Энергетика что это: Энергетика — Что такое Энергетика?

Энергетика — Что такое Энергетика?

Энергетика — это область хозяйственно-экономической деятельности, науки и техники, охватывающая энергетические ресурсы, производство, передачу, преобразование, аккумулирование и распределение различных видов энергии.

Целью энергетики является обеспечение производства энергии путем преобразования первичной, природной энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую, энергию.
При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

• получение и концентрация энергетических ресурсов;
• передача ресурсов к энергетическим установкам;
• преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную;
• передача вторичной энергии потребителям.

Суммарное потребление первичной энергии в мире составляет (по состоянию на 1.1.2017):

• нефть — 31,5%,
• уголь — 28%,
• природный горючий газ — 22%,
• биотопливо — 10%,
• АЭС — 5,5%,
• гидроэнергия — 2%,
• прочие источники энергии — 1%.

Топливно-энергетические ресурсы – важнейший фактор мировой политики и успешного развития мировой экономики.
Мировое потребление первичных энергоресурсов оценивается примерно в 10 млрд т нефтяного эквивалента в год.

Энергетика каждого государства функционирует в рамках созданной энергетической системы (энергосистемы), которая представляет собой совокупность всех звеньев цепочки получения, преобразования, распределения и использования всех видов энергии, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии, т. е. источников энергоресурсов, электростанций, котлов, турбин, генераторов, бойлеров, линий электропередачи, трансформаторов и потребителей электрической энергии.

Ключевыми показателями деятельности энергосистемы являются установленная мощность электростанций (сумма паспортных мощностей всех генераторов электростанции, которая может меняться в процессе реконструкции действующих генераторов или установки нового оборудования), выработка электроэнергии (как правило, их единичная электрическая мощность бывает от 500 до 1000 и более МВт) и потребление электроэнергии.

Типы энергетики

Энергетику принято делить на традиционную и нетрадиционную энергетику.

Традиционная энергетика

Традиционная энергетика в начале 21 в. – основной поставщик электроэнергии в мире.
Ее получают на электростанциях (ТЭС, АЭС, ГЭС).

Нетрадиционная энергетика

А к нетрадиционной энергетике относятся возобновляемые источники энергии, включающие преобразование энергии солнечной радиации, внутренней теплоты Земли, энергии ветра, приливов; мини-ГЭС и микроГЭС; технологии получения биотоплива; магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), а также нетрадиционные технологии использования традиционных невозобновляемых источников энергии (топлив) – производство синтетического жидкого топлива, водоугольного топлива, технологии по переработке вторичных твердых бытовых отходов, новые энергетические установки или преобразователи (в т. ч. с прямым преобразованием) разных видов энергии в электрическую и тепловую, управляемый термоядерный синтез и др.

Энергетика — это… Что такое Энергетика?

Энерге́тика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной, энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

Электроэнергетика

Доля выработки электроэнергии в России: красный — ТЭС(68 %), синий — ГЭС(16 %), зелёный — АЭС(16 %).

Электроэнергетика — это подсистема энергетики, охватывающая производство электроэнергии на электростанциях и её доставку потребителям по линии электропередачи. Центральными её элементами являются электростанции, которые принято классифицировать по виду используемой первичной энергии и виду применяемых для этого преобразователей. Необходимо отметить, что преобладание того или иного вида электростанций в определённом государстве зависит в первую очередь от наличия соответствующих ресурсов. Электроэнергетику принято делить на традиционную и нетрадиционную

.

Традиционная электроэнергетика

Характерной чертой традиционной электроэнергетики является её давняя и хорошая освоенность, она прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях, их единичная^[2]электрическая мощность очень часто превышает 1000 Мвт. Традиционная электроэнергетика делится на несколько направлений^[3].

Тепловая энергетика

В этой отрасли производство электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), использующих для этого химическую энергию органического топлива. Они делятся на:

Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов, на базе нефти вырабатывается 39 % всей электроэнергии мира, на базе угля — 27 %, газа — 24 %, то есть всего 90 % от общей выработки всех электростанций мира

[5]. Энергетика таких стран мира, как Польша и ЮАР практически полностью основана на использовании угля, а Нидерландов — газа. Очень велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.

Гидроэнергетика

В этой отрасли электроэнергия производится на Гидроэлектростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.

ГЭС преобладает в ряде стран — в Норвегии и Бразилии вся выработка электроэнергии происходит на них. Список стран, в которых доля выработки ГЭС превышает 70 %, включает несколько десятков из них.

Ядерная энергетика

Отрасль, в которой электроэнергия производится на Атомных электростанциях (

АЭС), использующих для этого энергию цепной ядерной реакции, чаще всего урана.

По доле АЭС в выработке электроэнергии первенствует Франция^[6], около 80 %. Преобладает она также в Бельгии, Республике Корея и некоторых других странах. Мировыми лидерами по производству электроэнергии на АЭС являются США, Франция и Япония^[7][8].

Нетрадиционная электроэнергетика

Большинство направлений нетрадиционной электроэнергетики основаны на вполне традиционных принципах, но первичной энергией в них служат либо источники локального значения, например ветряные, геотермальные, либо источники находящиеся в стадии освоения, например топливные элементы или источники, которые могут найти применение в перспективе, например термоядерная энергетика. Характерными чертами нетрадиционной энергетики являются их экологическая чистота, чрезвычайно большие затраты на капитальное строительство ( например для солнечной электростанции мощностью 1000 Мвт требуется покрыть весьма дорогостоящими зеркалами площадь около 4-х км² ) и малая единичная мощность

[1]. Направления нетрадиционной энергетики^[3]:

Также можно выделить важное из-за своей массовости понятие — малая энергетика, этот термин не является в настоящее время общепринятым, наряду с ним употребляются термины локальная энергетика

, распределённая энергетика, автономная энергетика и др^[9]. Чаще всего так называют электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. К ним можно отнести как экологичные виды энергетики, перечисленные выше, так и малые электростанции на органическом топливе, такие как дизельные электростанции ( среди малых электростанций их подавляющее большинство, например в России — примерно 96 %^[10] ), газопоршневые электростанции, газотурбинные установки малой мощности на дизельном и газовом топливе^[11].

Электрические сети

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии

[12]. Электрическая сеть обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, её передачи на расстояние, преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока) на подстанциях и её распределение по территории вплоть до непосредственных электроприёмников.

Электрические сети современных энергосистем являются многоступенчатыми, то есть электроэнергия претерпевает большое количество трансформаций на пути от источников электроэнергии к её потребителям. Также для современных электрических сетей характерна многорежимность, под чем понимается разнообразие загрузки элементов сети в суточном и годовом разрезе, а также обилие режимов, возникающих при выводе различных элементов сети в плановый ремонт и при их аварийных отключениях. Эти и другие характерные черты современных электросетей делают их структуры и конфигурации весьма сложными и разнообразными

[13].

Теплоснабжение

Жизнь современного человека связана с широким использованием не только электрической, но и тепловой энергии. Для того, чтобы человек чувствовал себя комфортно дома, на работе, в любом общественном месте, все помещения должны отапливаться и снабжаться горячей водой для бытовых целей. Так как это напрямую связано со здоровьем человека, в развитых государствах пригодные температурные условия в различного рода помещениях регламентируются санитарными правилами и стандартами

[14]. Такие условия могут быть реализованы в большинстве стран мира^[15] только при постоянном подводе к объекту отопления (теплоприёмнику) определённого количества тепла, которое зависит от температуры наружного воздуха, для чего чаще всего используется горячая вода с конечной температурой у потребителей около 80—90 °C. Также для различных технологических процессов промышленных предприятий может требоваться так называемый производственный пар с давлением 1—3 МПа. В общем случае снабжение любого объекта теплом обеспечивается системой, состоящей из:

Централизованное теплоснабжение

Характерной чертой централизованного теплоснабжения является наличие разветвлённой тепловой сети, от которой питаются многочисленные потребители (заводы, здания, жилые помещения и пр.). Для централизованного теплоснабжения используются два вида источников:

Децентрализованное теплоснабжение

Систему теплоснабжения называют децентрализованной, если источник теплоты и теплоприёмник практически совмещены, то есть тепловая сеть или очень маленькая, или отсутствует. Такое теплоснабжение может быть индивидуальным, когда в каждом помещении используются отдельные отопительные приборы, например электрические, или местным, например обогрев здания с помощью собственной малой котельной. Обычно теплопроизводительность таких котельных не превышает 1 Гкал/ч (1,163 МВт). Мощность тепловых источников индивидуального теплоснабжения обычно совсем невелика и определяется потребностями их владельцев. Виды децентрализованного отопления:

• Малыми котельными;
• Электрическое, которое делится на:
• Печное.

