Умная и зеленая энергетика для улучшения качества жизни реферат
Обновлено: 28.06.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Исследовательская работа
ЗЕЛЕНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: ЗА И ПРОТИВ
Выполнила студентка:
Кузеванова Анна Анатольевна
Научный руководитель:
Вергунова Татьяна Захаровна
В последнее время вопрос о решении глобальных экологических проблем встает особенно остро. Многие мировые лидеры открыто заявляют о том, что природные ресурсы конечны, а их использование наносит урон окружающей среде. Выделяющийся в огромных количествах углекислый газ становится проблемой не только местного производства, но и мира, в целом.
Политики и экоактивисты всё чаще обращают внимание на необходимость добывать энергию из возобновляемых источников, что доказывает актуальность нашего исследования.
Зелёная энергетика — часть энергопроизводящей системы, использующая возобновляемые источники энергии
Самыми распространенными видами зеленой энергетики являются фотоэлектрические преобразования солнечной энергии и использование энергии ветра. Эти способы получения электроэнергии нацелены на рациональное использование природных ресурсов и одновременно на уменьшение негативного влияния на окружающую среду.
Развенчание мифа о экологической и экономической целесообразности зелёной энергетики:
— затраты на передачу энергии намного выше, чем у других видов электроэнергии;
— при передаче электроэнергии на большие расстояния возрастают расходы на обслуживание линий электропередач;
— потребуются огромные инвестиции в зарядные станции;
— прерывистость способствует росту затрат;
— стоимость утилизации ветряных турбин, солнечных батарей и накопителей должна быть отражена в смете расходов;
— возобновляемые источники не могут напрямую заменить многие устройства и процессы, которыми мы располагаем сегодня;
— вероятно, что переход на возобновляемые источники энергии займёт 50 или более лет.
Выработка электроэнергии в России
Россия обладает значительным потенциалом использования возобновляемых источников энергии, такими как:
- солнечная энергетика, которая используется на Кавказских регионах;
- ветровая энергетика: используется рядом с Санкт-Петербургом, на Кавказских регионах, на севере европейской части страны и азиатской;
- малая гидроэнергетика: в Московской области, в Карелии, на Кавказе, рядом с Уфой и Оренбургом;
- геотермальная: на Кавказе, Курильских островах и на Сахалине;
энергия волн: эксплуатируется на Баренцеве море.
Потенциал ВИЭ Росси
Биоэнергетика
Энергия ветра
Гидроэнергия
Энергия температурного градиента морской воды, энергия приливов и отливов
Энергия солнечного света
Геотермальная энергия
В России выбрано компромиссное решение: реализуются две программы поддержки возобновляемых источников энергии: одна действует сейчас, до 2024 года, вторая начнется после окончания действующей. В рамках этих двух программ будут построены около десяти гигаватт солнечных и ветряных электростанций. Продуманы и механизмы по локализации оборудования и стимулирования его экспорта, как для ветряной, так и для солнечой энергетики.
Россия продолжим быть мировой энергетической державой, просто на качественно ином технологическом и экологическом витке.
Краткое описание документа:
Исследовательска работа содержит обоснование актуальности, цели и задачи исследования в области использования альтернативных источников энергии. В исследовании рассматриваются преимущества и недостатки зелёной энергетики ( развенчиваются мифи и её экономической и экологической целесообразности.
Человечеству нужна электроэнергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива — урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутон.
Содержание
Введение
Глава 1. Нетрадиционные источники энергии
Глава 2. Источники возобновляемой энергии
2.1. Энергия ветра
2.2. Гидроэнергия
2.3. Энергия приливов и отливов
2.4. Энергия волн
2.5. Энергия солнечного света
2.6. Геотермальная энергия
Глава 3. Политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источниках энергии
Глава 4. Меры поддержки возобновляемых источников энергии
4.1. Зеленые сертификаты
4.2. Возмещение стоимости технологического присоединения
4.3. Фиксированные тарифы на энергию ВИЭ
4.4. Система чистого измерения
4.5. Инвестиции
Глава 5. ВНИЭ в современном мире
Заключение
Список использованных источников
Введение
Человечеству нужна электроэнергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива — урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.
