Почти две трети глобальных выбросов парниковых газов скапливаются в атмосфере Земли в результате сжигания ископаемого топлива — угля, нефти и газа. При этом 80% энергии, получаемой человеком, вырабатывается на сегодняшний день из этих видов топлива.

Даже в Норвегии, стране с хорошо развитой гидроэнергетикой, более половины расходуемой энергии получают из углеводородных источников. Ископаемое топливо используют в промышленности, транспортной отрасли, для обогрева домов — и, не в последнюю очередь, для поддержания работы нефтедобывающих установок на шельфе.

Возобновляемая энергетика позволяет получать энергию из экологически чистых, неисчерпаемых источников. Их использование не приводит к накоплению вредных загрязнений, способствующих глобальному потеплению. Покуда у нас есть солнечный свет, ветер и вода, у нас будет доступ и к мощной энергии, заключенной в этих источниках. Чистая энергия солнца, ветра и воды — фундамент энергетики будущего, энергетики, основанной на «нулевых выбросах».

Но в отличие от развитых промышленных держав более бедные страны вынуждены рассчитывать на постоянные поставки энергии для того, чтобы обеспечить населению хотя бы минимальный уровень жизни. Задача на сегодняшний день — помочь таким странам поддерживать стабильный экономический рост при использовании возобновляемых источников энергии.

Переход к «зеленой» энергетике, в том числе, и в развивающихся странах, должен стать нашей общей целью. Чтобы добиться этого, нам нужно разрабатывать новые технологии и создавать механизмы, стимулирующие развитие возобновляемой энергетики. Необходимо, чтобы государствам, как бедным, так и богатым, стало более выгодно вкладываться в энергию чистых источников — тогда мы сможем постепенно отказаться от «грязной» энергии ископаемого топлива.

Ветер перемен на климатическом фронте

Оффшорные ветропарки

Строительство оффшорных ветровых установок — то есть, ветровых турбин, расположенных в море или океане, — дает особые преимущества. Во-первых, ветры, дующие над морем или океаном, отличаются большей силой и постоянством, а во-вторых сами широкие морские просторы позволяют использовать энергию ветра более эффективно, чем на суше — ведь не менее 70% земной поверхности покрыто морями. В оффшорной ветроэнергетике есть, впрочем, и свои трудности. На сегодняшний день они связаны, в основном, с более серьезными затратами в силу несовершенства имеющихся технологий.

Photo: (Foto: Sway / StatoilHydro)

В местечке под названием Шерингем Шоул (Sheringham Shoal, или коса Шерингем), у восточных берегов Великобритании, строится сейчас оффшорный ветропарк на 88 турбин, устанавливаемых на морском дне. Проект Шерингем Шоул разрабатывается совместно двумя норвежскими компаниями — Статкрафт (Statkraft) и Статойл (Statoil). Ветропарк предполагается ввести в эксплуатацию в 2011 г., а производимого им электричества должно хватить на обеспечение электроэнергией 220 тыс. домов в Норфолке.

При этом Шерингем Шоул — не самое амбициозное начинание, если сравнить его с теми проектами в ветроэнергетике, которые Великобритания планирует вскоре развернуть у своих берегов. На тех участках, которые британские власти отводят сейчас под строительство ветроустановок, должны сконцентрироваться ветропарки общей мощностью до 25 тыс. мегаватт. Это в тысячу раз больше, чем энергия, которую дает запущенная в этом году в Уэльсе первая береговая ветровая электростанция, построенная компанией Статкрафт в Великобритании.

Судя по всему, именно Великобритания, а также Германия, станут в ближайшее время лидерами в развитии ветроэнергетики в Северном море. Эти две страны активно инвестируют в ветроэнергетику, предоставляя субсидии на разработку проектов оффшорных ветропарков. Мелководные районы акватории Северного моря создают идеальные условия для строительства стационарных ветрогенераторов — электростанций, которые можно монтировать прямо на морском дне. На более глубоководных участках у берегов Норвегии будущее за плавучими ветроустановками. Однако для их строительства необходимы более совершенные технологии, разработка которых до коммерчески конкурентоспособного уровня ожидается только через 10-20 лет.