Тепловые сети

Тепловая сеть — это сложное инженерно—строительное сооружение, служащее для транспорта тепла с помощью теплоносителя, воды или пара, от источника, ТЭЦ или котельной, к тепловым потребителям.

От коллекторов прямой сетевой воды с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подаётся в населённые пункты. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется разводка к тепловым пунктам, в которых находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающими снабжение потребителей тепла и горячей воды. Тепловые магистрали соседних ТЭЦ и котельных для повышения надёжности теплоснабжения соединяют перемычками с запорной арматурой, которые позволяют обеспечить бесперебойное теплоснабжение даже при авариях и ремонтах отдельных участков тепловых сетей и источников теплоснабжения. Таким образом, тепловая сеть любого города является сложнейшим комплексом теплопроводов, источников тепла и его потребителей^[1].

Энергетическое топливо

Так как большинство из традиционных электростанций и источников теплоснабжения выделяют энергию из невозобновляемых ресурсов, вопросы добычи, переработки и доставки топлива чрезвычайно важны в энергетике. В традиционной энергетике используются два принципиально отличных друг от друга видов топлива.

Органическое топливо

В зависимости от агрегатного состояния органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое, каждое из них в свою очередь делится на естественное и искусственное. Доля такового топлива в балансе мировой энергетики составляла в 2000 году около 65 %, из которых 39 % приходились на уголь, 16 % на природный газ, 9 % на жидкое топливо(2000г.)В 2010 году по данным BP доля ископаемого органического топлива 87%, в том числе: нефть 33,6%, уголь 29,6% газ 23,8%^[16].Tо же по данным «Renewable21» 80,6%, не считая традиционной биомассы 8,5%^[17].

Газообразное

Естественным топливом является природный газ, искусственным:

Жидкое

Естественным топливом является нефть, искусственным называют продукты его перегонки:

Твёрдое

Естественным топливом являются:

Искусственным твёрдым топливом являются:

Ядерное топливо

Файл:KKG Reactor Core.jpg

В использовании ядерного топлива вместо органического состоит главное и принципиальное отличие АЭС от ТЭС. Ядерное топливо получают из природного урана, который добывают:

Для использования на АЭС требуется обогащение урана, поэтому его после добычи отправляют на обогатительный завод, после переработки на котором 90 % побочного обеднённого урана направляется на хранение, а 10 % обогащается до нескольких процентов (3—5 % для энергетических реакторов). Обогащённый диоксид урана направляется на специальный завод, где из него изготавливают цилиндрические таблетки^[18], которые помещают в герметичные циркониевые трубки длиной почти 4 м, ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). По нескольку сотен ТВЭЛов для удобства использования объединяют в ТВС, тепловыделяющие сборки^[1][19].

Энергетические системы

Энергетическая система (энергосистема) — в общем смысле cовокупность энергетических ресурсов всех видов, а также методов и средств для их получения, преобразования, распределения и использования, которые обеспечивают снабжение потребителей всеми видами энергии. В энергосистему входят системы электроэнергетическая, нефте- и газоснабжения, угольной промышленности, ядерной энергетики и другие. Обычно все эти системы объединяются в масштабах страны в единую энергетическую систему, в масштабах нескольких районов — в объединённые энергосистемы. Объединение отдельных энергоснабжающих систем в единую систему также называют межотраслевым топливно-энергетическим комплексом, оно обусловлено прежде всего взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоресурсов^[20].

Часто под энергосистемой в более узком смысле понимают совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, которые соединёны между собой и связаны общими режимами непрерывных производственных процессов преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии, что позволяет осуществлять централизованное управление такой системой^[21]. В современном мире снабжение потребителей электроэнергией производится от электростанций, которые могут находиться вблизи потребителей или могут быть удалены от них на значительные расстояния. В обоих случаях передача электроэнергии осуществляется по линиям электропередачи. Однако в случае удалённости потребителей от электростанции передачу приходится осуществлять на повышенном напряжении, а между ними сооружать повышающие и понижающие подстанции. Через эти подстанции с помощью электрических линий электростанции связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку, также через тепловые пункты с помощью теплопроводов, только на гораздо меньших расстояниях^[22] связывают между собой ТЭЦ и котельные. Совокупность всех этих элементов называют энергосистемой, при таком объединении возникают существенные технико—экономические преимущества:

• существенное снижение стоимости электро- и теплоэнергии;
• значительное повышение надёжности электро- и теплоснабжения потребителей;
• повышение экономичности работы различных типов электростанций;
• снижение необходимой резервной мощности электростанций.

Такие огромные преимущества в использовании энергосистем привели к тому, что уже к 1974 году лишь менее 3 % всего количества электроэнергии мира было выработано отдельно работавшими электростанциями. С тех пор мощность энергетических систем непрерывно возрастала, а из более мелких создавались мощные объединённые системы^[13][23].

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5} Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова том 1 под редакцией проф.А.Д.Трухния // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00162 2
2. ↑ То есть мощность одной установки (или энергоблока).
3. ↑ ^{1 2} Классификация Российской Академии Наук, которая ей всё же считается достаточно условной
4. ↑ Это самое молодое направление традиционной электроэнергетики, возраст которого немногим более 20 лет.
5. ↑ Данные за 2000 год.
6. ↑ До недавнего закрытия своей единственной Игналинской АЭС, наряду с Францией по этому показателю также лидировала Литва.
7. ↑ В.А.Веников, Е.В.Путятин Введение в специальность: Электроэнергетика. — Москва: Высшая школа, 1988.
8. ↑ ^{1 2} Энергетика в россии и в мире: проблемы и перспективы. М.:МАИК «Наука/Интерпереодика», 2001.
9. ↑ Эти понятия могут различно трактоваться.
10. ↑ Данные за 2005 год
11. ↑ А.Михайлов, д.т.н., проф., А.Агафонов, д.т.н., проф., В.Сайданов, к.т.н., доц. Малая энергетика России. Классификация, задачи, применение // Новости Электротехники : Информационно-справочное издание. — Санкт-Петербург, 2005. — № 5.
12. ↑ ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения
13. ↑ ^{1 2} Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова том 2 по редакцией проф.А.П.Бурмана и проф.В.А.Строева // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00163 9
14. ↑ Например СНИП 2.08.01-89: Жилые здания или ГОСТ Р 51617-2000: Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия. в России
15. ↑ В зависимости от климата в некоторых странах нет такой необходимости.
16. ↑ [1]
17. ↑ http://www.map.ren21.net/GSR/GSR2012.pdf
18. ↑ Диаметром около 9 мм и высотой 15—30 мм.
19. ↑ Т.Х.Маргулова Атомные электрические станции. — Москва: ИздАТ, 1994.
20. ↑ Энергосистема — статья из Большой советской энциклопедии
21. ↑ ГОСТ 21027-75 Системы энергетические. Термины и определения
22. ↑ Не более нескольких километров.
23. ↑ Под редакцией С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро Справочник по проектированию энергетических систем. — Москва: Энергоатомиздат, 1985.

См. также

Моя Энергия: Цикл передач «Энергетика: как это работает?»

/ Популярная энергетика / Как это работает? / «Энергетика: как это работает?»

Человек настолько привык к благам цивилизации, что даже не задумывается над тем, откуда берется ток или приходит в дом тепло. И только квитанции об оплате коммунальных услуг напоминают о том, что электро- и теплоэнергия – все-таки не волшебство.

Цикл передач «Энергетика: Как это работает?» – это настоящая энциклопедия фактов об электричестве, экскурсии на производство, встречи с экспертами, исторические хроники и прогнозы на будущее. Кому будут интересны наши мини-фильмы? Всем любознательным – как взрослым, так и детям.

Чем уникален цикл передач? Это авторский взгляд на энергетику изнутри. Наши соавторы – инженеры, работники теплоэлектростанций и гидростанций, директор Музея истории энергетики Северо-Запада Наталья Быстрова и многие другие специалисты отрасли.

Альтернативная энергетика

С каждым годом в недрах планеты остается все меньше нефти и газа. Истощение природных ресурсов и обострившиеся экологические проблемы — главные причины для развития возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика сегодня — это прежде всего ГЭС, ветропарки и солнечные электростанции. Энергетика без вреда для окружающей среды — в новой программе цикла «Энергетика: Как это работает?»