Данный реферат является кратким обзором возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии. В работе рассмотрены нетрадиционные источники электрической энергии.
Цель работы – прежде всего, ознакомиться с современным положением дел в этой необычайно широкой проблематике в России и в мире.
Российская энергетика сегодня — это 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций. Есть, конечно, несколько электростанций использующих в качестве первичного источника солнечную, ветровую, гидротермальную, приливную энергию, но доля производимой ими энергии очень мала по сравнению с тепловыми, атомными и гидравлическими станциями.
Глава 1. Нетрадиционные источники энергии
В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков.
Начиная с 90-х годов, по инициативе ЮНЕСКО при поддержке государств-членов ООН и заинтересованных организаций проводятся мероприятия по продвижению идеи широкого использования возобновляемых источников.
Всё это многообразие сводится, как показано на рисунке 1, к трём глобальным видам источников: энергии Солнца, тепла Земли и энергии орбитального движения планет, причём солнечное излучение по мощности превосходит остальные более чем в 1000 раз. Невозобновляемыми источниками энергии являются нефть, газ, уголь, сланцы. Извлекаемые запасы органического топлива в мире оцениваются следующим образом (млрд.т.у.т.):
- уголь — 4850
- нефть — 1140
- газ — 310
- всего – 6310.
При уровне мировой добычи девяностых годов (млрд.т.у.т) соответственно 3,1 — 4,5 — 2,6, всего — 10,3 млрд.т.у.т, запасов угля хватит на 1500 лет, нефти — на 250 лет и газа — 120 лет. Не такая уж блестящая перспектива оставить потомков без энергетического обеспечения. Особенно учитывая устойчивую тенденцию удорожания нефти и газа. И чем дальше, тем более быстрыми темпами. Между тем теоретический потенциал солнечной энергии, приходящий на Землю в течение года, превышает все извлекаемые запасы органического топлива в 10-20 раз. А экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд.т.у. т в год, что в два раза превышает объём годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далёкого. Повсеместный переход на возобновляемые источники энергии не происходит лишь потому, что промышленность, машины, оборудование и быт людей на Земле сориентированы на органическое топливо. А ещё потому, что некоторые виды возобновляемых источников энергии непостоянны и имеют низкую плотность энергии.
Основное преимущество возобновляемых источников энергии — их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. Возобновляемые источники энергии играют значительную роль в решении трёх глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие.
Таблица 1: Роль НВИЭ в решении трёх глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие) + положительное влияние, — отрицательное влияние, 0 — отсутствие влияния.
| Вид ресурсов или установок | Энергетика | Экология | Продовольствие |
| Ветроустановки | + | + | + 1) |
| Малые и микроГЭС | + | + | + 2) |
| Солнечные тепловые установки | + | + | + 3) |
| Солнечные фотоэлектрические установки | + | + | + 4) |
| Геотермальные электрические станции | + | +/- | 0 |
| Геотермальные тепловые установки | + | +/- | + 5) |
| Биомасса. Сжигание твёрдых бытовых отходов | + | +/- | 0 |
| Биомасса. Сжигание сельскохозяйственных отходов, отходов лесозаготовок и лесопереработок | + | +/- | + 6) |
| Биомасса. Биоэнергетическая переработка отходов | + | + | + 7) |
| Биомасса. Газификация | + | + | 0 |
| Биомасса. Получение жидкого топлива | + | + | + 8) |
| Установки по утилизации низкопотенциального тепла | + | + | 0 |
Примечания:
1) Водоподъёмные установки на пастбищах и в удалённых населённых пунктах.
