Альтернативные источники энергии плавно вытесняют нефть и газ
Эксперты предсказывают в долгосрочной перспективе снижение мировой выработки нефти, в связи с чем строят прогнозы относительно возможности использования газа и угля как основы энергетики, а экологи в один голос трубят о необходимости перехода на экологически чистую энергию. Большинство стран склонны к переходу на альтернативные источники, и с каждым годом инвестируют все большие суммы на развитие данного направления.
К примеру, в 2008 году в развитие альтернативных источников энергии инвестировали $130 млрд., а в 2014-м уже $270 млрд. Интерес к развитию солнечной энергетики растет год от года, но по суммарной произведенной мощности пока уступает генераторам электроэнергии, которые работают от ветра. Куда большее отставание заметно при сравнении с количеством электричества, полученного при помощи ГЭС.
За минувший год гидростанции выработали приблизительно 1,055 ГВт электричества, что составляет 61,6% от мощности всех источников зеленой энергии. А вот фотоэлементы позволили получить 10,3%. При этом нужно отметить, что количество энергии, которую получают от солнца некорректно учитывать по одному лишь электричеству, поскольку в последнее десятилетие существенное развитие получили солнечные коллекторы, которые используются для нагрева воды.
Если говорить о перспективах применения солнечных коллекторов в России, то перспективы открываются весьма радужные. Согласно оценке специалистов, среднесуточное излучение на территории РФ составляет 4,0-5,0 кВтч/м&178;, а это позволяет использовать данные приспособления для отопления и нагрева воды в 80% случаев при наличии приемника излучения площадью 2 м2, иначе говоря – практически ежедневно даже при температуре -30 градусов. Если же применять коллекторы с большей площадью, то результаты могут быть куда более впечатляющими.
С учетом применения солнечных коллекторов, доля фотоэлементов с солнечной энергии будет несколько большей, вдобавок прогнозируемая стоимость одного кВт солнечной электроэнергии к 2020-му составляет $0,04, и при этом цена будет оставаться относительно стабильной, либо подвергаться меньшему влиянию со стороны рыночных факторов.
Что касается энергии ветра, то принято полагать, будто эффективное генерирование электричества при помощи потоков воздуха можно осуществить в ограниченном числе мест. Наиболее перспективным в этой связи выглядит морское пространство, удаленное от берега на несколько километров. При этом возведение таких установок требует немалых вложений, поскольку над уровнем воды они поднимаются на высоту более 100 метров.
При достаточно большой площади, охватываемой лопастями генератора, современные генераторы способны производить 3 МВт/час. Также ведутся разработки установок производительностью 10 МВт, производительность ядерных реакторов составляет 1,5-2 ГВт. Поэтому для замены АЭС на ветроэнергетические установки понадобится соорудить большое количество устройств либо существенно усовершенствовать существующие.
По второму пути пошли, например, некоторые страны, вложившие средства в разработку пьезоэлектрических элементов, которые представляют собой особый тип керамики, которая преобразует механическое давление в электричество. Одним из таких проектов является создание Вертикальных гибких столбов, заполненных пьезотрубками. Под воздействием ветра они будут изгибаться и производить электрические заряды. Архитекторы предложили разместить тонкие трубки с пьезоэлементами на высотных зданиях, которые практически всегда обдуваются ветрами.
Другим вариантом применения пьезоэлектрогенераторов является размещение под автодорожным полотном, чтобы нагрузка автомобилей генерировала ток. Предположительно подобный механизм поможет обеспечить освещение дороги и, возможно, ее подогрев в зимнее время суток, что поможет избежать гололеда. При этом отдельные расчеты производителей показывают, что переделка 10 км автополотна способна обеспечить мощность 5-8 МВт, но пока документарных свидетельств этого не появлялось в публичном доступе.
Еще одним способом применения пьезоэлементов в генерации электричества является разработанный в ОАЭ механизм использования нагретой воды, которая генерируется слабыми установками нагрева. Несмотря на то, что теплоноситель является малопотенциальным, а потому неприменим в установках паротурбин, которые используют на ТЭС, пропускание его через трубки, в которых смонтированы пьезоэлементы, дает хорошие результаты.
Еще лучшие, нужно полагать, они покажут при дифференцировании данного механизма в существующие циклы преобразования тепловой энергии в электрическую. Это более перспективное их применение на сегодняшний день, ведь переход на «зеленые» источники энергии в ближайшем будущем нам, увы, не светит.
Одна из главных причин – большая себестоимость такой энергии, что можно урегулировать с течением времени и налаживании производства генераторов в больших количествах. Такие генераторы окупают себя в долгосрочной перспективе, на что готовы пойти отнюдь не все.
В ближайшем будущем ожидается уменьшение доли атомной энергии и выход на первый план газа в качестве основного топлива, который подвинет по стратегической важности нефть. Данную информацию опубликовали в своем ежегодном отчете аналитики международного энергетического агентства. Не последнюю роль в отказе от атомной энергии сыграла оценка последствий аварии на Фукусиме.
Многочисленные аварии, загрязнение окружающей среды и глобальное потепление показали важность перехода на альтернативные источники энергии. Что касается экономической составляющей, то выгоды очевидны. К примеру, на фоне тотального удешевления нефти, экономика России испытывает не лучшие времена, тогда как переход на альтернативные источники поможет обеспечить часть собственных потребностей, и высвободить большее количество продукта для экспорта.
Особенно это важно ввиду глобального увеличения предложения на рынке, весомую часть которого создает США за счет разработок сланцевой нефти. Указывается, что ее себестоимость на отдельных месторождениях составляет $28 за баррель и производители готовы к дальнейшему падению цен, чего нельзя сказать о России.