Электричество без опасности

Электричество без опасности? Что мы должны уметь делать, основные принципы безопасной жизнедеятельности, правила оказания первой помощи и простые истины от «Энергетика: как это работает?»

Энергоэффективность

Энергоэффективность — это не только модное слово, это и реальные проекты, которые уже существуют в нашем городе и стране. Что же мы можем сделать, чтобы жить экономнее и расходовать ресурсы нашей природы эффективнее?

Как работает ГЭС

Генрих Графтио, Михаил Шателен, Глеб Кржижановский — имена первых российских инженеров-энергетиков, покоривших водную стихию. Как появилась идея использовать энергию воды, как развивалась гидроэнергетика, какие бывают ГЭС, сколько ГЭС на земле?

Мифы об энергетике

Ток берется из розетки, а электричество — штука дешевая и доступная… Серия «Мифы об энергетике» рассказывает о самых распространённых заблуждениях современного общества

История электричества

Янтарь по-гречески – электрон. А китайцы заметили электрические явления раньше, чем египтяне… Серия «История электричества» повествует о том, как постепенно — порой самыми непредсказуемыми путями — электричество завоевывало мир

Электричество на службе человека

Искусственная вентиляция легких, трансплантация органов просто невозможны без помощи электричества. Серия «Электричество на службе человека» о том, почему мы не можем жить без электричества

Энергетика: чудеса рядом

Энергия человеческого тела, рождение светомузыки, фотография и трехмерные изображения… Серия «Энергетика: чудеса рядом» рассказывает о волшебстве, которое мы наблюдаем каждый день

Альтернативные источники энергии: что надо знать

«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет

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.

Доля источников энергии в мировом потреблении (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)

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.

Зеленая экономика Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

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.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

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.

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO₂ в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

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.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

Энергетика

Создание производственных решений для энергетической отрасли – сегодня и завтра

Надежное производство экологически чистой и доступной энергии — это то, что позволит удовлетворить мировую потребность в энергии. В основе производственных процессов лежит продукция Renishaw. Она применяется в производстве ключевых компонентов для выработки как традиционной, так и возобновляемой энергии.

Традиционные источники энергии необходимо использовать безопасным и эффективным образом с применением специализированных систем и оборудования, изготовленного в соответствии с жесткими требованиями. Компоненты должны отличаться прочностью, надежностью и способностью работать в течение длительных периодов времени даже в тяжелых условиях.

Глобальные инициативы по борьбе с изменением климата вызвали рост инвестиций в производство возобновляемой энергии и, как следствие, стремительный рост альтернативной энергетики. Компания Renishaw способствует развитию возобновляемых источников энергии за счет сокращения времени производственных циклов и ускорения вывода новых компонентов и технологий на рынок.

Ветровые турбины могут иметь самые разные размеры и применяются во множестве областей. Для нормальной работы и эффективного производства энергии детали таких турбин должны иметь жесткие допуски на механическую обработку. Такие узлы, как подшипники, которые имеют важнейшее значение для вращения турбины и ее лопаток, очень сложно изготавливать правильно без всеобъемлющей системы технологического контроля, так как они отличаются сложной геометрией и могут иметь большие размеры. Поддержание точности производства и жесткий контроль, которые возможны благодаря линейке инновационных решений Renishaw, помогают раскрыть полный потенциал таких турбин.

Среди владельцев домов и производителей электроэнергии набирают популярность солнечные панели из фотоэлектрических ячеек. Эти сложные системы изготавливают по многоступенчатой технологии с использованием датчиков положения для контроля перемещения органов станка. Также применяют автоматизированные системы, такие как роботизированная рука, для точного позиционирования компонентов в фотоэлектрических ячейках. Затем можно проверять эти панели на предмет поверхностных дефектов с помощью систем рамановской спектроскопии Renishaw.

Подсечно-огневая энергетика ЕC — Ведомости

Текущий кризис в энергетической сфере Европы был неизбежен. Не в последнюю очередь он связан с выбранными ранее путями развития электрогенерации, основанной на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ). Тем не менее признавать за ВИЭ причину кризиса ни в Европе, ни в Америке не желают. Например, по итогам событий в Техасе в феврале текущего года, когда в самые холода ветровые электростанции неожиданно перестали выдавать в сеть электричество, был сделан вывод, что в кризисе виновата традиционная генерация, которая не справилась с внезапно возросшей нагрузкой.

По мере развития энергокризиса в Европе постулат о невиновности возобновляемой энергетики перекочевал и в информационное пространство Старого Света. В сентябре со своим анализом ситуации в ЕС выступило Международное энергетическое агентство, признав, что причины кризиса носят комплексный характер, но ВИЭ в них совершенно точно не виноваты, а вот к «Газпрому» в частности и России в целом стоит присмотреться.

Ключевые решения о развитии сектора возобновляемой энергетики принимались Евросоюзом в конце 2000-х. В тот период прогнозировался бурный рост потребления газа в регионе, при этом собственное производство должно было резко сократиться. Это означало увеличение зависимости от импорта энергоресурсов. Чтобы никто из крупных поставщиков не мог воспользоваться своим доминирующим положением, ЕС начал реформировать газовый рынок. В основе реформ лежало предположение, что Европа – рынок покупателя, куда будут стремиться многие поставщики. Значит, необходимо создать для них такие условия, при которых они смогут получать доступ к транспортной инфраструктуре, а также свободно конкурировать друг с другом, сбивая цену и создавая все более и более выгодные предложения для потребителей. В рамках преобразований власти ЕС настояли, чтобы ценообразование на газ в долгосрочных контрактах было привязано к спотовым площадкам.

Одновременно с этим решено было увеличить долю ВИЭ в энергобалансе ЕС, что позволяло в перспективе сильно сократить зависимость от импорта. В конце 2000-х Европа была крупнейшим производителем оборудования для ВИЭ-генерации. Поэтому у развития этого сектора была еще одна составляющая – создание точки роста для своей промышленности за счет развития внутреннего рынка сбыта.

Но внедрение ВИЭ пришлось вести в условиях, когда потребление электроэнергии в Евросоюзе практически не росло. И тут случилась катастрофа на АЭС «Фукусима-1». Она дала повод разжечь антиатомную истерию, жертвой которой стали АЭС Германии. Это открыло большую рыночную нишу для ВИЭ. Но этого было мало. Тогда Евросоюз решил полностью избавиться от угольных электростанций. Закрывать их начали по всему континенту. К настоящему моменту в ЕС есть три страны, полностью избавившиеся от угля: Австрия, Бельгия и Швеция. Прошедшей зимой власти Швеции были вынуждены обратиться к населению с просьбой не включать пылесосы, ведь они потребляют много электричества.

Кроме прямого давления регуляторов на традиционную энергетику со стороны ВИЭ присутствовало и давление косвенное. У ветровых и солнечных электростанций в Европе приоритетный доступ к сетям. Как только они начинали производить электричество, кому-то приходилось подвинуться. Подвигалась обычно газовая генерация. Ситуация больно била по экономике электростанций, работающих на голубом топливе, часть из них пришлось просто закрыть.

Выбранную Евросоюзом модель можно назвать подсечно-огневой энергетикой. Когда для обеспечения роста одного сектора генерации выжигаются остальные.

Нельзя сказать, что до 2021 г. проблем в энергосистеме ЕС не возникало. Во-первых, Германия стала мировым рекордсменом по цене электричества для домохозяйств. Во-вторых, в той же Германии четыре года назад уже возникал штиль, который привел к энергодефициту зимой. Тогда проблему решили увеличением резервных мощностей – газовой генерацией. С тех пор проблема непостоянства возобновляемой генерации никуда не делась. Солнце все так же отказывается светить 24 часа в сутки, а ветер периодически перестает дуть. Ответом на эти вызовы стало строительство крупных накопителей энергии, которые были, откровенно говоря, каплей в электроэнергетическом море Европы. А в 2020 г. была принята водородная стратегия ЕС, которая, по сути, является попыткой создать «батарейку» для ВИЭ в виде водорода, производимого из воды.

Если 2020 год был периодом расцвета ВИЭ, то в 2021 г. производство электроэнергии из возобновляемых источников заметно снизилось. Уже в январе – феврале это привело к росту угольной генерации, с помощью которой возмещались выпадающие «ветровые» объемы. К осени ситуация не изменилась. Например, в Германии доля ВИЭ снизилась с 43,9% в сентябре 2020-го до 41,5% в сентябре 2021-го. Доля угольных электростанций за тот же период увеличилась с 30,6 до 37,1%.

Вероятно, предстоящей зимой дефицит электроэнергии из возобновляемых источников вновь придется компенсировать углем и газом. Но свобода маневра в традиционной генерации за последние 12 лет сильно сократилась. Не все страны могут вернуться к угольной генерации. Кроме чисто физически сократившегося количества электростанций на экономику традиционных энергоносителей давят дорожающие углеродные квоты. И все это перекладывается на плечи простого потребителя – либо ценой, либо снижением надежности энергопоставок, либо и тем и другим сразу.

Если подходить с рациональных позиций, ЕС необходимо пересмотреть свою политику в области энергетики. Возможно, Евросоюзу стоит учесть опыт Китая, который развивает ВИЭ, не отдавая возобновляемым источникам решительного преимущества и стараясь параллельно развивать и иные виды генерации, повышая их эффективность.

Зеленая энергия: понятие, виды, преимущества использования

Энергетическая проблема сегодня является одной из самых актуальных для всего человечества. Традиционные источники, такие как нефть, газ и прочие ископаемые, постепенно теряют свою актуальность, становятся более дорогими и, конечно же, наносят огромный вред окружающей среде. Именно поэтому всевозможные солнечные батареи, ветровые и гидроэлектростанции, а также биореакторы становятся столь популярными сегодня. Все они относятся к альтернативным или зеленым источникам энергии, о которых и пойдет речь ниже.

Основные понятия

Главная проблема традиционных на данный момент ресурсов – это их ограниченное количество. А поскольку «аппетиты» человечества в этом отношении растут в геометрической прогрессии, уже в скором времени по мнению многих ученых Европа может столкнуться с кризисом.

Зеленую энергию также называют возобновляемой или регенеративной. Ее источники по историческим меркам считаются неисчерпаемыми. Суть указанного метода заключается в получении энергии из постоянно происходящих в природе процессов с последующим применением ее в технической сфере.

Тенденции развития зеленой энергетики вполне можно назвать обнадеживающими. Так в странах Евросоюза в период с 2004 по 2013 годы доля энергии, получаемой из альтернативных источников возросла с 14 до 25%. Важно также отметить, что ведущие мировые корпорации всецело поддерживают переход на возобновляемые источники энергии, вкладывая в эту отрасль огромные суммы. Так компания Apple является крупнейшим владельцем солнечных электростанций, которые обеспечивают работу абсолютно всех ее дата-центров. Известный производитель мебели IKEA планирует уже к 2020 году полностью отказаться от традиционных источников энергии.

Что касается отдельных государств, то наиболее активную позицию в данном вопросе демонстрирует Бразилия. Уже сегодня практически пятая часть общей потребности в автомобильном топливе в этой стране удовлетворяется с помощью биоэтанола, производимого из сахарного тростника.

Ветроэнергетика

В данном случае необходимая для сельского хозяйства и промышленности энергия добывается путем преобразования кинетического потенциала воздушных масс. Для осуществления данного процесса требуется установка специальной ветровой мельницы. Мощность последней напрямую зависит от общей площади лопастей, а также в меньшей мере от высоты конструкции.

Чаще всего описанные агрегаты устанавливаются в прибрежной зоне, которая считается наиболее перспективной в данной сфере. Интересно, что ветряные мельницы практически не требуют обычного топлива для своей работы. Подсчитано, что один генератор мощностью 1 МВт за 20 лет своей работы экономит около 92 тысяч баррелей нефти или порядка 29 тысяч тонн каменного угля.

Гидроэнергетика

Как становится понятно уже из названия, основным источником в данном случае является вода, а точнее, потенциал ее потока. Причем на сегодняшний день это наиболее часто используемый тип зеленой энергии. С одной стороны, строительство гидроэлектростанций является самым дорогостоящим, но с другой окупаются они гораздо быстрее, а себестоимость генерируемой ими энергии существенно ниже по сравнению с ветровой или солнечной.

Еще одним минусом гидроэлектростанций можно назвать тот факт, что при их строительстве приходится затапливать довольно обширные территории. А это, конечно же, влияет, и не всегда благоприятно, на состояние окружающей среды.

Наиболее активно выработкой гидроэнергии занимаются Исландия, Канада и Норвегия. А начиная с 2000-х годов их активно догоняет Китай, правительство которого считает данный вид энергии наиболее перспективным для своей страны.

Следует отметить еще и приливные и волновые станции, в работе которых непосредственное участие также принимает вода. Первые используют тот обстоятельство, что уровень морей и океанов в некоторых местах Земного шара изменяется дважды в сутки. Для извлечения энергии в устье реки устанавливается плотина с вмонтированными в нее гидроагрегатами. Второй тип станций работает за счет переработки потенциала волн, возникающих на поверхности океанов.

Солнечная энергетика

В данном случае происходит превращение электромагнитного излучения в тепло или электричество. Все существующие на сегодняшний день солнечные станции могут работать как по принципу внутреннего фотоэффекта, так и с использованием кинетической энергии пара. Последние еще называют СЭС косвенного действия. Существует несколько их типов, которые отличаются по конструкции:

• Башенные. Строится высокая конструкция, на вершине которой имеется система гелиостатов, концентрирующих солнечный свет.
• Модульные. Состоят из отдельных параболо-цилиндрических зеркальных концентраторов, в фокусе которых имеется приемник. К последним подводится масло, накапливающее тепло, а затем путем испарения передающее ее воде.
• Солнечные пруды. Выглядят как своеобразные бассейны небольшого объема, стенки которых покрыты черным теплопоглощающим материалом. На дно резервуара помещается слой крутого рассола, затем его концентрация постепенно понижается. Сверху же наливается пресная вода. Плюс к этому, в нижней части бассейна имеется теплообменник, наполненный фреоном, аммиаком или другой легкокипящей жидкостью. Последняя переходит в парообразное состояние и передает свою кинетическую энергию турбине.

Интересно заметить, что любая солнечная батарея, использующаяся в быту, относится к СЭС прямого действия. А крупнейшая из них носит название Topaz Solar Farm и расположена в Соединенных Штатах Америки. Ее мощность составляет порядка 550 МВт.

Геотермальная энергия

В данном случае в качестве носителя используется вода, добываемая из горячих источников. Подобные станции считаются гораздо более выгодными в экономическом плане по сравнению с обычным ТЭС. Это объясняется тем, что для их работы нет необходимости дополнительно нагревать воду. Чаще всего геотермальные станции устанавливаются в вулканических районах, где вода нагревается до необходимой температуры на сравнительно небольших глубинах. Наиболее оптимальный вариант – это использование носителя, полученного из гейзера. Но если таковых поблизости нет, приходится прибегать к бурению.

Биоэнергетика

В данном случае энергия, как электрическая, так и тепловая, производится из топлива органического происхождения. Последние разделяют на три поколения. К первому из них относят продукты, получаемые в результате переработки отходов. Такой вариант считается наиболее доступном, но и самым неэффективным.

К биотопливу второго поколения относят продукты, полученные путем пиролиза, то есть быстрого превращения массы в жидкость. Последнюю гораздо легче транспортировать, а впоследствии превращать в топливо для автомобилей или электростанций. Источниками описанного сырья могут выступать водоросли, а также некоторые виды культурных растений, таких как кукуруза, сахарный тростник, рапс и прочие.

Критики биоэнергетики заявляют, что из-за высокого спроса на подобное топливо, фермерские хозяйства все чаще отдают предпочтения выращиваю топливных культур.

Преимущества

Основным плюсом абсолютно всех альтернативных источников энергии является их экологичность. Другими словами, во время работы подобных станций не происходит никаких вредных выбросов в окружающую атмосферу. Даже авария на ветряной, солнечной или любой другой альтернативной электростанции приведет только к материальным потерям ее владельцев, но не станет причиной глобального экологического бедствия, как это может случиться, к примеру, с АЭС.

Также следует отметить, что установка большинства типов станций не вредит окружающему ландшафту. Если говорить о ветровых ЭС, то они занимают минимальные площади и даже могут сочетаться с некоторым другими видами хозяйственной деятельности.

Еще один неоспоримый плюс альтернативных источников энергии – их неисчерпаемость. То есть, установка любой станции будет гарантированно обеспечивать необходимым количеством электроэнергии тут или иную территорию в течение неограниченного времени.

Также существует возможность установки станции малой мощности. Она может обеспечивать энергией небольшие поселки или даже частные хозяйства.