В конце сентября 2009 г. заработали турбины пилотного ветрогенератора Хювинд (Hywind) — по проведенному к берегу кабелю стала поступать электроэнергия первой в мире мобильной морской ветроустановки. Испытания станции Хювинд, — опытной ветроэлектростанции, построенной компанией Статойл и дрейфующей у берегов Норвегии в Северном море, — будут вестись в течение двух лет и должны продемонстрировать возможность строительства и использования подобных установок в промышленном масштабе.

К 2020 г. европейские страны должны существенно нарастить производство электроэнергии из альтернативных источников, и можно предположить, что 50% этого роста придется на ветроэнергетику. Шотландия и Норвегия показывают наиболее высокий потенциал для развития оффшорной ветроэнергетики. Так, норвежская компания Энова (Enova) — государственное предприятие, работающее над проектами экологически благоприятной политики энергопользования под эгидой Министерства энергетики, — прогнозирует, что объемы потенциально извлекаемой энергии морского ветра составляют в Норвегии 14 тыс. тераватт. Это почти столько же электроэнергии, сколько производится сейчас всеми электростанциями мира, вместе взятыми! Не все проекты, предлагаемые сегодня в ветроэнергетике, можно назвать безупречными с точки зрения экологичности или экономической привлекательности, но то, что потенциал энергии ветра огромен — несомненно.

Читайте также:
http://www.statkraft.no/energikilder/vindkraft/
http://www.offshorewindfarms.co.uk/Pages/COWRIE/
http://www.sheringhamshoal.com
http://www.londonarray.com/
http://www.owectower.no/
http://www.bard-offshore.de/proj_bard_offshore_1-en.php
http://www.statoilhydro.com/en/TechnologyInnovation/NewEnergy/RenewablePowerProduction/Onshore/Pages/Karmoy.aspx

Источники:
http://www.ods-petrodata.com/renewables/
http://www.aftenbladet.no/energi/fornybar/1083851/Flytende_vindkraft_til_5000_lyspaerer.html
http://news.bbc.co.uk/2/hi/8235456.stm

Революция солнечных батарей

Такие привычные солнечные элементы

На самом деле, солнечные батареи — технология, действительно способная помочь справиться с глобальным климатическим кризисом, — в  ходу уже несколько десятилетий. Солнечные батареи на основе кремниевых пластин давно применяются для получения электроэнергии в небольших масштабах. Главная причина растущей популярности солнечных установок в том, что с каждым годом производство солнечных элементов становится все дешевле, а технологии — все более совершенными.

Photo: www.nrel.gov

Работающая на рынке солнечной энергетики норвежская компания «Корпорация по возобновляемой энергии» (Renewable Energy Corporation, REC) — один из ведущих мировых производителей кремниевых пластин и солнечных батарей. Технические разработки, предложенные этой компанией, стали одним из факторов в значительном снижении затрат, связанных с использованием солнечной энергии. По подсчетам REC, в таких регионах как Япония, Австралия и Калифорния коммерческое производство солнечной энергии уже к 2012 г. выйдет на конкурентоспособный уровень даже при минимальных субсидиях со стороны государства, или вовсе без таковых, а на некоторых других мировых рынках это может произойти и еще раньше.

«За последние десять лет расходы сокращаются почти на 10% ежегодно, благодаря развивающимся технологиям и увеличивающимся объемам [производства]», говорит директор по технологическому развитию компании REC, Эрик Сауар (Erik Sauar). Он подчеркивает, что солнечные батареи довольно просты в установке. «Это бесшумная, не дающая выбросов технология, в ней нет опасных подвижных деталей».

В районах с преобладанием солнечной погоды таких промышленно развитых стран, как Испания, Япония и США пик энергорасхода в жилых домах приходится как раз на те часы, когда солнце светит особенно ярко: в жаркие дни население включает кондиционеры для охлаждения воздуха в помещении. Это идеальные стартовые условия для того, чтобы дать толчок более широкомасштабному распространению кремниевых солнечных батарей.

