

HERMAN SCHEER

Энергетическая автономия: экономическое, социальное и технологическое обоснование возобновляемой энергии

Возобновляемая энергия, по определению, пополняется на регулярной основе …. Два возобновляемых исключения — геотермальная энергия и приливная энергия обязаны своим существованием истокам Вселенной. Приливная энергия исходит от движения Луны вокруг Земли. Геотермальная энергия поступает из тепла, вырабатываемого глубоко внутри Земли при распаде естественно радиоактивной руды…. Хотя эти энергоресурсы не пополняются, их хватит на миллиард лет, и поэтому их обычно относят к категории возобновляемых источников энергии.

BRIAN BLACK & RICHARD FLAREND

Использование альтернативной энергии неизбежно, поскольку ископаемые виды топлива ограничены.

GAWDAT BAHGAT

Альтернативная энергия на Ближнем Востоке

Я слышал, как люди говорили о том, что возобновляемая энергия не работает, потому что она непостоянна, и я помню, как сказал: область, но погода большая.»Если вы посмотрите на карту погоды, вы увидите, например, гигантскую систему высокого [давления] на западе США и систему низкого [давления], которая ветренна на востоке, и вы можете сделать вывод, если сможете поделитесь властью на большой территории, тогда она не будет прерывистой.

АЛЕКСАНДР МАКДОНАЛЬД

«Исследование показывает, что США могут преобразовать свою экономику на возобновляемые источники энергии без прорыва батарей», PRI , 6 марта 2016 г. больше стимулов для быстрого увеличения использования энергии ветра и солнца; они сократят расходы, повысят нашу энергетическую независимость и нашу национальную безопасность и уменьшат последствия глобального потепления.

ХИЛЛАРИ РОДЕМ КЛИНТОН

выступление на VIII форуме Cleantech Venture, 25 октября 2005 г.

Теги: Хиллари Родэм Клинтон, солнечная энергия

Солнечный свет … который падает на поверхность Земли за два часа, эквивалентен общему количеству людей потребление энергии в год. Хотя большая часть этого солнечного света превращается в тепло, солнечная энергия также отвечает за энергию ветра, воды, волн и биомассы, каждая из которых может быть использована для использования человеком. Человечеству когда-либо понадобится лишь небольшая часть этого огромного ежедневного возобновляемого потока энергии.

CHRISTOPHER FLAVIN

Теги: солнечная энергия

Путь к более безопасному и чистому будущему не был прямым, но это улица с односторонним движением.

ЭНДРЮ БИБЕ

«Смерть« альтернативной энергии »», GreenBiz , 16 августа 2017 г.

Поскольку сейчас у нас заканчиваются газ и нефть, мы должны быстро подготовиться к третьему изменению, к строгому сохранению и использованию угля и постоянных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия.

ДЖИММИ КАРТЕР

выступление по телевидению, апр.18, 1977

Теги: Джимми Картер, солнечная энергия

Конечно, самым большим препятствием на пути решения проблемы 100% возобновляемой электроэнергии за 10 лет может быть глубокая дисфункция нашей политики …. Это только действительно дисфункциональная система, которая согласилась бы с извращенной логикой, что краткосрочным ответом на высокие цены на бензин является бурение дополнительных запасов нефти через десять лет.

AL GORE

выступление в зале Конституции в Вашингтоне, округ Колумбия, 17 июля 2008 г.

Теги: Al Gore, Oil

Преимущества использования возобновляемых источников энергии

Рабочие места и другие экономические выгоды

По сравнению с технологиями использования ископаемого топлива, которые обычно являются механизированными и капиталоемкими, отрасль возобновляемых источников энергии более трудоемка. Солнечные панели нуждаются в людях, чтобы установить их; ветряным электростанциям требуются специалисты для обслуживания.

Это означает, что в среднем на каждую единицу электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, создается больше рабочих мест, чем на ископаемое топливо.

Возобновляемые источники энергии уже поддерживают тысячи рабочих мест в США. В 2016 году в ветроэнергетической отрасли было напрямую занято более 100000 сотрудников с полной занятостью в различных сферах, включая производство, разработку проектов, строительство и установку турбин, эксплуатацию и техническое обслуживание, транспорт и логистику, а также финансовые, юридические и консалтинговые услуги. [10].Более 500 заводов в США производят детали для ветряных турбин, и только в 2016 году инвестиции в ветроэнергетические установки составили 13,0 млрд долларов США [11].

Другие технологии использования возобновляемых источников энергии позволяют задействовать еще больше рабочих. В 2016 году в солнечной отрасли было занято более 260 000 человек, включая рабочие места в установках, производстве и продажах солнечных батарей, что на 25% больше, чем в 2015 году [12]. В 2017 г. в гидроэнергетике работало около 66 000 человек [13]; в геотермальной промышленности работало 5 800 человек [14].

Повышенная поддержка возобновляемых источников энергии может создать еще больше рабочих мест. Исследование Союза обеспокоенных ученых 2009 года, посвященное стандарту возобновляемой энергии на 25 процентов к 2025 году, показало, что такая политика создаст более чем в три раза больше рабочих мест (более 200 000), чем производство эквивалентного количества электроэнергии из ископаемого топлива [15 ].

Напротив, в 2016 году во всей угольной отрасли работало 160 000 человек [26].

Помимо рабочих мест, непосредственно создаваемых в отрасли возобновляемых источников энергии, рост экологически чистой энергии может создать положительный экономический «волновой» эффект. Например, отрасли в цепочке поставок возобновляемой энергии выиграют, а несвязанные местные предприятия выиграют от увеличения доходов домашних хозяйств и предприятий [16].

Местные органы власти также извлекают выгоду из чистой энергии, чаще всего в форме налога на имущество, подоходного налога и других платежей от владельцев проектов по возобновляемой энергии. Владельцы земли, на которой строятся ветроэнергетические объекты, часто получают арендные платежи в размере от 3000 до 6000 долларов за мегаватт установленной мощности, а также платежи за сервитуты для линий электропередач и право отвода дороги.Они также могут получать гонорары в зависимости от годовой выручки проекта. Фермеры и сельские землевладельцы могут создавать новые источники дополнительного дохода, производя сырье для электростанций, работающих на биомассе.

UCS показал, что национальный стандарт возобновляемой электроэнергии на 25 к 2025 г. будет стимулировать новые капитальные вложения в технологии возобновляемой энергии на 263,4 млрд долларов США, а 13,5 млрд долларов США — на доходы новых землевладельцев от? производство биомассы и / или арендные платежи за ветряные земли, а также 11,5 миллиардов долларов новых поступлений от налога на имущество для местных сообществ [17].

Почему возобновляемые источники энергии | CRS

Почему возобновляемые источники энергии?

Производство электроэнергии является основной причиной промышленного загрязнения воздуха в США. Большая часть нашей электроэнергии вырабатывается на угольных, атомных и других невозобновляемых электростанциях. Производство энергии из этих ресурсов наносит серьезный ущерб окружающей среде, загрязняя воздух, землю и воду.

Возобновляемые источники энергии могут использоваться для производства электроэнергии с меньшим воздействием на окружающую среду. Можно производить электричество из возобновляемых источников энергии без образования CO ₂ , основной причины глобального изменения климата.

Но сначала, что такое возобновляемая энергия? Возобновляемая энергия — это энергия, полученная из природных ресурсов, которые восполняются в течение определенного периода времени, не истощая ресурсы Земли. Эти ресурсы также обладают тем преимуществом, что их изобилие, они доступны в некотором объеме почти повсюду и не причиняют значительного ущерба окружающей среде, если таковой имеется. Примерами могут служить энергия солнца, ветра и тепловая энергия, хранящаяся в земной коре. Для сравнения, ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и природный газ, не являются возобновляемыми, поскольку их количество ограничено — как только мы их извлечем, они перестанут быть доступными для использования в качестве экономически жизнеспособного источника энергии.Хотя они производятся в результате естественных процессов, эти процессы слишком медленны, чтобы восполнить это топливо так же быстро, как люди его используют, поэтому эти источники рано или поздно закончатся.