Все, что вам нужно знать об энергии

Итак, что же не хорошего в ископаемом топливе? Надеюсь, вы уже знаете ответ на этот вопрос. Когда вы сжигаете ископаемое топливо, вы производите углекислый газ. Двуокись углерода — это парниковый газ, который способствует изменению климата. Если мы продолжим сжигать ископаемое топливо, увеличение количества углекислого газа изменит климат таким образом, что людям будет трудно продолжать делать то, что мы всегда делали, например, жить недалеко от побережья или выращивать урожай в определенных регионах.Так вот что плохого в ископаемом топливе.

Но позвольте мне внести ясность. Дело не только в использовании бензина в автомобилях. Мы также сжигаем ископаемое топливо для производства электроэнергии, используемой в домах и т.д. Основная идея состоит в том, чтобы сжечь ископаемое топливо, чтобы нагреть воду и превратить ее в пар. Затем этот пар толкает лопасти электротурбинного двигателя и вращает его. Эти вращающиеся турбины вырабатывают электрическую энергию за счет электромагнитного взаимодействия (с использованием петель из проводов и магнитов).Фактически, ряд источников энергии используют вращающиеся турбины.

Solar Energy

Если вы просто выйдете на улицу в солнечный день, вы почувствуете это. Вы можете почувствовать, как ваше тело нагревается в результате взаимодействия с солнечным светом. Фактически, в нашем месте в солнечной системе солнце дает нам около 1000 ватт на квадратный метр энергии. Конечно, уловка состоит в том, чтобы превратить эту энергию в нечто более полезное, например, электрическую. Один из способов сделать это — использовать солнечную панель (фотоэлектрический элемент).По сути, это твердотельное устройство (без движущихся частей), в котором свет может вызвать переход энергии электронов для производства электрического тока. Да, это чрезмерное упрощение, но идею вы поняли. Он превращает световую энергию в электрическую.

Но подождите! Есть еще один способ использовать солнечную энергию. Это называется концентрированная солнечная электростанция. Идея состоит в том, чтобы расположить кучу зеркал, чтобы все они отражали солнечный свет в центральную точку. Затем объект в этой солнечной фокусной точке станет очень горячим, и вы можете использовать это горячее устройство, чтобы нагреть воду для производства пара, а затем включить электрическую турбину.О, обычно очень горячая вещь будет жидкостью, может быть, как расплавленная соль. Таким образом, вы можете нагреть что-нибудь, а затем переместить его, чтобы получился пар, при этом нагревая другие части жидкости.

Хорошо, но можно ли возобновлять солнечную энергию? Хорошо, если вы скажете, что это возобновляемый источник энергии, но технически это не так. Солнечная энергия исходит от солнца (это, наверное, очевидно). Но Солнце производит энергию в основном за счет реакций ядерного синтеза в ядре. Угадай, что? Через 5 миллиардов лет у Солнца закончится энергия.Так что технически он не возобновляемый, но в период жизни солнца он практически неограничен.

Hydroelectric Power

Я бы назвал это «гидроэлектростанцией» вместо гидроэлектростанции, но это общее название, которое используют все. Дело в том, что мы уже давно используем ту или иную форму гидроэнергетики — водяное колесо намного старше изобретения электричества. С точки зрения электроэнергии это не так уж и сложно. Фактически, это в основном похоже на электрическую энергию из ископаемого топлива.Однако вместо использования пара для вращения электрической турбины вы используете падающую воду или, технически, движущуюся воду в результате изменения высоты.

Ключ ко всем формам гидроэнергетики состоит в том, что вода стремится опускаться ближе к центру Земли. Когда 1 килограмм воды опускается на 1 метр, изменение гравитационной потенциальной энергии составляет примерно 10 джоулей (да, это противоположность поднятию учебника). Может показаться, что это не так уж и много энергии, но теперь представьте, как переместить все озеро ниже на 1 метр.Это куча энергии.

Что такое энергия? Глубокое погружение в понимание энергии

Что такое энергия? У многих из нас есть общая концепция, но мельчайшие детали энергии могут быть сложными. Когда дело доходит до полного ответа на вопросы, связанные с энергией, нередко бывает немного туманно.

В этой статье мы проясним все это, поскольку мы глубоко погрузимся в ответ на вопрос, что такое энергия, и все детали, которые ее поддерживают. Откуда берется наша энергия? Где хранится энергия? Какие бывают виды энергии? Прочтите, чтобы узнать эти и многое другое.

Что такое энергия?

В наиболее распространенном определении энергия — это способность выполнять работу. Другими словами, все, что может работать, имеет энергию. В случае с энергией выполнение работы также называется причиной или внесением изменений. Энергия либо трансформируется, либо передается каждый раз, когда выполняется работа .Это означает, что, поскольку он меняет форму каждый раз, когда используется, количество энергии во Вселенной навсегда останется неизменным.

Почему важна энергия?

Зачем нам энергия? Проще говоря, без энергии, нет жизни . Но почему именно энергия так важна для нашей жизни? Что ж, попробуйте подумать о чем-то, что не использует энергию. Вряд ли вы дадите ответ. Горячий напиток в чашке, спящий ребенок, прыгающий мяч и даже бьющееся сердце — все это имеет энергию.

9 причин, по которым энергия важна в нашей жизни:

1. Дыхание
2. Связь
3. Пищеварение
4. Растущий
5. Исцеление
6. Тепло
7. Свет
8. Мощность
9. Путешествие

Суть в том, что жизнь работает на энергии. Чем более мы активны, тем больше нам нужно энергии. Поскольку мы не можем перерабатывать и повторно использовать энергию, мы должны получать регулярный поток энергии.

Какие типы энергии существуют?

источник

Есть два основных типа энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия.Конечно, существует много разных форм энергии, но прежде чем мы углубимся в это, давайте узнаем немного больше об этих двух основных категориях типов энергии.

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическая энергия известна как энергия движения n. Чтобы объект обладал кинетической энергией, что-то должно с ним работать. Когда самолет находится в полете, предмет падает или дует ветер, он обладает кинетической энергией. Чем больше масса и чем больше скорость у объекта, тем больше у него кинетической энергии. Кинетическая энергия измеряется в джоулях (Дж), в наибольшей единице энергии.

Типы кинетической энергии включают:

• Электроэнергия
• Энергия движения
• Лучистая энергия (электромагнитное излучение)
• Звуковая энергия
• Тепловая энергия

Что такое потенциальная энергия?

Потенциальная энергия — это запасенная в объекте энергия в результате расположения, положения или состояния объекта.Припаркованная машина на вершине холма и выключенная лампочка — это примеры объектов потенциальной энергии.

Типы потенциальной энергии включают:

• Гравитационная потенциальная энергия
• Химическая энергия
• Механическая энергия
• Сильная ядерная потенциальная энергия
• Слабая ядерная потенциальная энергия

Энергия — это способность выполнять работу, но для выполнения этой работы вам нужна энергия.К счастью, потенциальная энергия может преобразовываться в кинетическую энергию, и это работает и наоборот.

Где хранится энергия в молекуле?

источник

Химическая энергия — это потенциальная энергия атомов, химических связей и субатомных частиц внутри молекул. Это может быть как энергия расположения электронов, так и энергия, запасенная в химических связях. Когда химические связи разрываются и образуются новые, происходит химическая реакция, и это единственный раз, когда можно наблюдать и измерять химическую энергию.

Как называется накопленная энергия?

Как установлено, накопленная энергия внутри объекта называется потенциальной энергией . Чтобы объяснить это более подробно, это означает, что когда у объекта накоплена энергия, он ждет своей работы. Другими словами, у него есть потенциал начать движение. Как только эта накопленная энергия приводится в движение силой, она превращается в кинетическую энергию.

Какие бывают формы энергии?

Теперь мы знаем, что подразделяем энергию на два основных типа — кинетическая энергия и потенциальная энергия.Но каковы разные формы энергии? Что ж, энергия принимает множество различных форм.

Ниже перечислены 14 наиболее распространенных форм энергии:

1. Химическая энергия
2. Электроэнергия
3. Электромагнитная энергия
4. Гравитационная энергия
5. Тепловая энергия
6. Гидроэнергетика
7. Магнитная энергия
8. Механическая энергия
9. Атомная энергия
10. Лучистая энергия
11. Солнечная энергия
12. Звуковая энергия
13. Тепловая энергия
14. Энергия ветра

Является ли свет формой энергии?

Да, свет — это форма энергии.В частности, световая энергия — это форма электромагнитного излучения, которую мы также используем в микроволновых, радиоволнах и рентгеновских аппаратах. Мы называем видимым светом вид электромагнитных волн.

Энергия света завораживает, потому что это и самое быстрое известное вещество во Вселенной, и единственная форма энергии, которую мы можем видеть человеческим глазом. Как и другие формы энергии, световая энергия также может быть преобразована. Например, фотосинтез происходит, когда растения поглощают световую энергию и превращают ее в химическую энергию.

Различные источники излучают разные виды света. Когда источники тепла, такие как солнце, излучают свет, мы называем это светом накаливания. В качестве альтернативы телевизоры и светлячки являются примерами люминесцентного света.

Какой вид энергии есть в пище?

Химическая энергия — это энергия, связанная с едой. Когда мы едим, наши тела накапливают химические связи атомов и молекул, которые помогают нам оставаться теплыми, здоровыми и активными. Эта накопленная энергия позже высвобождается в процессе пищеварения.

Все продукты содержат разное количество энергии, которое мы измеряем в калориях. Когда мы едим, наши тела превращают эти калории (которые представляют собой запасенную энергию) в химическую энергию, позволяющую нам выполнять работу. Вы можете измерить энергию, которую получаете от еды, подсчитав количество потребляемых калорий.

Большая часть энергии, которую мы получаем из пищи, мы получаем в виде углеводов, жиров и белков. Нормы диеты, установленные правительством, рекомендуют, чтобы около половины дневной нормы потребления энергии составляли углеводы.Тогда мы должны получить 20% -35% из жиров, а оставшиеся 10% -35% из белков.

Можно ли создать энергию?

источник

Согласно закону сохранения энергии, ответ на поставленный выше вопрос отрицательный. Этот фундаментальный закон науки гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Его можно только перенести с одного объекта на другой или изменить из одной формы в другую.

Сохранение энергии напрямую связано с первым законом термодинамики.Этот физический закон гласит, что полная энергия системы и ее окружения остается постоянной.

Итак, если мы не можем создавать энергию, как возникло то бесконечное количество энергии, которое у нас есть сегодня? Это остается загадкой. Но чтобы представить эти законы с точки зрения того, как мы воспринимаем их в повседневной жизни, давайте рассмотрим несколько примеров.

Закон сохранения энергии: примеры из жизни

• При столкновении с автомобилем энергия передается от одного автомобиля к другому.Это отправляет их в противоположные стороны, откуда они ехали. Другой возможный сценарий — когда движущийся автомобиль наезжает на припаркованный автомобиль. Движущееся транспортное средство передает энергию, которая заставляет припаркованный автомобиль двигаться.
  

• Когда мы катим мяч по полу, энергия передается от нашей движущейся руки к мячу, заставляя мяч двигаться.
  

• Потенциальная энергия газа или масла превращается в тепловую энергию для обогрева вашего дома.

Откуда берется наша энергия? Какие типы источников энергии?

источник

Если энергия не может быть создана, то где ее найти? Что ж, есть три основных типа источников энергии.Они классифицируются как ископаемого топлива, возобновляемых источников энергии и альтернативных источников энергии.

Ископаемые виды топлива невозобновляемы и иногда называются грязными источниками энергии из-за большого количества выделяемого ими углекислого газа. Тем не менее, ископаемое топливо в настоящее время является источником более 80% нашего глобального потребления энергии.

Три типа ископаемого топлива:

1. Нефть
2. Уголь
3. Природный газ

Что такое природные источники энергии?

Альтернативная энергия заменяет ископаемое топливо и, как правило, оказывает незначительное воздействие на окружающую среду.Природные источники энергии известны как возобновляемые источники энергии. В отличие от ископаемого топлива, возобновляемая энергия — это естественный процесс, который нельзя исчерпать, поскольку он может восстанавливаться бесконечно.

Ее девять альтернативных источников энергии:

1. Энергия биомассы
2. Геотермальная энергия
3. Гидроэнергетика
4. Водородная энергия
5. Атомная энергетика
6. Солнечная энергия
7. Приливная энергия
8. Энергия волны
9. Энергия ветра
   

Как потребители, мы можем положительно повлиять на окружающую среду, используя более экологически чистые энергетические решения , такие как альтернативные и возобновляемые источники энергии s.Многие поставщики энергии предлагают экологически чистые планы, которые помогают защитить окружающую среду. Поскольку популярность альтернативных источников энергии растет, потребителям становится все легче переходить на экологию.

Откуда берется большая часть нашей электроэнергии?

Три основных источника энергии, используемых в США, — это ископаемое топливо — уголь, нефть и природный газ. Однако другие страны уже адаптировались к приоритетности альтернативных или возобновляемых источников энергии. Во Франции ядерная энергия является источником энергии номер один, в то время как Канада адаптировалась к использованию гидроэнергии.

К счастью, некоторые из источников электроэнергии, приобретающих мировую популярность, — это биомасса, гидроэлектростанции, атомные электростанции, солнечная энергия и энергия ветра.

Где хранится наша электрическая энергия?

источник

Ископаемые виды топлива оказывают большое влияние на окружающую среду, и потребность в хранении электроэнергии постоянно растет. К счастью, расходы на хранение энергии ветра и солнца за последнее десятилетие снизились, что сделало варианты использования возобновляемых источников энергии более конкурентоспособными.

Сегодня у нас есть много вариантов хранения энергии. Вот лишь несколько:

• Гидравлические гидроаккумуляторы — это крупные накопители энергии, на которых мы вырабатываем электроэнергию, используя гравитационную потенциальную энергию. Для хранения вода перекачивается в более высокий бассейн. Затем энергия вырабатывается через турбины, когда вода сбрасывается обратно в нижний бассейн, когда требуется электричество.
  

• Накопитель энергии на сжатом воздухе закачивает воздух в небольшую подземную пещеру в непиковые часы.Это означает, что электричество дешевле. Поскольку требуется электричество, нагретый воздух выходит из пещеры, что вызывает расширение, которое приводит в движение генератор.
  

• Накопители тепловой энергии хранят энергию, используя, как вы уже догадались, температуру. Такие материалы, как вода, камни или соли, нагреваются и изолируются для хранения энергии. Пар, который заставляет вращаться турбины, вырабатывающие электричество, создается путем закачки холодной воды в горячие материалы, когда требуется электричество.
  

Другие достаточно стандартные варианты хранения включают четыре различных аккумулятора — литий-ионные, свинцово-кислотные, проточные и твердотельные, а также водородные топливные элементы и маховики. Чем больше вариантов хранения энергии мы сможем использовать, тем легче станет ограничивать использование ископаемого топлива.

Почему мы должны экономить энергоресурсы?

источник

Энергоэффективность как никогда критична. Глобальное потепление становится все более серьезной угрозой, не говоря уже о том, что мы серьезно подорвали наши невозобновляемые ресурсы ископаемого топлива.В результате они со временем истощатся. Если для вас недостаточно причин сесть на поезд по энергосбережению, то есть еще много других причин, откуда они взялись.

Энергоэффективность улучшает качество воздуха как внутри вашего дома, так и на улице, что очень важно для вас и ваших близких, чтобы они могли вести здоровый образ жизни. Это также сокращает потребление энергии и полезно для нашей дикой природы. Конечно, есть вероятность, что вы значительно сэкономите на счетах за коммунальные услуги.

Энергия во всем

Мы буквально используем энергию для всего, что делаем, в том числе для производства энергии. Если вы готовы внести изменения в способ использования энергии, обратитесь к местному поставщику услуг, чтобы обсудить варианты вашего плана энергосбережения. Начните менять мир к лучшему уже сегодня для будущих поколений.

Получено от justenergy.com

Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

Раздел B: Две основные формы энергетики — Энергетическое образование: концепции и практики

Энергия, которую мы ощущаем вокруг себя, кажется, имеет множество форм.Пожары горят, резинки отрываются, фонарики включаются и светятся, предметы падают, и они кажутся горячими, холодными или просто нужной температуры. При таком большом количестве событий, как мы можем выяснить, какие формы энергии имеют эти вещи и события? После сотен лет наблюдений и экспериментов наука разделила энергию на две основные формы: кинетическая энергия и потенциальная энергия. Кроме того, потенциальная энергия принимает несколько собственных форм.

Кинетическая энергия определяется как энергия движущегося объекта. Брошенный футбольный мяч, мчащийся автомобиль, марафонец или камень, падающий со скалы, являются примерами объектов, обладающих кинетической энергией.

Потенциальная энергия определяется как энергия, связанная с расположением системы объектов, которые оказывают силы друг на друга. Потенциальная энергия накапливается или высвобождается, когда расположение объектов и / или силы, которые они оказывают друг на друга, каким-либо образом изменяются.Системы объектов, от атомов до планет, могут быть организованы разными способами, что приводит к появлению многих форм потенциальной энергии: химической, упругой, электрической (электромагнитной), гравитационной, ядерной и тепловой энергии.

Хотя потенциальную энергию часто называют «накопленной» энергией, при таком упоминании могут возникнуть два заблуждения. Во-первых, утверждение, что энергия хранится в чем-то, может означать, что энергия — это какая-то невидимая субстанция, а это не так.Во-вторых, рассмотрим учебник, расположенный над классом. Многие скажут, что в учебнике хранится потенциальная энергия, и часто удобно думать, что только учебник имеет потенциальную энергию. Однако в учебнике есть потенциальная энергия, потому что он является частью системы, включающей Землю, в которой оба оказывают друг на друга гравитационные силы. Другими словами, в учебнике не было бы потенциальной энергии, если бы не Земля.

Электрическая потенциальная энергия присутствует, когда положительный и отрицательный электрические заряды отделены друг от друга, как батарея.Когда вы включаете устройство с батарейным питанием, например фонарик или игрушку, электрическая потенциальная энергия, хранящаяся в батарее, преобразуется в другие формы энергии, такие как звук, механическое движение, тепловая энергия и свет. Для электрического прибора, который вы подключаете, электрическая потенциальная энергия поддерживается вращающимся генератором электростанции, плотины гидроэлектростанции или ветряной мельницы. Солнечный элемент хранит электрическую потенциальную энергию, как аккумулятор, пока на него светит солнце.

Что такое энергия?

Любой учебник физики скажет вам энергия — это способность выполнять работу . Затем обычно объясняется, что «работа» — это действие , перемещающего что-либо против силы . Но разве это определение не неудовлетворительно? Это немного похоже на определение Платоном человека как «двуногого существа без перьев» — в рассуждениях трудно найти дыры, но вы не можете не чувствовать, что чего-то не хватает.

Так что же тогда такое энергия?

Причина, по которой его так сложно определить, заключается в том, что это абстрактное понятие.В физике понятие «энергия» на самом деле является своего рода сокращением, инструментом, помогающим сбалансировать книги. Он всегда сохраняется (или преобразуется в массу), поэтому невероятно полезен при разработке результатов любого физического или химического процесса.

Нет физической «сущности» энергии и такой вещи, как «чистая энергия». Его всегда что-то несет, обычно в виде движения.

Классический пример кинетической энергии — бильярдный шар, катящийся по столу.Чем тяжелее мяч, тем быстрее он движется, тем больше энергии несет. Другими словами, тем больнее будет, если он соскочит со стола и приземлится вам на мизинец.

Другая форма кинетической энергии известна как тепло. Температура чего-либо — это прямое измерение того, насколько быстро движутся атомы внутри него. В чашке горячего кофе молекулы воды быстро движутся, замедляясь по мере остывания чашки.

Бросьте железный пруток в огонь, и его атомы тоже начнут двигаться быстрее, хотя в этом случае атомы связаны в определенном положении, и поэтому движение представляет собой форму покачивающейся вибрации.

Иногда объект тянется или толкается в определенном направлении, но его движение останавливается какой-то другой силой. В этом случае говорят, что объект обладает потенциальной энергией — способностью двигаться.

Это немного похоже на то, как водитель гоночного автомобиля нажимает на педаль газа при еще включенном ручном тормозе — ничего особенного не происходит, пока он не отпускает тормоз.

Стакан, стоящий на столе, опускается под действием силы тяжести. Но любое движение останавливается гораздо более сильной силой — электрическим отталкиванием атомов в столе.Тем не менее, толкните стакан со стола, и он упадет.

А как насчет химической, электрической или ядерной энергии?

Это немного сложнее, но, в конечном итоге, все эти формы энергии также включают в себя тип движения или потенциал движения.

Например, много энергии заперто, как спиральная пружина, внутри атомных ядер. Его можно высвободить, когда ядро ​​урана расколется надвое. Две половинки заряжены положительно, поэтому сразу после разделения они электрически отталкиваются друг от друга и разлетаются.Таким образом, потенциальная ядерная энергия превращается в кинетическую энергию.

Как сказал русский физик Лев Окун: «Чем более фундаментальным является физическое понятие, тем труднее определить его словами». Что касается энергии, лучшее, что мы можем сделать, это сказать, что это способность вызывать движение.

И это должно сделать нас, бедных двуногих без перьев, прекрасным.

Связанное чтение: Энергия плавления в дюймах в сторону воспламенения

Как мы используем энергию — Национальные академии

Как мы используем энергию

Мы разделяем потребление энергии между четырьмя секторами экономики: жилым, коммерческим, транспортным и промышленным.Отопление и охлаждение наших домов, освещение офисных зданий, вождение автомобилей и перевозка грузов, а также производство продуктов, на которые мы полагаемся в повседневной жизни, — все это функции, требующие энергии. Если прогнозы верны, нам понадобится больше. Ожидается, что только в Соединенных Штатах потребление энергии вырастет на 7,3% в течение следующих двух десятилетий. Ожидается, что мировое потребление увеличится на 40% за тот же период.

Домашнее задание

Домашнее задание

На бытовое и коммерческое использование приходилось 40% энергии, потребленной в США в 2015 году.

Откуда берется энергия, потребляемая в домах и коммерческих зданиях? И для чего это используется? Узнайте, как энергия служит нам там, где мы живем и где работаем.

Подробнее о доме и работе

Транспорт

Транспорт

28% всей энергии, потребляемой в США, идет на перемещение людей и грузов.

В Соединенных Штатах, где проживает менее одной двадцатой населения мира, находится более одной пятой всех транспортных средств в мире. Узнайте о влиянии нашей зависимости от транспортных средств и топлива, которое мы используем для их работы.

Подробнее о транспорте

Промышленность

Промышленность

На промышленность приходилось 32% энергии, потребленной в США в 2015 году.

Промышленность жизненно важна для нашей экономики, и она требует растущей доли нашей энергии. Узнайте, какие отрасли больше всего используют наши источники энергии и какие источники они используют для обеспечения своих процессов.

Подробнее об индустрии

Energy — Типы энергии

Типы энергии

Энергия невидима, но она повсюду вокруг нас и по всей Вселенной. Мы используем его каждый день, он есть в наших телах, а часть его поступает с других планет! Энергия никогда не может быть создана или уничтожена, но ее форма может быть преобразована и изменена.Например, химическая энергия, которую мы получаем от пищи, превращается в кинетическую и тепловую энергию (см. Ниже), когда мы ходим, и звуковую энергию, когда мы кричим. Вот отличное видео ученых, демонстрирующее множество способов передачи и преобразования энергии.

В следующих главах описываются различные формы, которые может принимать энергия, а также история, лежащая в основе человека, энергии, топлива и окружающей среды.

Виды энергии

Сначала давайте взглянем на различные формы, которые может принимать энергия, и на то, как они могут быть преобразованы.

Кинетический — Все, что движется, обладает такой энергией. Чтобы бегать, ездить на велосипеде, лазать и перемещать мышь в компьютере, мы используем кинетическую энергию.

Radiant — лучистая энергия означает свет. Примеры объектов, обладающих лучистой энергией, — это Солнце, лампочки и экраны наших компьютеров. Растения превращают световую энергию в химическую энергию (пищу), которая помогает им расти, это называется фотосинтезом.

Звук — Чем громче мы кричим, тем больше звуковой энергии мы используем. Помимо наших голосов, существует множество других примеров звуковой энергии — гитары обладают звуковой энергией, когда их щипают с использованием кинетической энергии.То же самое и с тормозами на велосипедах, когда мы едем быстро.

Thermal — Если вы когда-нибудь носили термобелье, то могли догадаться, что тепловая энергия — это тепло! Солнце испускает тепловую энергию, как и радиаторы отопления, и огонь. Даже лампочки, когда они горят долгое время — ой!

Эластик — растяните резинку или потяните ее назад на рогатке, и вы получите энергию упругости. Этот вид энергии известен как «потенциальная энергия», поскольку она может накапливаться до тех пор, пока не высвободится — обычно уступая место кинетической энергии!