Читайте также:
http://solarnor.no/
http://www.norsuncorp.no
http://www.conergy.com
http://www.gizmag.com/worlds-largest-solar-power-plant-china/12806/

Солнечная башня под Севильей

Концентрированная солнечная энергия

Использовать энергию солнечных лучей можно не только посредством солнечных батарей или солнечных тепловых установок, но и с помощью т.н. технологии концентрированной солнечной энергии. Многие считают эту технологию самой перспективной разработкой в области преобразования мощного излучения солнца в пригодную для нужд человека энергию.

Photo: AEnergy.ru

В 2006 г. на равнинных просторах под испанским городом Севильей была возведена 115-метровая бетонная башня — первая коммерческая солнечная электростанция в Европе. На земле вокруг солнечной вышки установлены 624 движущихся зеркала, которые улавливают и отражают солнечные лучи, направляя их к центральному коллектору в верхушке башни. Собираемый в коллекторе поток солнечного света используется для выработки пара, который приводит в движение турбины, соединенные с электрогенераторами. Получаемый пар можно накапливать для бесперебойного производства электроэнергии даже после заката солнца. Таким образом решается одна из основных проблем гелиоэнергетики — как обеспечить непрерывное производство энергии при недостаточном доступе к солнечному свету. Ожидается, что к 2013 г. солнечные электростанции башенного типа будут вырабатывать достаточно энергии для снабжения электричеством 180 тыс. домов — всего населения Севильи, а снижение выбросов углекислого газа составит в результате 600 тыс. тонн ежегодно.

Другая весьма многообещающая технология концентрированной солнечной энергии — т.н. параболические концентраторы, отражатели, имеющие форму спутниковой тарелки. «Тарельчатые» зеркала-гелиостаты поворачиваются вслед за солнцем, фокусируя энергию солнечного излучения на приемники в центральной части отражателей, где она абсорбируется материалом, способным поглощать тепловую энергию. Для улавливания и преобразования солнечной энергии можно использовать сразу несколько таких зеркал — целый «солнечный парк».

Передовые позиции в сфере применения концентрированной солнечной энергии занимает опять же Испания, но перспективы этих технологий действительно глобальны. Исследователи с особым интересом рассматривают возможность использования солнечных коллекторов-концентраторов в пустынных регионах — ведь того количества солнечной энергии, которая «обрушивается» на пустыни всего лишь в течение шести часов, хватило бы для обеспечения потребностей в энергии всего земного населения на целый год.

Сейчас идея поставлять «солнечное» электричество из пустынь к потребителям по всему миру уже перестала казаться сумасбродной выдумкой из области научной фантастики. Недавно двенадцать немецких компаний подписали соглашение о строительстве нескольких гелиоустановок-концентраторов в Сахаре. В планах разработчиков — обеспечить 15% европейского рынка энергопотребления путем поставок электроэнергии из Сахары по подводным кабельным линиям электропередачи. Одна из высказываемых претензий к этому проекту заключается в том, что он затребует большого расхода воды в регионе, как раз страдающем от ее нехватки. Впрочем, в решении этой проблемы может помочь проект «Зеленая Сахара» (Sahara Forest Project) — инновационная идея по озеленению сахарской пустыни, придуманная британскими учеными. Суть проекта в сведении воедино двух подходов — систем концентрированной солнечной энергии и т.н. «теплиц на соленой воде», способных превращать морскую воду в пресную. Совместное применение этих двух технологий позволит создать в Сахаре солнечную электростанцию и одновременно сберечь столь дефицитный в пустыне ресурс как питьевая вода.