Возобновляемые источники энергии обеспечивают множество преимуществ для людей, бизнеса и планеты.

Производство электроэнергии и ваше здоровье

• 66% двуокиси серы (SO2) в стране, которая вызывает кислотные дожди, приходится на выработку электроэнергии. По данным Американской ассоциации легких, диоксид серы влияет на дыхание, усиливает респираторные заболевания, ослабляет защитные силы легких и усугубляет сердечно-сосудистые заболевания.
• 25% оксидов азота (NOx) , которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли, образуются при производстве электроэнергии. По данным Американской ассоциации легких, озон и смог раздражают легкие и снижают сопротивляемость таким инфекциям, как грипп.
• Озон (O3) естественным образом встречается в верхних слоях атмосферы, где это полезно. Однако озон в нижних слоях атмосферы создает городскую дымку, которую мы называем смогом. Автомобили и производство электроэнергии вносят основной вклад в приземный озон.Он вызывает более 1,5 миллиона серьезных респираторных заболеваний в год у детей и взрослых. Кратковременные эффекты включают кашель, раздражение легких и обострение респираторного заболевания. Долгосрочные эффекты включают хронические заболевания легких и даже рак.
• Твердые частицы — это тип загрязнения воздуха, обычно называемый сажей. Воздействие твердых частиц особенно вредно для людей с заболеваниями легких (например, астмой, бронхитом, эмфиземой) и сердечными заболеваниями.
• Двуокись углерода (CO2) — это газ, изменяющий климат, вызывающий глобальное потепление.Глобальное потепление может привести к распространению инфекционных заболеваний, таких как малярия и лихорадка денге. Это также способствует ухудшению качества воздуха, что усиливает воздействие на здоровье других загрязнителей воздуха. Долгосрочные последствия, связанные с сжиганием ископаемого топлива, могут быть даже более тревожными, чем сегодняшние смерти, связанные с загрязнением воздуха. В будущем тропические болезни могут процветать по мере потепления климата Земли, а смертность из-за экстремальных погодных условий (например, переохлаждения) может возрасти.
• Ядерная энергия представляет собой уникальную угрозу радиоактивных отходов и радиации.Отходы объектов атомной энергетики опасно перевозить и утилизировать. Кроме того, существует вероятность катастрофической ядерной аварии, такой как Чернобыль. Воздействие радиоактивных отходов на здоровье включает рак, бесплодие и даже смерть. Радиация может вызвать повреждение иммунной системы, лейкемию, выкидыши, мертворождения, деформации и генетические мутации.
• Ртуть — высокотоксичный металл, который выделяется на угольных электростанциях. Ртуть накапливается в жировых клетках рыб и других животных.Когда люди едят рыбу, они подвергаются воздействию ртути. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы, вызывая потерю двигательной функции, невнятную речь, туннельное зрение и потерю слуха. Ртуть особенно опасна при попадании в организм беременных или кормящих женщин, поскольку она может вызвать врожденные дефекты и пороки развития. Поскольку ртуть накапливается в биологических организмах, она постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке.

Для получения дополнительной информации о вашем здоровье и электричестве:

Возобновляемые источники энергии на благо экономики

Возобновляемые источники энергии полезны для бизнеса, обеспечивая энергетическую безопасность, экономическое развитие, стабильность цен на энергоносители и снижая глобальные риски изменения климата.
Энергетическая безопасность

Возобновляемые источники энергии обеспечивают надежные источники питания и диверсификацию топлива, что повышает энергетическую безопасность и снижает риск разливов топлива, сокращая при этом потребность в импортном топливе. Возобновляемые источники энергии также помогают сберечь природные ресурсы страны.
Экономическое развитие

Согласно двум исследованиям Управления энергетической информации (EIA) Министерства энергетики США (DOE) и Союза заинтересованных ученых (UCS) ¹ , если U.S. должен был поставлять 10% своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году, в результате чего произойдет следующее:

• Экономия потребителей: от 22,6 до 37,7 млрд долларов за счет снижения счетов за электроэнергию и природный газ
• Рабочие места: 91220 новых рабочих мест — почти вдвое больше, чем производство электроэнергии из ископаемого топлива
• Экономическое развитие: 41,5 млрд долларов новых капиталовложений, 5,7 млрд долларов дохода фермерам, владельцам ранчо и сельским землевладельцам и 2,8 млрд долларов новых местных налоговых поступлений
• Более здоровая окружающая среда: сокращение загрязнения в результате глобального потепления, равное сокращению количества автомобилей на дорогах с 25 до 32 миллионов, плюс уменьшение дымки, смога, кислотных дождей, загрязнения ртутью и использования воды

Стабильность цены

Возобновляемые источники энергии, такие как ветровая, солнечная, гидро- и геотермальная, не влекут за собой затрат на топливо и не требуют транспортировки, и поэтому обеспечивают большую стабильность цен. Фактически, некоторые электроэнергетические компании учитывают это в своих розничных ценах на электроэнергию, освобождая потребителей, которые покупают возобновляемые источники энергии, от определенных сборов.

Электроэнергия и окружающая среда
Традиционное производство электроэнергии является причиной выбросов множества химических веществ, оказывающих широкомасштабное воздействие на окружающую среду. Те же соединения, которые вредны для здоровья человека, имеют аналогичные последствия для окружающей среды. Производство электроэнергии из ископаемого топлива составляет:

• 38% углекислого газа в стране ² (CO2), парниковый газ и основной фактор изменения климата.Двуокись углерода выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. Изменение климата представляет собой серьезную экологическую угрозу, которая может способствовать затоплению прибрежных районов, более частым и экстремальным волнам жары, более интенсивным засухам, увеличению числа сильных штормов и увеличению распространения инфекционных заболеваний.
• 66% двуокиси серы (SO2) в стране при смешивании с дождевой водой образует кислотные дожди. Кислотный дождь повреждает листву лесов, сельскохозяйственных культур и других растений и в конечном итоге может убить растения.Он также подкисляет реки и озера, делая их биологически «мертвыми». Подкисление также изменяет химический состав почвы, выделяя вредные металлы в дождевые и грунтовые воды. Диоксид серы также ускоряет разложение камня и краски, повреждая многие здания и
  памятников.
• 40% ртути в стране ³ способствует загрязнению почвы и водных путей. Ртуть может циркулировать в воздухе до одного года и может переноситься за тысячи миль от своего источника.Ртуть накапливается в жировой ткани рыбы и постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы и может вызвать врожденные дефекты.
• 25% оксидов азота (NOx), которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли. Осаждение оксида азота вызывает цветение водорослей в озерах и ручьях. Это истощает воду кислородом, убивая рыбу и другие живые организмы. Также было показано, что диоксид азота вызывает заболевание легких у животных.
• Твердые частицы являются основной причиной снижения видимости (дымки) в США. Угольные электростанции являются единственным крупнейшим источником выбросов твердых частиц — частиц сажи из золы (тяжелых металлов, радиоактивных изотопов, углеводородов, сульфатов и нитратов). ), которые могут переносить и откладывать следы металлов, таких как ртуть, за сотни миль от их источника. Пятна сажи и повреждения камня и других материалов, повреждая многие наши здания и памятники. После путешествия на большие расстояния частицы оседают на земле или воде, вызывая следующие эффекты:
  • Подкисление озер и ручьев
  • изменение баланса питательных веществ в прибрежных водах и бассейнах крупных рек
  • истощение питательных веществ в почве
  • повреждение уязвимых лесов и сельскохозяйственных культур
  • , влияющие на разнообразие экосистем

Дополнительная информация об электроэнергии и окружающей среде

_____________________________

¹ Союз неравнодушных ученых (http: // www.ucsusa.org/clean_energy/solutions/renewable_energy_solutions/renewing-americas-economy.html
² Агентство по охране окружающей среды США: Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2004 гг., раздел 3, стр. 12.
³ Из угля- только горящие электростанции, http://www.epa.gov/mercury/about.htm

Все данные о выбросах, если не указано иное, взяты с веб-сайта Агентства по охране окружающей среды США,

Полное руководство по 7 возобновляемым источникам энергии

Что такое возобновляемая энергия и как она работает?

Вам было интересно, что на самом деле означает «возобновляемая энергия»? Возобновляемые источники энергии буквально находятся в солнечном свете, в воздухе, глубоко под землей и в наших океанах. Они являются частью физической структуры планеты, а это означает, что они постоянно обновляются естественным путем. Они просто не могут закончиться.

Эти устойчивые источники энергии часто называют «альтернативной энергией», потому что они считаются альтернативой традиционным ископаемым видам топлива, таким как нефть и уголь. Тот факт, что источник энергии является возобновляемым, не означает, что он на 100% экологически безопасен. Например, плотины используют силу движущейся воды, но они также могут нанести вред рыбе и дикой природе.Ветряные турбины используют солнечную энергию для производства чистой электроэнергии, но производственный процесс оказывает влияние на окружающую среду.

Тем не менее, альтернативные источники энергии оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем ископаемое топливо. Вот почему возобновляемые источники энергии так важны — они являются нашим билетом в менее загрязненный мир. Даже если мы не столкнемся с угрозой изменения климата, минимизация загрязнения является основой хорошего здоровья.

И то, что хорошо для окружающей среды, становится все более выгодным с экономической точки зрения для домовладельцев и предприятий.В частности, солнечная и ветровая энергия сейчас дешевле ископаемого топлива во многих частях мира, и цена продолжает снижаться ежегодно. (Узнайте все о солнечной энергии в нашем Центре солнечных ресурсов.)

Так как же работают возобновляемые источники энергии? Вот семь источников чистой энергии, которые можно использовать прямо или косвенно, чтобы помочь нашему миру стать экологичным и бороться с глобальным потеплением. Помимо геотермальной энергии и водорода, солнце играет важную роль в каждом из этих типов возобновляемой энергии.

Экологичность и чистота: устойчивые источники энергии

Пять типов альтернативной энергии генерируются естественными процессами, такими как солнечный свет или волны. Как правило, они являются наиболее устойчивыми формами энергии.

Солнечная энергия

Солнечный свет — это возобновляемый ресурс, и наиболее прямое его использование достигается за счет улавливания солнечной энергии. Для преобразования солнечной энергии и света в тепло используются различные технологии солнечной энергии: освещение, горячая вода, электричество и (как это ни парадоксально) системы охлаждения для предприятий и промышленности.

Фотоэлектрические системы используют солнечные элементы для преобразования солнечного света в электричество. Солнечные системы горячего водоснабжения могут использоваться для обогрева зданий за счет циркуляции воды через плоские солнечные коллекторы. Зеркальная посуда, предназначенная для кипячения воды в обычном парогенераторе, может производить электричество, концентрируя солнечное тепло. Коммерческие и промышленные здания также могут использовать солнечную энергию для более масштабных нужд, таких как вентиляция, отопление и охлаждение. Наконец, продуманные архитектурные проекты могут пассивно использовать солнце в качестве источника света для обогрева и охлаждения.

Домовладельцы, предприятия и государственные учреждения могут воспользоваться преимуществами солнечной энергии разными способами: установить домашнюю солнечную систему или коммерческие солнечные панели; построить или модернизировать здание, чтобы включить солнечные системы горячего водоснабжения, охлаждения или вентиляции; проектировать с нуля конструкции, которые используют естественные свойства солнца для пассивного обогрева и освещения.

Захват ветра

Ветер можно рассматривать как форму солнечной энергии, поскольку неравномерное нагревание и охлаждение атмосферы вызывают ветры (а также вращение Земли и другие топографические факторы).Ветровой поток может быть захвачен ветряными турбинами и преобразован в электричество. В меньшем масштабе ветряные мельницы все еще используются для перекачивания воды на фермах.

Имеются ветроэнергетические установки коммерческого класса для удовлетворения потребностей многих организаций в возобновляемых источниках энергии.

Одинарные ветряные турбины могут вырабатывать электроэнергию в дополнение к существующей электросети. Когда дует ветер, электроэнергия, вырабатываемая системой, уходит на компенсацию потребности в электроэнергии, поставляемой коммунальными предприятиями.

Ветряные электростанции коммунального масштаба вырабатывают электроэнергию, которую можно купить на оптовом рынке электроэнергии по контракту или на конкурсной основе.

Геотермальная энергия: энергия Земли

Геотермальная энергия получается из тепла земли. Это тепло может поступать близко к поверхности или от нагретых камней и резервуаров с горячей водой на много миль под нашими ногами.

Геотермальные электростанции используют эти источники тепла для производства электроэнергии. В гораздо меньших масштабах система геотермального теплового насоса может использовать постоянную температуру земли, находящуюся всего в 10 футах от поверхности, чтобы обеспечить теплом соседнее здание зимой или помочь охладить его летом.

Геотермальная энергия может быть частью крупномасштабных коммерческих энергетических решений или может быть частью устойчивой практики на местном уровне. Прямое использование геотермальной энергии может включать отопление офисных зданий или производственных предприятий; помощь в выращивании тепличных растений; подогрев воды в рыбных хозяйствах; и помощь в различных промышленных процессах (например, пастеризация молока).

Узнайте больше о геотермальной энергии на Energy Informative.

От водяных колес к гидроэлектроэнергии

Гидроэнергетика — не новое изобретение, хотя водяные колеса, которые когда-то использовались для работы мельниц и лесопилок в ранней Америке, теперь в основном функционируют как исторические места и музеи.

Сегодня кинетическая энергия текущих рек улавливается совершенно другим способом и преобразуется в гидроэлектричество. Вероятно, наиболее известный тип гидроэлектроэнергии вырабатывается системой, в которой сооружаются плотины для хранения воды в резервуаре, который при сбросе течет через турбины для производства электроэнергии.

Это известно как «гидроаккумулирующая гидроэлектростанция», когда вода циркулирует между нижним и верхним резервуарами для контроля выработки электроэнергии между периодами низкого и пикового спроса.

Другой тип, называемый «русловая гидроэлектростанция», направляет часть речного стока через канал и не требует плотины. По размеру гидроэлектростанции могут варьироваться от масштабных проектов, таких как плотина Гувера, до микрогидроэнергетических систем.

Прямое использование гидроэлектроэнергии, естественно, зависит от географического положения. Предполагая, что надежный источник водного пути доступен и доступен, можно построить микрогидроэлектростанции для снабжения электроэнергией фермерских хозяйств, ранчо или небольших муниципалитетов.

Малые города могут использовать энергию местных водных путей, строя гидроэнергетические системы среднего размера.

Узнайте больше о гидроэнергетике на веб-сайте Геологической службы США.

Сила океана

Океан может производить два типа энергии: тепловую энергию солнечного тепла и механическую энергию приливов и волн.

Тепловая энергия океана может быть преобразована в электричество с помощью нескольких различных систем, которые зависят от температуры теплой поверхностной воды.«Механическая энергия океана» использует приливы и отливы, вызванные вращением Земли и гравитационным влиянием Луны. Энергию ветровых волн также можно преобразовать и использовать для снижения затрат на электроэнергию.

Существуют также менее развитые технологии, которые используют океанические течения, океанские ветры и градиенты солености в качестве источников преобразования энергии.

Холодная океанская вода из глубины может использоваться для охлаждения зданий (при этом опресненная вода часто образуется в качестве побочного продукта), а прибрежные сообщества могут использовать описанные выше методы извлечения естественной энергии океана, чтобы дополнить городские потребности в электроэнергии и энергии.

Энергия океана является развивающимся источником альтернативного производства энергии, и, поскольку более 70 процентов поверхности нашей планеты покрыто океаном, ее будущее выглядит многообещающим, в зависимости от географического положения и нормативных требований.

Другие альтернативные источники энергии

Эти два типа возобновляемой энергии должны производиться с использованием механических средств, а не естественного процесса.

Биоэнергетика — это тип возобновляемой энергии, получаемой из биомассы для производства тепла и электричества или для производства жидкого топлива, такого как этанол и биодизель, используемых для транспорта.

Биомасса — это любое органическое вещество, полученное из недавно появившихся растений или животных. Несмотря на то, что биоэнергетика генерирует примерно такое же количество углекислого газа, что и ископаемое топливо, замещающие растения выращиваются в виде биомассы для удаления равного количества СО2 из атмосферы, сохраняя относительно нейтральное воздействие на окружающую среду.

Существует множество систем, используемых для выработки этого типа электроэнергии, от прямого сжигания биомассы до улавливания и использования метана, образующегося в результате естественного разложения органических материалов.

Как используется биоэнергетика? Предприятия или организации, которые перевозят товары или людей, могут переоборудовать свой автопарк на автомобили, которые используют биотопливо, такое как этанол или биодизель.

Производственные мощности могут быть оборудованы для непосредственного сжигания биомассы для производства пара, улавливаемого турбиной для выработки электроэнергии.

В некоторых случаях этот процесс может иметь двойную цель: как для питания объекта, так и для его нагрева. Например, бумажные фабрики могут использовать древесные отходы для производства электроэнергии и пара для отопления.Фермерские хозяйства могут преобразовывать отходы животноводства в электричество с помощью небольших модульных систем.

Города могут использовать метан, образующийся в результате анаэробного сбраживания органических отходов на свалках, и использовать его в качестве топлива для выработки электроэнергии.

Узнайте больше о биоэнергетике здесь.

Водород: высокая энергия / низкое загрязнение

Водород — простейший (состоящий из одного протона и одного электрона) и самый распространенный элемент во Вселенной, но он не встречается на Земле в естественных условиях в виде газа.Вместо этого он содержится в органических соединениях (углеводородах, таких как бензин, природный газ, метанол и пропан) и воде (h3O). Водород также может производиться при определенных условиях некоторыми водорослями и бактериями, использующими солнечный свет в качестве источника энергии.

Водород содержит много энергии, но при сгорании производит мало или совсем не загрязняет окружающую среду. Жидкий водород используется для запуска космических кораблей и других ракет на орбиту с 1950-х годов. Водородные топливные элементы преобразуют потенциальную химическую энергию водорода в электричество с чистой водой и теплом в качестве единственных побочных продуктов.

Однако коммерциализация этих топливных элементов в качестве практического источника зеленой энергии, вероятно, будет ограничена до тех пор, пока не снизятся затраты и не повысится долговечность. Почти весь водород, используемый в Соединенных Штатах, используется в промышленности для очистки нефти, обработки металлов, производства удобрений и обработки пищевых продуктов. Кроме того, водородные топливные элементы используются в качестве источника энергии, где атомы водорода и кислорода объединяются для выработки электроэнергии.

В настоящее время в Соединенных Штатах также эксплуатируется несколько сотен автомобилей с водородным двигателем, и это число может увеличиться по мере снижения стоимости производства топливных элементов и увеличения количества заправочных станций.Другие практические применения этого типа возобновляемой энергии включают большие топливные элементы, обеспечивающие аварийное электричество для зданий и удаленных мест, электромоторные автомобили, работающие на водородных топливных элементах, и морские суда, работающие на водородных топливных элементах.

Узнайте больше о водородной энергии на веб-сайте Energy Information Agency .

Похожие сообщения

Почему важна чистая энергия

Использование чистой возобновляемой энергии — одно из наиболее важных действий, которые вы можете предпринять, чтобы уменьшить свое воздействие на окружающую среду. Производство электроэнергии — это наш источник парниковых газов №1, больше, чем все наши поездки и полеты вместе взятые, а чистая энергия также снижает вредный смог, токсичные накопления в воздухе и воде, а также воздействие, вызванное добычей угля и газа. Но замена нашей инфраструктуры, работающей на ископаемом топливе, потребует времени и сильной, последовательной поддержки со стороны как штата, так и федерального правительства по развитию производства возобновляемой энергии и спроса на чистую энергию со стороны потребителей и предприятий.

Уменьшить первый

Энергоэффективность — ключевой шаг к снижению нашего воздействия на изменение климата и созданию устойчивого энергетического будущего.Каждый раз, когда вы включаете выключатель света, пользуетесь компьютером, принимаете горячий душ или включаете обогреватель, вы расходуете энергию. Средний дом в США потребляет около 11000 кВтч в год, ¹ , и большая часть этой энергии тратится впустую. Используя меньше энергии, не жертвуя комфортом, вы можете сэкономить деньги, помогая планете.

Небольшие изменения могут дать большую экономию. Вот 5 действий, которые вы можете предпринять сегодня, чтобы начать экономить энергию:

1. Используйте энергоэффективное освещение, например компактные люминесцентные (CFL) или светодиодные лампы, в своем доме и на рабочем месте
2. Отключите водонагреватель до уровня тепла
3. Отключайте зарядные устройства мобильного телефона и ноутбука, когда они не используются
4. Используйте настройки энергосбережения на имеющихся у вас приборах и покупайте приборы с маркировкой Energy Star при их замене.
5. Замените фильтры в печи и кондиционере

Почему возобновляемые источники энергии?

Производство электроэнергии является второй по значимости причиной промышленного загрязнения воздуха в США. Большая часть нашей электроэнергии вырабатывается на угольных, атомных и других невозобновляемых электростанциях. Производство энергии из этих ресурсов наносит серьезный ущерб окружающей среде, загрязняя воздух, землю и воду.

Возобновляемые источники энергии могут использоваться для производства электроэнергии с меньшим воздействием на окружающую среду.Можно производить электричество из возобновляемых источников энергии без образования двуокиси углерода (CO ₂ ), основной причины глобального изменения климата.

Но сначала, что такое возобновляемая энергия? Возобновляемая энергия — это энергия, полученная из природных ресурсов, которые восполняются в течение определенного периода времени, не истощая ресурсы Земли. Эти ресурсы также обладают тем преимуществом, что их изобилие, они доступны в некотором объеме почти повсюду и не причиняют значительного ущерба окружающей среде, если таковой имеется.Примерами могут служить энергия солнца, ветра и тепловая энергия, хранящаяся в земной коре. Для сравнения, ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и природный газ, не являются возобновляемыми, поскольку их количество ограничено — как только мы их извлечем, они перестанут быть доступными для использования в качестве экономически жизнеспособного источника энергии. Хотя они производятся в результате естественных процессов, эти процессы слишком медленны, чтобы восполнить это топливо так же быстро, как люди его используют, поэтому эти источники рано или поздно закончатся.

Возобновляемые источники энергии обеспечивают множество преимуществ для людей, бизнеса и планеты.

Производство электроэнергии и ваше здоровье

• 66% двуокиси серы (SO2) в стране, вызывающей кислотные дожди, приходится на выработку электроэнергии. По данным Американской ассоциации легких, диоксид серы вызывает приступы астмы у людей и способствует образованию мелких частиц, также вредных для здоровья органов дыхания.
• 29% оксидов азота (NOx) , которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли, образуются при производстве электроэнергии.По данным Американской ассоциации легких, высокие уровни NOx повышают восприимчивость к респираторным инфекциям, особенно среди детей.
• Озон (O3) естественным образом встречается в верхних слоях атмосферы, где это полезно. Однако озон в нижних слоях атмосферы создает городскую дымку, которую мы называем смогом. Автомобили и производство электроэнергии вносят основной вклад в приземный озон. По данным Американской ассоциации легких, вдыхание озона может привести к одышке, воспалению легких, приступам астмы, а у детей, которые растут в районах с высоким уровнем загрязнения озоном, повышенному риску пожизненного заболевания легких.
• Твердые частицы — это тип загрязнения воздуха, обычно называемый сажей. Воздействие твердых частиц особенно вредно для людей с заболеваниями легких (например, астмой, бронхитом, эмфиземой) и сердечными заболеваниями.
• Двуокись углерода (CO ₂ ) — это парниковый газ, который способствует глобальному изменению климата. Долгосрочные последствия, связанные с сжиганием ископаемого топлива, могут быть даже более тревожными, чем сегодняшние смерти, связанные с загрязнением воздуха. В будущем тропические болезни могут процветать по мере потепления климата Земли, а смертность из-за экстремальных погодных условий может возрасти.
• Ртуть — высокотоксичный металл, который выделяется на угольных электростанциях. Ртуть накапливается в жировых клетках рыб и других животных. Когда люди едят рыбу, они подвергаются воздействию ртути. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы, вызывая потерю двигательной функции, невнятную речь, туннельное зрение и потерю слуха. Ртуть особенно опасна при попадании в организм беременных или кормящих женщин, поскольку она может вызвать врожденные дефекты и пороки развития.Поскольку ртуть накапливается в биологических организмах, она постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке.

Для получения дополнительной информации о вашем здоровье и электроэнергии:

Возобновляемые источники энергии на благо экономики

Возобновляемые источники энергии обеспечивают надежные источники питания и диверсификацию топлива, что повышает энергетическую безопасность, снижает риск разливов топлива и снижает потребность в импортном топливе. Возобновляемая энергия также помогает сберечь природные ресурсы страны.

Энергетическая безопасность

Возобновляемые источники энергии обеспечивают надежные источники питания и диверсификацию топлива, что повышает энергетическую безопасность и снижает риск разливов топлива, сокращая при этом потребность в импортном топливе. Возобновляемая энергия также помогает сберечь природные ресурсы страны.

Экономическое развитие

Отрасль возобновляемых источников энергии более трудоемка, чем ее аналог ископаемого топлива, что в среднем означает создание большего числа рабочих мест.Отрасль также оказывает положительное влияние на цепочку поставок возобновляемой энергии и несвязанные предприятия из-за увеличения доходов населения.

Стабильность цены

Возобновляемые источники энергии, такие как ветровая, солнечная, гидро- и геотермальная, не влекут за собой затрат на топливо и не требуют транспортировки, и поэтому обеспечивают большую стабильность цен. Фактически, некоторые электроэнергетические компании учитывают это в своих розничных ценах на электроэнергию, освобождая потребителей, покупающих возобновляемые источники энергии, от определенных сборов, связанных с топливом.

Электричество и окружающая среда

Традиционное производство электроэнергии является причиной выброса множества химических веществ с обширным воздействием на окружающую среду. Те же соединения, которые вредны для здоровья человека, имеют аналогичные последствия для окружающей среды. Производство электроэнергии из ископаемого топлива составляет:

• 37% углекислого газа в стране ² (CO2) , парниковый газ и основной фактор изменения климата.Двуокись углерода выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. Изменение климата представляет собой серьезную экологическую угрозу, которая может способствовать затоплению прибрежных районов, более частым и экстремальным волнам жары, более интенсивным засухам, увеличению числа сильных штормов и увеличению распространения инфекционных заболеваний.
• 66% двуокиси серы в стране (SO ₂ ) в сочетании с дождевой водой образует кислотные дожди. Кислотный дождь повреждает листву лесов, сельскохозяйственных культур и других растений и в конечном итоге может убить растения.Он также подкисляет реки и озера, делая их биологически «мертвыми». Подкисление также изменяет химический состав почвы, выделяя вредные металлы в дождевые и грунтовые воды. Двуокись серы также ускоряет разложение камня и краски, повреждая многие здания и памятники.
• 40% ртути в стране ³ способствует загрязнению почвы и водных путей. Ртуть может циркулировать в воздухе до одного года и может переноситься за тысячи миль от своего источника.Ртуть накапливается в жировой ткани рыбы и постоянно перерабатывается в окружающей среде по мере продвижения по пищевой цепочке. Ртуть вызывает необратимое повреждение печени и центральной нервной системы и может вызвать врожденные дефекты.
• 25% оксидов азота (NOx) , которые вступают в реакцию с солнечным светом с образованием озона и смога на уровне земли. Осаждение оксида азота вызывает цветение водорослей в озерах и ручьях. Это истощает воду кислородом, убивая рыбу и другие живые организмы. Также было показано, что диоксид азота вызывает заболевание легких у животных.
• Твердые частицы являются основной причиной снижения видимости (дымки) в США. Угольные электростанции являются единственным крупнейшим источником выбросов твердых частиц — частиц сажи из золы (тяжелых металлов, радиоактивных изотопов, углеводородов, сульфатов и т. Д.). и нитраты), которые могут переносить и откладывать следы металлов, таких как ртуть, за сотни миль от их источника. Пятна сажи и повреждения камня и других материалов, повреждая многие наши здания и памятники. После путешествия на большие расстояния частицы оседают на земле или воде, вызывая следующие эффекты:
  
  • Подкисление озер и ручьев
  • изменение баланса питательных веществ в прибрежных водах и бассейнах крупных рек
  • истощение питательных веществ в почве
  • повреждение уязвимых лесов и сельскохозяйственных культур
  • , влияющие на разнообразие экосистем

Дополнительная информация об электроэнергии и окружающей среде

_____________________________

Источники

Источник графика: U.S. EIA, Electric Power Monthly (март 2017 г.). Проценты основаны на Таблицах 1.1 и 1.1a; предварительные данные за 2016 год.
¹ EIA, https://www.eia.gov/tools/faqs/
² US EPA, https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases# двуокись углерода
³ Только от угольных электростанций, http://www.epa.gov/mercury/about.htm

Все данные о выбросах, если не указано иное, взяты с веб-сайта Агентства по охране окружающей среды США

Возобновляемые ресурсы Определение

Что такое возобновляемый ресурс?

Возобновляемый ресурс — это ресурс, который можно использовать многократно, и он не исчерпывается, потому что заменяется естественным образом.Возобновляемые ресурсы, по сути, имеют бесконечные запасы, такие как солнечная энергия, энергия ветра и геотермальное давление. Другие ресурсы считаются возобновляемыми, даже если на их обновление требуется время или усилия (например, древесина, кислород, кожа и рыба).

Большинство драгоценных металлов также являются возобновляемыми. Хотя драгоценные металлы не заменяются естественным образом, их можно переработать, поскольку они не разрушаются во время добычи и использования.

Ключевые выводы

• Спрос на возобновляемые ресурсы растет по мере того, как человеческое население продолжает расти.
• Энергия из возобновляемых источников снижает нагрузку на ограниченные запасы ископаемого топлива, которые считаются невозобновляемыми ресурсами.
• Использование возобновляемых ресурсов в больших масштабах является дорогостоящим, и необходимы дополнительные исследования, чтобы их использование было рентабельным.

Общие сведения о возобновляемых ресурсах

Возобновляемый ресурс отличается от невозобновляемого ресурса; невозобновляемый ресурс истощен и не может быть восстановлен после использования. Поскольку человеческое население продолжает расти, спрос на возобновляемые ресурсы возрастает.

Согласно Evaco, онлайн-публикации последних новостей, исследований и информации о возобновляемых источниках энергии и экологически чистом образе жизни, перенаселение является одним из основных факторов, влияющих на проблемы окружающей среды и природных ресурсов.

Типы возобновляемых ресурсов

Природные ресурсы — это форма капитала, и они известны как природный капитал. Биотопливо, или энергия, полученная из возобновляемых органических продуктов, в последние годы приобрело распространение в качестве источника энергии, альтернативного невозобновляемым ресурсам, таким как уголь, нефть и природный газ.Хотя цены на биотопливо по-прежнему выше, некоторые эксперты прогнозируют, что рост дефицита и силы спроса и предложения приведут к повышению цен на ископаемое топливо, что сделает цену биотоплива более конкурентоспособной.

Однако цены на ископаемое топливо имеют тенденцию к снижению, отчасти из-за технологических достижений в производстве ископаемого топлива, а отчасти из-за снижения спроса во время пандемии COVID-19. Покупателям сырьевых товаров и лицам, определяющим политику, необходимо постоянно учитывать такие влияния при прогнозировании будущих изменений цен.

Типы биотоплива включают биодизель, альтернативу маслу, и зеленое дизельное топливо, которое производится из водорослей и других растений. Другие возобновляемые ресурсы включают кислород и солнечную энергию. Ветер и вода также используются для создания возобновляемой энергии. Например, ветряные мельницы используют естественную силу ветра и превращают ее в энергию.

Глобальное влияние возобновляемых ресурсов

Возобновляемые ресурсы стали центром экологического движения как в политическом, так и в экономическом плане.Энергия, полученная из возобновляемых ресурсов, значительно снижает нагрузку на ограниченные запасы ископаемого топлива, которое является невозобновляемым ресурсом. Проблема с использованием возобновляемых ресурсов в больших масштабах заключается в том, что они дороги и, в большинстве случаев, необходимы дополнительные исследования, чтобы их использование было рентабельным.

Использование устойчивой энергетики часто называют «зеленым» из-за положительного воздействия на окружающую среду. Источники энергии, такие как ископаемое топливо, при сжигании наносят вред окружающей среде и способствуют глобальному потеплению.Первым крупным международным соглашением по сокращению выбросов углекислого газа и глобального потепления стал Киотский протокол, подписанный в 1997 году. Кроме того, в 2015 году в Париже собрались мировые державы, чтобы объявить о сокращении выбросов и сосредоточить внимание на более широком использовании возобновляемых источников энергии. .

Быстрый факт

EIA сообщает, что потребление биотоплива и других негидроэлектрических возобновляемых источников энергии более чем удвоилось с 2000 по 2018 год.

В качестве кандидата в президенты в 2016 году Дональд Трамп раскритиковал соглашение, заключенное в Париже, и пообещал вывести Соединенные Штаты в случае своего избрания.1 июня 2017 года он сделал именно это, заявив, что соглашение «подорвет» экономику США.

Для поощрения использования возобновляемых ресурсов существует множество стимулов, направленных на поощрение использования альтернативной энергии. Например, налоги на энергию устанавливают надбавку на ископаемое топливо, чтобы цены на возобновляемые ресурсы были более конкурентоспособными, и люди были более склонны использовать возобновляемые источники энергии. Зеленые фонды, инвестиционные механизмы, такие как паевые инвестиционные фонды, поддерживают экологичные и устойчивые компании, инвестируя в них и помогая повышать экологическую осведомленность.

Эти стимулы, похоже, дают эффект. По данным Управления энергетической информации США (EIA), в 2018 году возобновляемая энергия произвела около 11,5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ). (Один квадриллион равен 1, за которым следуют 15 нулей.) Это количество энергии составляло 11% от общего потребления энергии в США. Сектор электроэнергии потреблял около 56% возобновляемой энергии в США в 2018 году и примерно 17% электроэнергии в США. генерация была из возобновляемых источников энергии.Взаимодействие с другими людьми

Правительства штатов и федеральное правительство способствовали увеличению потребления биотоплива путем введения требований и стимулов для использования возобновляемых источников энергии. EIA ожидает, что потребление возобновляемой энергии в США продолжит расти до 2050 года.

Как рабочие места в возобновляемых источниках энергии могут улучшить сообщества, использующие ископаемое топливо, и изменить климатическую политику

Введение

Будущее американской экономики и нашего коллективного благополучия требует всестороннего реагирования на климатический кризис, включая переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.Невозможно смягчить последствия изменения климата и достичь наших целей по сокращению выбросов парниковых газов к 2030 или даже 2050 году без быстрого перехода на солнечную, ветровую и другие возобновляемые источники электроэнергии. Тем не менее, этот переход не может продвигаться со скоростью, необходимой стране, если избранные должностные лица не будут рассматривать политику, касающуюся географического воздействия возобновляемых источников энергии, особенно угрозу потери рабочих мест, связанных с ископаемым топливом, в определенных местах.

Ископаемые виды топлива создают значительный экономический след в сообществах, где происходят добыча, переработка и производство электроэнергии.Несмотря на продолжающееся сокращение занятости в некоторых регионах, эти и другие традиционные энергетические отрасли по-прежнему предоставляют многим работникам специализированный опыт, возможность сделать карьеру в квалифицированных профессиях и могут предложить более высокую заработную плату при более низких требованиях к формальному образованию — аналогично многим другим рабочим местам, связанным с инфраструктурой. А поскольку отрасли, работающие на ископаемом топливе, производят и распределяют энергетические товары на национальном и глобальном уровнях, они приносят доход и налоговые поступления в сообщество и создают рабочие места ниже по течению, от поставщиков запчастей до учителей и врачей.

Таким образом, переход к чистой экономике не так прост, как делать то, что правильно для планеты. Жители и предприятия в центрах трудоустройства на ископаемом топливе часто относятся к этому переходу со скептицизмом или страхом, заставляя их обратиться к политике как к наиболее прямому пути защиты своего экономического состояния, несмотря на вред окружающей среде. Февральские отключения электроэнергии в Техасе усугубили обеспокоенность по поводу возобновляемых источников энергии, несмотря на продолжающиеся экстремальные погодные условия для всех типов энергетической инфраструктуры.Таким образом, чтобы преодолеть эту политическую блокаду, лидеры федерального правительства и штатов должны убедить эти сообщества в том, что чистая экономика не угрожает их будущему и что «справедливый переход» обеспечит устойчивые рабочие места.

К счастью, потенциальное политическое решение скрывается на виду. Наш анализ географической базы данных о потенциале производства возобновляемой энергии показывает, что многие нынешние центры использования ископаемого топлива являются идеальными площадками для производства возобновляемой энергии. В общей сложности четверть округов США.С. с наибольшим потенциалом для выработки как ветровой, так и солнечной электроэнергии также являются центрами ископаемого топлива.

Политические последствия своевременны и значительны. Если руководители федерального правительства и штатов смогут сосредоточить усилия по развитию трудовых ресурсов и инвестиций в возобновляемые источники энергии в конкретных областях, где они необходимы, это может уменьшить препятствия для изменения климата во многих сообществах, которые ставят под сомнение переход на возобновляемые источники энергии. Поскольку даже небольшое количество голосов могло решить, будет ли принят закон о преобразовании климата из Вашингтона, Д.C. Для столиц штатов эти программы могут быть разницей между экологической разрухой или более чистым и инклюзивным будущим.

Наверх ⇑

Ископаемое топливо повсеместно используется в нашей современной экономике. Из-за того, что в них хранится большое количество энергии, ископаемое топливо питает наши предприятия, дома и сети инфраструктуры, которые их соединяют. Но в то время как ископаемое топливо используется повсеместно, места добычи, переработки и производства высококонцентрированы.

В 2019 году почти 1,7 миллиона человек работали в отраслях, связанных с ископаемым топливом, включая добычу полезных ископаемых, такую ​​как добыча полезных ископаемых, производство электроэнергии, строительство инженерных сетей, трубопроводов и другие связанные с ними производства. (См. Загружаемое приложение для получения дополнительной информации о нашем определении использования ископаемого топлива.) Хотя это число может показаться относительно небольшим, оно составляет примерно столько же рабочих, сколько в магазинах одежды или в учреждениях сестринского ухода. А поскольку рабочие места, связанные с ископаемым топливом, географически сконцентрированы, они оказывают огромное влияние на их местную экономику и общественное мнение по вопросам климата.

На рисунках 1A и 1B показано использование ископаемых видов топлива как общее количество рабочих мест, так и как доля от общей занятости. Рабочие места, связанные с ископаемым топливом, как правило, группируются в широком диапазоне округов, от мегаполисов Лос-Анджелеса и Хьюстона до горных округов Вайоминга и Пенсильвании.

Для небольшого числа округов рабочие места, связанные с ископаемым топливом, составляют непомерную долю рабочей силы. В некоторых округах Западного Техаса, Оклахомы, Вайоминга, Северной Дакоты и Западной Вирджинии от 30% до 50% всех рабочих заняты в этих отраслях.Многие из этих округов также обычно голосуют за республиканцев на выборах штата и на федеральных выборах.

Рисунок 1B

Для жителей округов, богатых ископаемым топливом, рабочие места в энергетике имеют очевидный экономический эффект. Отрасли ископаемого топлива могут предлагать заработную плату выше средней по стране, могут не требовать серьезного формального образования после средней школы, а также могут обеспечивать обучение без отрыва от производства и развивать технические навыки, связанные с энергетикой.Рабочие, занятые на коммунальных предприятиях, также часто объединяются в профсоюзы. Даже несмотря на то, что многие отрасли, занимающиеся ископаемым топливом, сократили рабочие места за последние несколько лет, в том числе благодаря продолжающемуся поэтапному отказу от угля, ни одно сообщество, богатое рабочими местами на ископаемом топливе, не захочет отказываться от еще большего без четкой альтернативы.

Наверх ⇑

Возобновляемые источники энергии предлагают путь к более чистой экономике, но они имеют ключевое сходство с ископаемым топливом: одни регионы обладают большим ресурсным потенциалом, чем другие.Огромный инновационный потенциал и ценовая конкурентоспособность возобновляемых технологий также открывают экономические перспективы для многих сельских регионов. Однако переход на солнечную и ветровую энергию не так прост, как установка солнечных батарей или установка ветряной турбины. Природная среда должна обеспечивать солнечные лучи высокой интенсивности и устойчивые высокоскоростные ветры, которые могут максимизировать выработку электроэнергии. Национальные государственные и частные лидеры, включая коммунальные предприятия, технологические компании и образовательные учреждения, также должны обучать квалифицированную рабочую силу и развертывать конкурентоспособное по цене оборудование в тех же самых местах, чтобы улавливать всю эту потенциальную кинетическую энергию.

К счастью, существует впечатляющее совпадение того, где сейчас работают рабочие места, связанные с ископаемым топливом, и где может быть производство возобновляемой энергии.

Джошуа Роудс, Кэри Кинг и их коллеги из Техасского университета в Остине перевели свое исследование в интерактивный инструмент, который может помочь общественности понять различную стоимость технологий производства электроэнергии в округах и округах США. Их проект «Нормированная стоимость электроэнергии» (LCOE) рассчитывает стоимость мегаватт-часа на строительство и эксплуатацию электростанции для различных производственных технологий на всей территории континентальной части США.В основных расчетах принимается во внимание множество факторов, включая срок службы установки, первоначальные и эксплуатационные расходы, а также географические факторы, такие как доступность ресурсов. Полученная база данных позволяет напрямую сравнивать затраты по 12 технологиям производства электроэнергии. Для целей этого исследования мы сосредоточились на нормированной стоимости солнечной фотоэлектрической и ветровой энергии в масштабах коммунального предприятия.

Рисунки 2A и 2B показывают карту, на которой ветряная и солнечная энергия оцениваются как наиболее конкурентоспособные по стоимости и имеют наибольший потенциал.Конкурентоспособные округа определяются как 20% округов с самым дешевым LCOE для данной технологии.

Наиболее конкурентоспособные округа по ветру сосредоточены в штатах Равнин и Западном Межгорье, от Западного Техаса до канадской границы. Есть также яркие карманы возможности ветра через Аппалачи; Например, в округе Ватауга, Северная Каролина, производство ветровой электроэнергии стоит всего 54 доллара США в час.

Конкурентоспособность в области солнечной энергии в основном сосредоточена на глубоком юго-востоке, юго-западе и горном западе, особенно в некоторых частях Вайоминга, Техаса и Калифорнии.В Нью-Мексико находятся пять из 10 округов с самым дешевым производством солнечной электроэнергии. Многие округа, особенно в Западном Техасе и на Великих равнинах, имеют явные возможности как в ветровой, так и в солнечной областях. Например, все 23 округа Вайоминга, кроме одного, конкурентоспособны как в ветровой, так и в солнечной сфере, а семь — в обоих.

В совокупности четверть округов США с большим потенциалом как для ветра, так и для солнечной энергии также являются центрами ископаемого топлива. На рисунках 3A и 3B показаны затраты на ветровую и солнечную энергию только в центрах трудоустройства на ископаемое топливо или в тех округах, где есть не менее 486 рабочих мест на ископаемом топливе (20% лучших округов по количеству рабочих мест).Потенциал ветра может принести пользу центрам занятости ископаемого топлива в Техасе, Оклахоме, Вайоминге, Северной Дакоте, Нью-Йорке, Пенсильвании и Западной Вирджинии. Между тем, солнечная энергия будет лучше всего работать в центрах добычи ископаемого топлива в Калифорнии, Техасе и Вайоминге.

Наверх ⇑

В то время как национальная республиканская партия в целом не проявляла инициативности в борьбе с климатическим кризисом, многие штаты и округа с республиканской ориентацией могут извлечь наибольшую выгоду из нашего перехода к более чистому энергетическому будущему.Для республиканцев, представляющих округа и штаты, обладающие конкурентоспособным по стоимости потенциалом возобновляемой энергетики, чистая энергетическая экономика могла бы сделать их округ более экономически конкурентоспособными и помочь существующим и потенциальным работникам.

Рисунок 4 отображает 117 ^-ю Палату представителей США через призму потенциала возобновляемых источников энергии. Самые яркие цвета проходят по центру страны и отражают области пересечения ветрового и солнечного потенциала. Из 155 округов с большим потенциалом по крайней мере в одной возобновляемой технологии 91 представлен членами Республиканской партии.И хотя здесь это не показано, многие штаты с большим потенциалом возобновляемых источников энергии также представлены сенаторами-республиканцами, причем оба места в Сенате заняты республиканцами во Флориде, Канзасе, Луизиане, Небраске, Северной Каролине, Северной Дакоте, Оклахоме, Южной Дакоте, Техасе. , Юта и Вайоминг.

Многие из тех же республиканских законодателей, которые представляют рабочие центры по ископаемому топливу с потенциалом возобновляемых источников энергии, также занимают руководящие должности в комитетах и ​​конференциях.Член палаты представителей Дэвид МакКинли (R-W.Va.) Является высокопоставленным членом подкомитета Палаты представителей по окружающей среде и изменению климата. Член палаты представителей Стив Скализ (R-La.) Является кнутом Республиканской конференции Палаты представителей. А сенатор Джон Баррассо (R-Wyo.) Является высокопоставленным членом сенатского комитета по энергетике и природным ресурсам.

Наверх ⇑

Как и в любом другом месте, сообщества, зависимые от ископаемого топлива, хотят быть уверенными в своем будущем.Но стремление к переходу к чистой экономике и отказу от ископаемого топлива вызвало опасения у многих рабочих, предприятий и политиков. Беспокойство также усилилось после отключений электроэнергии в Техасе в феврале, когда некоторые законодатели и эксперты ложно обвинили ветряную энергию в отключении электроэнергии.

Данные в этом обзоре, однако, демонстрируют, что переход на чистую энергию предлагает прекрасную возможность для переподготовки местных рабочих и перепрофилирования промышленной инфраструктуры в этих сообществах. Если стране необходимо сделать целенаправленные крупные ставки на инвестиции в возобновляемые источники энергии, почему бы не сделать приоритетными те сообщества, в которых уже есть работники с дополнительными навыками и опытом в традиционной энергетической отрасли?

Мы рекомендуем директивным органам сосредоточиться на плане из трех частей в интересах сообществ, зависящих от ископаемого топлива.Хотя мы осознаем сложность этой проблемы — от разного масштаба и воздействия новых технологий до различных типов отраслей и затрагиваемых работников, — мы также знаем, что переход к чистой экономике уже происходит, что приводит к перемещению многих рабочих и требует более целенаправленной политики экономического развития. . Аналогичный долгосрочный урок соглашений о свободной торговле 1990-х годов заключался в том, что глубокие сдвиги в конкурентоспособности промышленности могут навсегда оставить некоторые места позади. Федеральное правительство — в координации со многими руководителями штатов, местными и частными лицами — должно уважать это открытие и действовать целенаправленно, когда речь идет о сообществах, которые все больше подвержены влиянию перехода на чистую энергию.

• Во-первых, федеральному правительству необходимо установить четкие цели, показатели и стандарты, чтобы помочь работникам в экономически неблагополучных сообществах. Подобно январскому указу президента Джо Байдена о климатическом учете, федеральному правительству необходимо понять, сколько выиграет или потеряет каждое американское сообщество в рамках перехода к чистой энергии. Не все рабочие места в области возобновляемых источников энергии предлагают более высокую заработную плату или более объединены в профсоюзы, чем рабочие места на ископаемом топливе, и некоторые из этих работников могут быть не в состоянии легко передать свои навыки или опыт.Количественная и качественная информация поможет разработать любой хорошо скоординированный набор федеральных политик и обеспечить ограниченный приток федеральных долларов к наиболее нуждающимся общинам. Подобные национальные планы, направленные на «справедливый переход», появились в Европе и Канаде — как и усилия по планированию в таких штатах, как Колорадо, — но скоординированная федеральная стратегия в идеале может обеспечить больший масштаб и согласованность в отношении измерения, определения приоритетов и инвестиций.

• Во-вторых, федеральное правительство должно стимулировать целевые усилия по обучению в сообществах «Златовласки»: те, кто в настоящее время полагается на отрасли ископаемого топлива и , имеют большой потенциал для выработки энергии из возобновляемых источников.Основываясь на растущих доказательствах того, какие усилия по развитию трудовых ресурсов наиболее эффективны в энергетическом секторе, федеральное правительство должно поддерживать партнерство между образовательными учреждениями, профсоюзами и другими общественными организациями в этих регионах. Там, где это возможно, федеральное правительство должно задействовать передаваемые технические навыки текущим работникам, работающим с ископаемым топливом; однако следует также признать, что текущий спрос на рабочую силу для быстрорастущих рабочих мест в области возобновляемых источников энергии может все еще отставать от отраслей, связанных с ископаемым топливом, в ближайшие несколько лет и не может вытеснить все существующие рабочие места.Как и при любом переходе на рынке труда, потребности в найме и обучении будут колебаться.

Тем не менее, принятие мер сейчас имеет значение, и образовательные учреждения также должны получить дополнительное финансирование и технические ресурсы, чтобы быстро подготовить следующую волну энергетиков и создать поток талантов, чтобы сохранить конкурентоспособность этих регионов в будущем. Эти усилия должны включать расширенное финансирование проектов по рекультивации шахт и других программ помощи рабочим, в том числе инициативу POWER и программу ACC, но также стремиться привлечь рабочих к более долгосрочным карьерным возможностям с помощью большего числа учеников и моделей «зарабатывать и учиться».

• В-третьих, федеральное правительство и его партнеры в штатах должны работать напрямую с местными и национальными компаниями, чтобы гарантировать, что инвестиции осуществляются в сообществах «Златовласки», когда это возможно. Например, федеральное правительство могло бы выделить субсидируемые кредиты в этих регионах для стимулирования частных инвестиций. Государственные программы по модернизации сетей передачи или экспериментам с крупномасштабными аккумуляторными батареями могут начаться с этих мест. Наконец, федеральное правительство могло бы увеличить инвестиции в местные исследовательские институты, чтобы направить инновационную деятельность в эти места.Государственные исследовательские институты, такие как Национальная лаборатория энергетических технологий и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, предоставляют модели такого рода экономического воздействия. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, расположенная в округе Джефферсон, штат Колорадо, тесно сотрудничает с местными образовательными учреждениями, входит в пятерку лучших работодателей округа и играет роль экономического стабилизатора для местного сообщества.

Конечно, не каждое сообщество, зависящее от ископаемого топлива, хорошо расположено в рамках чистой экономики.И не все работники, подверженные увольнению, мгновенно найдут новую карьеру или легко передадут свои навыки и опыт. Например, работникам энергетики в некоторых округах Кентукки, Миннесоты и Западной Вирджинии могут потребоваться различные программы помощи населению, поскольку возобновляемые источники энергии могут быть неконкурентоспособными в этих регионах. Поскольку федеральное правительство изучает ряд политик, основанных на местах и ​​«справедливом переходе», эти сообщества требуют дополнительного внимания. Федеральные политики могут извлечь уроки из усилий в Колорадо, Нью-Мексико, и в рамках федеральной Аппалачской региональной комиссии по разработке ориентированных на экологию программ перехода.«Ресурсы для будущего» и Фонд защиты окружающей среды разработали четкий набор идей о том, как изменить федеральную политику экономического развития для сообществ, богатых ископаемым топливом.

Наверх ⇑

Переход США к низкоуглеродной экономике уже начался, и некоторые из наиболее заметных успехов достигнуты в секторе производства энергии. Поскольку стоимость солнечной, ветровой и других возобновляемых источников энергии продолжает падать, рыночные силы будут продолжать стимулировать производство возобновляемой энергии и вести к закрытию деятельности по добыче и производству ископаемого топлива.И хотя не все рабочие места, связанные с ископаемым топливом, исчезнут в одночасье, такие события, как отключение электроэнергии в Техасе, демонстрируют, что наши системы энергетической инфраструктуры зависят от широкого спектра источников.