Gravitational — Вы когда-нибудь падали с дерева? Тогда вы стали жертвой гравитационной энергии.Гравитационная энергия — это сила, которая удерживает нас на земле. Гравитационная энергия — вот почему спуск на велосипеде быстрее, чем подъем на гору, и почему прыгуны с трамплина всегда возвращаются на землю.

Химическая энергия — Химическая энергия имеет множество различных форм. Мы получаем химическую энергию из пищи, которую используем, чтобы бегать, двигаться и разговаривать (кинетическая и звуковая энергия). Химическая энергия хранится в топливе, которое мы сжигаем, чтобы высвободить тепловую энергию — это один из способов производства электричества, дополнительную информацию см. В разделе «Электричество».

Ядерная энергия — Ядерная энергия — это энергия, хранящаяся в крошечных атомах. Атомы невидимы и составляют элементы всей вселенной! Эти крошечные частицы состоят из трех частей: протонов, электронов и нейтронов. Ядерная энергия высвобождается, когда атомы соединяются (слияние) или расщепляются (деление). Это преобразует энергию в тепловую и лучистую. Солнце использует ядерную энергию для производства света и тепла.

Преобразование энергии
Когда мы идем на пробежку, мы используем химическую энергию в наших телах для создания движения (кинетической энергии), которое, в свою очередь, преобразуется в тепло (тепловую энергию).Велосипедный спуск требует кинетической и гравитационной энергии. Трение между шинами и дорогой также приводит к небольшому нагреву шин с выделением тепловой энергии. Какую форму примет часть этой энергии при торможении?

Подробнее: Топливо для людей

часто задаваемых вопросов по геотермальной энергии | Министерство энергетики

Прочтите наши часто задаваемые вопросы и ответы на них, чтобы узнать больше об использовании геотермальной энергии.

1. Каковы преимущества использования геотермальной энергии?
2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?
3. Где доступна геотермальная энергия?
4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?
5. Какое визуальное воздействие геотермальные технологии?
6. Можно ли истощить геотермальные резервуары?
7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?
8. Какие бывают типы геотермальных электростанций?
9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?
10. Что делает участок подходящим для развития геотермальной энергетики?
11. Что такое усовершенствованная геотермальная система (EGS)?

1.Каковы преимущества использования геотермальной энергии?

Ответ: Несколько характеристик делают его хорошим источником энергии.

• Во-первых, это чистый . Энергия может быть извлечена без сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, газ или нефть. Геотермальные поля производят только около одной шестой углекислого газа, который производит относительно чистая электростанция, работающая на природном газе, и очень мало закиси азота или серосодержащих газов, если таковые имеются. Бинарные установки, которые представляют собой операции с замкнутым циклом, практически не производят выбросов.

• Геотермальная энергия доступна 24 часа в сутки , 365 дней в году. Геотермальные электростанции имеют средний коэффициент готовности 90% или выше по сравнению с примерно 75% для угольных электростанций.

• Геотермальная энергия отечественная , что снижает нашу зависимость от иностранной нефти.

Узнайте больше на нашей странице «Основы энергетики».

Вернуться к началу

2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?

Ответ: Потому что его источником является почти неограниченное количество тепла , генерируемое ядром Земли.Даже в геотермальных районах, зависящих от резервуара с горячей водой, вынутый объем может быть повторно закачан, что делает его устойчивым источником энергии.

Вернуться к началу

3. Где доступна геотермальная энергия?

Ответ : Гидротермальные ресурсы — резервуары пара или горячей воды — доступны в основном в западных штатах, на Аляске и на Гавайях . Однако энергия Земли может быть использована практически в любом месте с помощью геотермальных тепловых насосов и приложений прямого использования.Другие огромные мировые геотермальные ресурсы — например, горячая сухая порода и магма — ждут дальнейшего развития технологий. Чтобы увидеть визуальные представления источников геотермальной энергии, посетите нашу страницу с картами.

В начало

4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?

Ответ: Геотермальные технологии предлагают много экологических преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии:

• Выбросы низкие. Геотермальные установки испускают только избыточный пар. Бинарные геотермальные электростанции не сбрасывают выбросы в атмосферу или жидкости, которые, по прогнозам, станут доминирующей технологией в ближайшем будущем.

• Соли и растворенные минералы, содержащиеся в геотермальных флюидах, обычно повторно закачиваются с избытком воды обратно в резервуар на глубине ниже водоносных горизонтов подземных вод. Этот перерабатывает геотермальную воду и пополняет резервуар . Город Санта-Роза, штат Калифорния, направляет очищенные сточные воды города на электростанции Гейзеры, чтобы использовать их для обратной закачки жидкости .Эта система продлит срок службы резервуара, поскольку он перерабатывает очищенные сточные воды.

• Некоторые геотермальные установки действительно производят твердые материалы или шламы, которые требуют утилизации на утвержденных площадках. Некоторые из этих твердых веществ сейчас извлекаются для продажи (например, цинк, диоксид кремния и сера), что делает этот ресурс еще более ценным и экологически чистым.

В начало

5. Какое визуальное воздействие оказывают геотермальные технологии?

Ответ: Системы централизованного теплоснабжения и геотермальные тепловые насосы легко интегрируются в населенные пункты практически без визуального воздействия.Геотермальные электростанции используют относительно небольших площадей , а не требуют хранения, транспортировки или сжигания топлива . Либо выбросов нет, либо виден только пар. Эти качества снижают общее визуальное воздействие электростанций в живописных регионах.

Вернуться к началу

6. Возможно ли истощение геотермальных резервуаров?

Ответ: Долгосрочная устойчивость Производство геотермальной энергии демонстрировалось на месторождении Лардарелло в Италии с 1913 года, на месторождении Вайракей в Новой Зеландии с 1958 года и на месторождении Гейзеры в Калифорнии с 1960 года.На некоторых заводах наблюдалось падение давления и добычи, и операторы начали закачку воды для поддержания пластового давления. Город Санта-Роза, Калифорния, направляет очищенные сточные воды в Гейзеры для использования в качестве жидкости для повторной закачки, тем самым продлевая срок службы резервуара при повторном использовании очищенных сточных вод. Узнайте больше о нашей геотермальной истории.

В начало

7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?

Ответ: В Гейзерах электроэнергия продается по 0 долларов.03 до 0,035 доллара США за кВтч. Построенная сегодня электростанция , вероятно, потребует около 0,05 доллара за 1 кВтч . Некоторые заводы могут взимать больше в периоды пикового спроса.

См. Также: Покупка чистой электроэнергии

Наверх

8. Какие типы геотермальных электростанций существуют?

Ответ: Для преобразования гидротермальных жидкостей в электричество используются три технологии геотермальных электростанций: сухой пар , мгновенный пар и бинарный цикл .Тип используемого преобразования (выбранный при разработке) зависит от состояния жидкости (пар или вода) и ее температуры. Чтобы узнать больше о типах электростанций и увидеть иллюстрации каждого из них, посетите нашу страницу «Производство электроэнергии».

В начало

9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?

Ответ: Затраты на геотермальную электростанцию ​​ сильно отнесены на первоначальные затраты, а не на топливо для поддержания их работы . Сначала происходит бурение скважин и строительство трубопровода, после чего следует анализ ресурсов буровой информации.Далее идет проектирование самого завода. Строительство электростанции обычно завершается одновременно с окончательной разработкой месторождения. Первоначальная стоимость месторождения и электростанции составляет около 2500 долларов США за установленный кВт в США, вероятно, от 3000 до 5000 долларов США / кВтэ для небольшой (<1 МВтэ) электростанции. Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание колеблются от 0,01 до 0,03 доллара за кВтч . Большинство геотермальных электростанций могут работать с готовностью более 90% (т. Е. Производя более 90% времени), но работа на 97% или 98% может увеличить затраты на техническое обслуживание.Более высокая цена на электроэнергию оправдывает работу установки в 98% случаев, так как в результате возмещаются более высокие затраты на техническое обслуживание.

Вернуться к началу

10. Что делает площадку подходящей для разработки геотермальных электростанций?

Ответ: Горячая геотермальная жидкость с низким содержанием минералов и газа, неглубокие водоносные горизонты для добычи и обратной закачки жидкости, расположение на частной земле для упрощения выдачи разрешений, близость к существующим линиям электропередачи или нагрузке, а также наличие подпиточной воды для испарения охлаждение.Температура геотермальной жидкости должна быть не менее 300º F, хотя установки работают при температуре жидкости до 210º F.

No related posts.