Читайте также:
http://www.power-technology.com/projects/Seville-Solar-Tower/
http://www.inhabitat.com/2007/05/21/sevilles-solar-power-tower/
http://www.ka-muenchen.de/253+M52087573ab0.0.html
http://www.sbp.de/en/fla/mittig.html
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_solar_thermal_power_stations
http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2009/05/global-concentrated-solar-power-industry-to-reach-25-gw-by-2020?cmpid=WNL-Friday-May8-2009
www.desertec.org
http://www.ft.com/cms/s/0/759b35a6-6f00-11de-9109-00144feabdc0.html?nclick_check=1
http://www.renewableenergyworld.com
http://www.renewableenergyworld.com/

Электричество… из древесных отходов

Многогранные возможности биоэнергетики

Известно, что гидроэнергетика — один из видов производства электроэнергии, оказывающих наиболее щадящий эффект на окружающую среду. А как насчет других ресурсов, имеющихся в распоряжении человека? Оказывается, электричество и тепло можно вырабатывать без ущерба для природы, используя даже простые древесные отходы.

Photo: www.thepoliticus.org

В Швеции, стране, известной своей изобретательностью во многих областях, и, в том числе, в продвижении «зеленых» технологий, в муниципалитете Транос работает небольшая компания под названием «Транос Энерги» (Tranås Energi). Биоэлектростанция этой компании производит «чистое» электричество из древесной коры, стружки и других отходов лесопроизводства и деревообрабатывающей промышленности. Эти отходы сжигаются, нагревается вода. Получаемый пар вращает турбины, которые вырабатывают электрическую энергию.

При выработке электричества также образовывается некоторое количество избыточного тепла, которое передается в районную отопительную котельную, работающую при биоэлектростанции. Эта котельная отапливает дома, которые в противном случае обогревались бы за счет электроэнергии. В целом биоэлектростанция в Траносе производит достаточно электричества, чтобы обеспечить энергетические нужды около 500 домохозяйств.

Конечно, не любая древесина может использоваться для выработки электричества. Дерево — дорогой ресурс, состоящий из многих важных компонентов. Из них самый ценный — древесные стволы, используемые в производстве различных изделий, которые иначе пришлось бы производить из нефтепродуктов.

Приливные электростанции

Энергия морских волн

Хотя технология получения электричества из энергии морских приливов не очень хорошо разработана на сегодняшний день, в Европе построено уже несколько электростанций, использующих природную силу притяжения солнца и луны, которая приводит к образованию приливов и отливов. Приливная энергетика — это вид производства электричества за счет энергии морских волн, которые своей мощью заставляют работать электрогенераторы.

Photo: Malene Thyssen - www.mtfoto.dk/malene

Приливную энергию можно использовать двумя методами. Первый основан на разнице между уровнем прилива и уровнем отлива. В приливной электростанции вода аккумулируется при подъеме и затем пропускается через обычную гидроэлектрическую установку при отливе. Этот метод, однако, может применяться только там, где наблюдается существенная амплитуда прилива, т.е., значительная разница в высоте приливной и отливной волны.  

Другой метод — использование скорости и массы приливного течения, иными словами — кинетической энергии морского волнения. Проекты по применению энергии приливов и энергии океанских течений пока что только развиваются и еще не получили широкого распространения. В Норвегии работает прототипная приливная электростанция, установленная энергетической компанией Хаммерфест Стрём (Hammerfest Strøm) в проливе Квальсюнде, у берегов коммуны Хаммерфест, в 2003 г. Акватория между Шотландией и Оркнейскими островами отличается благоприятными условиями для строительства целого парка из 40 приливных турбин, и Хаммерфест Стрём планирует с 2011 г. начать подачу электроэнергии, вырабатываемой этими установками, потребителям 40 тыс. британских домохозяйств.

Читайте также:
http://www.tidevannsenergi.com/
http://www.hydratidal.com/
http://www.seageneration.co.uk/
http://www.lunarenergy.co.uk/
http://www.nrk.no/nyheter/distrikt/nordland/1.6634014
http://nysgjerrigper.no/Artikler/tidevannet-lager-fremtidens-strom

«Чистый» мусор

Улавливание и переработка метана

Сан-Паулу — крупнейший мегаполис в Бразилии и один из самых больших городов Земли. К 2012 г. в Сан-Паулу планируют сократить выбросы парниковых газов на 30%. Но властям уже удалось добиться 20-процентного сокращения выбросов загрязняющих веществ при помощи технологий улавливания метана, скапливающегося на мусорных полигонах города.