и географическим условиям местности
Наряду с широким использованием традиционных источников энергии
Альтернативная энергетика – это методы, которые позволяют получать энергию более экологически чистым способом и приносят меньше вреда окружающей среде. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том ,что двуокись углерода (С O 2),высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла , электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, оказывает влияние на теплообмен планеты с окружающим пространством, эффективно блокируя переизлучамое тепло, и таким образом участвует в формировании так называемого парникового эффекта. [2 ] У любого вида энергии есть свои достоинства и недостатки при применении к различным климатическим и географическим условиям местности. В данной статье рассмотрены основные виды нетрадиционных источников энергии.
Солнечная энергия является одним из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Эту энергию больше всего преобразуют в электричество солнечными батареями. Энергия, которую Солнце посылает на нашу планету за один день достаточно на весь год. Значит основное преимущество этой энергии ее изобилие и возобновляемость, а так же экономичность и универсальность. Однако, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.
Основные недостатки солнечной энергетики заключаются в дороговизне и малой мощности, сложном процессе аккумуляции энергии , а так же зависимости от погоды и времени суток. Для развития гелиоэнергетики прекрасно подходят страны расположенные в тропических поясах, ведь там бывает до 300 солнечных дней в году. В современном мире лидерами в эксплуатации солнечных электростанций являются США и Франция. В Крыму с 2015 года построено шесть солнечных электростанций Крым является уникальным регионом России, в котором 5% всех потребностей в электроэнергии покрывается за счёт солнечной энергии и ветра.
Для северных стран вырабатывать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, в них применяются редкие материалы .Для высокой выработки солнечной энергии требуются огромные площади .В Италии , Японии , Индии , Бразилии ведутся работы по использованию солнечных батарей ,их устанавливают на беспилотные автомобили и самолеты , обычные калькуляторы и часы ,а так же космические станции и спутники.
Солнечная энергетика применяется больше там, где она дешевле обычной.
С давних времен человеку служила энергия ветра. Еще две тысячи лет назад в Китае ,Египте и Индии применяли примитивные ветровые двигатели.
Запасы энергии ветра превышают в 100 раз запасы энергии всех рек на Земле. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное преимущество ветровой энергии– чистота К достоинствам этого вида энергии относится и ее возобновимость , эргономичность и экономичность.
Первый ветровой парк в Ростовской области начал работать в марте 2020 года. Всего в регионе работают три ветровых парка, они уже поставляют энергию в сеть. Всего они вырабатывают 300 мегаватт. До конца 2020 года начнут работать ещё два ветровых парка, а в 2022 году их станет восемь с общим объёмом 700 мегаватт. Для сравнения - один блок АЭС вырабатывает 100 мегаватт [3 ]
Энергия приливов и отливов
Гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами строят на реках с сильным потоком для преобразования движения падающей воды в электрическую энергию. Потенциальные запасы энергии рек в мире ценны тем , что они являются возобновляемым источником энергии, используются круглогодично. Способ получения такой энергии является экологически чистым, потому что не выделяет парниковые газы в атмосферу, которые в значительной степени способствуют загрязнению окружающей среды и глобальному потеплению.
Строительство ГЭС неэффективно в равнинных районах. Засуха резко снижает и даже прерывает производство электроэнергии на ГЭС. Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы, но эта проблема решаема, путем сооружения рыбоподъемников в плотине или перемещением рыбы в места нереста с помощью ловушек и сетей. Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества. Крупнейший производитель гидроэнергетики в мире сегодня это Китай, затем Бразилия, США, Россия. Огромный гидроэнергетический потенциал планеты используется сегодня в мире всего лишь на 1/5 часть.
Что такое альтернативные источники энергии
Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.
Виды альтернативных источников энергии
1. Солнечная энергия
Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.
Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.
2. Энергия ветра
Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.
Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.
3. Энергия воды
Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.
4. Геотермальная энергия
Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.
5. Биоэнергетика
Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.
6. Энергия приливов и отливов
Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.
Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу
Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.
Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.
В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.
Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.
Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.
Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.
Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.
Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.
Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.
Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина
Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.
В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.
Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.
100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.
Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ
Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.
IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.
Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.
Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.
Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.
Читайте также: