Mis on alternatiivne energia?

Ökoloogia halvenemine ja loodusvarade kahanemine paneb inimesed mõtlema, kuidas taastuvatest energiaallikatest elektrit ja soojust saada.

Selles artiklis räägime teile, kuidas alternatiivne energia töötab ja miks paljud riigid seda valivad..

Mis on alternatiivne energia??

Energia on taastuv (alternatiivne) ja taastumatu (traditsiooniline).

Alternatiivsed energiaallikad on tavalised loodusnähtused, ammendamatud looduslikud ressursid. Seda energiat nimetatakse ka taastavaks või “roheliseks”.

Taastumatud allikad on nafta, maagaas ja kivisüsi. Nad otsivad asendajat, kuna need võivad otsa saada. Nende kasutamist seostatakse ka süsinikdioksiidi heitkoguste, kasvuhooneefekti ja globaalse soojenemisega..
Inimkond saab oma energia peamiselt fossiilsete kütuste põletamisel ja tuumaelektrijaamade töös. Alternatiivne energia on meetod, mis vabastab energiat säästlikumal viisil ja teeb vähem kahju. Seda on vaja mitte ainult tööstuslikuks otstarbeks, vaid ka kütte, sooja vee, valgustuse, elektroonika lihtsates majades.

Taastuvad energiaallikad

• päikesevalgus
• Veevoolud
• Tuul
• Loodete
• Biokütused (taimse või loomse tooraine kütus)
• Geotermiline kuumus (Maa sooled)

Alternatiivsed energialiigid

1. Päikeseenergia

Üks võimsamaid tüüpi energiaallikaid. Kõige sagedamini muundatakse see päikesepaneelide abil elektrienergiaks. Kogu planeedil on terveks aastaks piisavalt energiat, mida Päike Maale päevas saadab. Siiski ei ületa päikeseenergiaelektrijaamades aastane elektrienergia kogumahust 2%..

Peamised puudused on sõltuvus ilmast ja kellaajast. Päikeseenergia ammutamine pole põhjamaadele kasumlik. Konstruktsioonid on kallid, neid tuleb “hooldada” ja mürgiseid aineid (plii, gallium, arseen) sisaldavad päikesepatareid ise tuleb õigel ajal utiliseerida. Suur väljund nõuab tohutuid alasid.

Päikeseenergia on levinud seal, kus see on tavapärasest odavam: asustatud saared ja põllumaad, kosmose- ja merejaamad. Soojades riikides, kus elektritariifid on kõrged, suudab see katta tavalise maja vajadused. Näiteks Iisraelis kuumutatakse päikeseenergia abil 80% veest..

Patareisid paigaldatakse ka mehitamata sõidukitele, lennukitele, õhulaevadele, Hyperloopi rongid.

2. Tuuleenergia

Tuuleenergia varud on 100 korda suuremad kui kõigi planeedi jõgede oma. Tuulepargid aitavad muuta tuule elektriliseks, soojuslikuks ja mehaaniliseks energiaks. Peamised seadmed – tuulegeneraatorid (elektrienergia tootmiseks) ja tuulikud (mehaanilise energia saamiseks).

Seda tüüpi taastuvenergia on hästi arenenud – eriti Taanis, Portugalis, Hispaanias, Iirimaal ja Saksamaal. 2016. aasta alguseks ületas kõigi tuulikute võimsus tuumaenergia kogu installeeritud võimsuse.

Puuduseks on see, et seda ei saa kontrollida (tuulejõud ei ole püsiv). Tuuleturbiinid võivad põhjustada ka raadiohäireid ja mõjutada kliimat, kuna need võtavad ära osa tuule kineetilisest energiast – teadlased ei tea veel, kas see on hea või halb..

3. Hüdroenergia

Vee liikumise elektrienergiaks muundamiseks on vaja tammide ja reservuaaridega hüdroelektrijaamu (HPP). Need asetatakse jõgedele, millel on tugev vool, mis ei kuivaks. Tammid on ehitatud teatud veerõhu saavutamiseks – see paneb hüdroturbiini labad liikuma ja ajab elektrigeneraatoreid.

Hüdroelektrijaamu on kallim ja keerulisem ehitada kui tavalisi elektrijaamu, kuid elektri hind (Venemaa hüdroelektrijaamades) on kaks korda madalam. Turbiinid võivad töötada erinevates energiarežiimides ja juhtida elektritootmist.

4. Laineenergia

Lainetest elektrienergia tootmiseks on palju viise, kuid efektiivsed on ainult kolm. Need erinevad vee paigaldamise tüüpide poolest. Need on kaamerad, mille põhi on sukeldatud vette, ujukitesse või kunstliku atolliga installatsioonidesse.

Sellised laineelektrijaamad edastavad mere- või ookeanilainete kineetilist energiat kaabli abil maale, kus see muundatakse spetsiaalsetes jaamades elektrienergiaks..

Seda tüüpi kasutatakse vähe – 1% kogu maailmas toodetavast elektrienergiast. Süsteemid on ka kallid ja vajavad mugavat juurdepääsu veele, mida kõigil riikidel pole.

5. Vöö ja energia vool

See energia võetakse veetaseme loomulikust tõusust ja langusest. Elektrijaamad paigaldatakse ainult piki rannikut ja veetilk peaks olema vähemalt 5 meetrit. Elektrienergia tootmiseks on ehitatud loodejaamad, tammid ja turbiinid.

Ebb ja voog on hästi mõistetavad, nii et see allikas on teiste suhtes paremini ennustatav. Kuid tehnoloogia kasutuselevõtt on olnud aeglane ja sellel on väike osa globaalses tootmises. Lisaks ei vasta loodete tsüklid alati elektritarbimise määrale..

6. Temperatuuri gradiendi energia (hüdrotermiline energia)

Merevees on erinevad temperatuurid pinnal ja ookeani sügavuses. Seda erinevust kasutades saavad nad elektrit.

Esimene installatsioon, mis annab ookeanitemperatuuri tõttu elektrit, tehti 1930. aastal. USA-s ja Jaapanis on nüüd suletud, avatud ja kombineeritud ookeanielektrijaamad.

7. Vedeliku difusiooni energia

See on uut tüüpi alternatiivne energiaallikas. Jõe suudmesse paigaldatud osmootne elektrijaam kontrollib soola ja magevee segunemist ning ammutab energiat vedelike entroopiast.

Soola kontsentratsiooni võrdsustamine annab ülerõhu, mis käivitab hüdraulilise turbiini pöörlemise. Siiani on Norras vaid üks selline elektrijaam.

8. Geotermiline energia

Geotermilised jaamad võtavad Maa sisemise energia – kuuma vee ja auru. Need on paigutatud vulkaanilistesse piirkondadesse, kus vesi on pinna lähedal, või võite sellele pääseda kaevu puurides (3–10 km)..

Kaevandatud vesi soojendab hooneid otse või soojusvahetusüksuse kaudu. See muundatakse ka elektriks, kui kuum aur pöörab elektrigeneraatoriga ühendatud turbiini..

Puudused: hind, oht Maa temperatuurile, süsinikdioksiidi ja vesiniksulfiidi heitkogused.

Enamik geotermilisi taimi USA-s, Filipiinidel, Indoneesias, Mehhikos ja Islandil.

9. Biokütused

Bioenergiast saab elektrit ja soojust esimese, teise ja kolmanda põlvkonna kütustest.

• Esimene põlvkond – tahked, vedelad ja gaasilised biokütused (jäätmete töötlemisel tekkiv gaas). Näiteks küttepuud, biodiisel ja metaan.

• Teine põlvkond – biomassist toodetud kütused (taimse või loomse materjali jäägid või spetsiaalselt kasvatatud taimed).

• Kolmas põlvkond – vetikate biokütus.

Esimese põlvkonna biokütuseid on lihtne saada. Külaelanikud rajasid biogaasijaamad, kus biomass käärib õigel temperatuuril.

Kõige traditsioonilisem viis ja vanim kütus on puit. Nüüd on nende tootmiseks istutatud energiametsad kiiresti kasvavatest puudest, pappel või eukalüpt..

Alternatiivse energia plussid ja miinused

Alternatiivsete allikate peamine väljavaade – inimkonna olemasolu isegi tõsise nafta, gaasi ja söe puuduse korral.

Eelised:

• Kättesaadavus – pole vaja omada nafta- ega gaasivälju. Tõsi, see ei kehti kõigi liikide kohta. Maismaal suletud maad ei saa laineenergiat vastu võtta ja geotermilist energiat saab muundada ainult vulkaanilistes piirkondades.

• Keskkonnasõbralik – soojuse ja elektri tootmisel ei teki keskkonda kahjulikke heitmeid.

• Säästud – saadud energia kulutused on madalad.

Puudused ja probleemid:

• Ehitus- ja hoolduskulud – seadmed ja tarbekaubad on kallid. Seetõttu tõuseb elektri lõpphind, seega pole see alati majanduslikult õigustatud. Nüüd on arendajate peamine ülesanne vähendada paigalduskulusid.

• Sõltuvus välistest teguritest: tuule tugevust, loodete taset on võimatu kontrollida, päikeseenergia töötlemise tulemus sõltub riigi geograafiast.

• Rajatiste (välja arvatud hüdroelektrijaamade) madal kasutegur ja väike läbilaskevõime. Loodud võimsus ei vasta alati tarbimise tasemele.

• Mõju kliimale. Näiteks on biokütuste nõudlus vähendanud toidukultuuride pindala ja hüdroelektrijaamade tammid on muutnud kalanduse olemust..

Taastuvenergia maailmas

Taastuvate energiaallikate peamine tarbija on Euroopa Liit. Mõnes riigis toodab alternatiivne energia peaaegu 40% kogu elektrist. Seal on juba juurdunud mitmesugused tugimeetmed: ühenduse allahindluse määrad ja seadmete ostmise tagasimaksed. Ida- ja USA riigid ei ole mahajäänud.

Saksamaa

40% elektrist tuleb Saksamaal taastuvatest energiaallikatest. See on 20,4% elektrit tootvate tuulikute arvu liider. Ülejäänud osa moodustavad hüdroenergia, bioenergia ja päikeseenergia. Saksamaa valitsus on seadnud plaani: toota 2050. aastaks 80% energiast alternatiivsetest allikatest, kuid ei soovi tuumaelektrijaamu veel sulgeda.

Island

Islandil on palju sooja vett, kuna see asub vulkaanilise aktiivsuse piirkonnas. Riik varustab geotermilist kütmist 85% kodudest ja katab 65% elanike elektrivajadusest. Allikad on nii võimsad, et nad tahavad energiat Suurbritanniasse eksportida.

Rootsi

Pärast 1973. aasta naftakriisi hakkas riik otsima muid energiaallikaid. Kõik sai alguse hüdro- ja tuumaelektrijaamadest. Tuumaelektrijaamade tõttu on rootslased Greenpeace’i sageli kritiseerinud, kuid alates 80ndate lõpust pole tuumaelektrijaamade energia osakaal suurenenud.

Alates 90ndatest on Rootsi ehitanud mereäärseid tuuleparke. Ettevõtete atmosfääri süsinikdioksiidi heitkogustele on kehtestatud täiendav maks ning tuule-, päikese- ja bioenergia tootjatele pakutakse ergutusi..

Rootsi kasutab aktiivselt ka jäätmete töötlemisel toodetud energiat ja kavatseb selle isegi naabruses osta, et hüljata nafta. Mõnes linnas saab soojust põletusahjudest.

Hiina

Hiinas on maailma võimsaim hüdroelektrijaam Kolm kurgu. Alates 2018. aastast on see massiliselt suurim struktuur. Selle täisbetoontamm kaalub 65,5 miljonit tonni. 2014. aastal tootis jaam maailmarekordi 98,8 miljardit kWh.

Suurimad tuulevarud on ka siin (kolmveerand neist tarnitakse merre). 2020. aastaks plaanib riik nende abiga toota 210 GW.

Samuti on 2700 geotermilist allikat ja need moodustavad 63% päikeseenergia muundamise seadmetest. Hiina on etanoolipõhiste biokütuste osas kolmandal kohal.

Alternatiivne energia Venemaal

Regioonide erinev geograafiline asukoht ja Venemaa kliimavööndite eripära ei võimalda selle tööstuse ühtlast arengut. Puuduvad investeeringud ja juriidilised lüngad.

Taastuvenergia liigid Venemaal

Päikeseenergia

Seda kasutatakse nii tööstuses kui ka kohalikel elanikel varukoopia või peamise soojus- ja elektrienergia allikana. Kõigi päikeseelektrijaamade võimsus on 400 MW, millest suurimad asuvad Samaras, Astrahanis, Orenburgi piirkonnas ja Krimmis. Kõige võimsam SPP on Vladislavovka (Krimm). Samuti arendatakse projekte Siberi ja Kaug-Ida jaoks.

Tuuleenergia

Tuuleenergia taastuvenergia on Venemaal esitatud pisut halvemini kui päikeseenergia, ehkki ka siin leidub tööstusrajatisi. Tuulegeneraatorite koguvõimsus meie riigis on 183,9 MW (0,08% kogu energiasüsteemist). Enamik installatsioone on Krimmis ja võimsaim neist Adygeas – “Adyghe tuulepark”.

Hüdroenergia

See on Venemaal kõige populaarsem alternatiivne energiaallikas. Umbes 200 jõe hüdroelektrijaama toodavad kuni 20% kogu riigi energiast. Alates 1968. aastast on Murmanski piirkonnas Kislaya lahes olnud loodete elektrijaam – Kislogubskaja TPP. Suurim hüdroelektrijaam seisab Yenisei jõel – Sayano-Shushenskaya.

Geotermiline energia

Vulkaanide rohkuse tõttu on seda tüüpi energia Kamtšatkas laialt levinud. Seal toodetakse 40% tarbitavast energiast geotermiliste allikate abil. Teadlaste sõnul on Kamtšatka potentsiaal hinnanguliselt 5000 MW ja aastas toodetakse ainult 80 MW energiat. Kurilese, Stavropoli ja Krasnodari aladel on ka geotermilised jaamad..

Biokütused

Meie riik on üks kolmest pelletieksportijast Euroopa turul. Venemaal on tehaseid, mis loovad puidujääkidest pelletit ja briketti, mida kasutatakse katlate ja ahjude soojendamiseks..

Põllumajandusjäätmed muundatakse diiselmootorite vedelkütusteks ja biogaasideks. Kuid prügilagaasi ei kasutata üldse, see visatakse lihtsalt atmosfääri, põhjustades keskkonnale kahju..

Taastuvenergia ettevõtted

Suurenenud investeeringud taastuvenergiasse ja valitsuse toetus aitavad paljudel ettevõtetel edukalt äri teha.

Esimene Solar Inc.

See Ameerika ettevõte asutati 1990. aastal ja sai kuulsaks päikesepaneelide tootmise poolest. Nüüd on see suurim ettevõte, mis müüb päikesemooduleid, tarnib seadmeid ja vastutab tehnilise teeninduse eest..

Vestas Tuul Systems A / S

Vanim tuulikute tootja Taanist. Ettevõte asutati 1898. aastal ja tänaseks on tal õnnestunud paigaldada üle 60 tuhande tuuleturbiini 63 riigis. Vestas müüb üksikgeneraatoreid, jaamasid ja teenindusseadmeid.

Atlantica Yield PLC

Sellel Londonis asuval ettevõttel on klassikalised elektriliinid, päikese- ja tuulepargid Põhja-Ameerikas, Hispaanias, Alžeerias, Lõuna-Ameerikas ja Lõuna-Aafrikas..

ABB Ltd. Asea pruun boveri

Rootsi-Šveitsi ettevõte, mis on tuntud mootorimootorite, generaatorite ja robootika poolest. Alates 1999. aastast on kaubamärk tegelenud päikese- ja tuuleenergia muundamisega. 2013. aastal sai ettevõttest fotogalvaaniliste energiaseadmete ülemaailmne liider.

Sarnased artiklid

• Blockchaini tehnoloogia ja bitcoin on inimkonna viimaste aastakümnete üks arenenumaid arenguid.

  Plokiahelal on kõige laiemad väljavaated rakendusteks erinevates tööstusharudes, kuid Bitcoin on selle ümber kõige rohkem müra tekitanud. Vaatamata konkurentide arengule ja…

• Kuidas robotid aitavad inimesi erinevates eluvaldkondades

  Maailmas, mis läbib neljandat tööstusrevolutsiooni, on palju muutumas automaatseks. Tundub, et robotid töötavad tehastes ja lihtsustavad neid…

• Interneti-faktid Mozilla teadlastelt

  Paljud meist veedavad suure osa oma tööst ja isiklikust ajast Internetis. Kuid mida me tegelikult veebist teame? Mozilla Explorers – ettevõtted,…