Метан — один из парниковых газов. По сравнению с углекислым газом, парниковый эффект от этого загрязнителя в 22 раза более интенсивен, хотя у метана более короткая продолжительность жизни. Метан образовывается в ходе распада различных видов органических материалов, и 60% всего количества этого газа в земной атмосфере составляют антропогенные выбросы, в особенности, выбросы от сельскохозяйственной деятельности. В общем содержании глобальных выбросов всех газов, приводящих к изменениям климата, 2% приходится на выбросы метана, исходящие в атмосферу от мусорных свалок. При этом образование метана в бытовых органических отходах, скапливающихся на муниципальных мусорных полигонах, продолжается в течение как минимум 30 лет.

Сан-Паулу серьезно относится к этой проблеме. Мусорные свалки здесь покрывают слоем земли и специальной пленкой для того, чтобы предотвратить выход метана в окружающую атмосферу. Затем этот газ собирают и сжигают в целях получения электроэнергии. Метан, таким образом, стал одним из источников электричества для громадного мегаполиса с населением в 19 миллионов человек.

После переработки метан с мусорных свалок можно использовать не только для получения электрической энергии, но также для отопления и для производства удобрений и горючего для транспорта. В Университете штата Нью-Хэмпшир в США 85% всего энергопотребления приходится на электричество и тепло, производимое из метана, который улавливают на соседнем мусорном полигоне Тернки (Turnkey). В Исландии на топливе из метана, утилизируемого на мусороперерабатывающем заводе в Алфснесе (Alfsnes), около Рейкьявика, уже ездят два автобуса, тринадцать мусороуборочных машин, два грузовика и 110 частных автомобилей, которые иначе заправлялись бы топливом, получаемым из углеводородных источников. В Норвегии и Европейском Союзе с недавних пор действует запрет на сброс органических отходов на мусорных полигонах.  

Во многих развивающихся странах проблема утилизации мусора становится все более серьезной по мере того, как повышается уровень жизни населения. В связи с этим возрастает число квот, выдаваемых ООН предприятиям, занимающимся переработкой свалочного метана. Квоты можно продавать на международном рынке квот на выбросы, что способствует коммерческой привлекательности проектов по утилизации метана, образующегося из твердых бытовых отходов.

Читайте также:
http://www.c40cities.org/news/news-20080806.jsp
http://www.sustainableunh.unh.edu/climate_ed/cogen_landfillgas.html#
http://www.nordicenergysolutions.org/solutions/bio-energy/bio-gas/copy_of_landfill-biogas-for-transportation

«Умное» электричество

Эффективный энергорасход

Представьте себе электросеть, которая не только поставляет в ваш дом электричество, но и помогает вам сократить энергорасход, снизить счета за электроэнергию и уменьшить количество выбросов в вашем городе. Что это — выдумка или реальность?

Photo: Guido Gerding

Концепция «умной» электросети включает в себя целый ряд различных решений, но суть одна: найти новый подход к электроснабжению и энергопотреблению с тем, чтобы повысить экономность энергопользования. Одним из примеров таких решений служит введение автоматического учета и контроля за расходом электрической энергии. Потребитель получает точную информацию о том, сколько энергии он расходует, в какие часы, и во сколько это обходится его кошельку. Идея в том, чтобы дать потребителю возможность самому управлять энергорасходом с помощью различных функций автоматического контроля, которые можно заказать у поставщика электроэнергии. Таким образом, мы сами выбираем, когда нам пользоваться электричеством, чтобы сэкономить на счетах, можем сами решить, подключиться ли нам к поставщику, получающему электроэнергию из альтернативных источников — в целом, сами способствуем тому, чтобы сделать энергорасход более эффективным.

Подобный инновационный подход уже применяется в некоторых городах, как например, в американском Боулдере, штат Колорадо. В мае 2008 власти Боулдера запустили первую в США программу «Умная сеть» (Smart Grid City), в рамках которой началось пробное исследование альтернативных возможностей энергоснабжения. К «умной» сети уже подключено 50 тыс. жителей города. Многие установили на крышах своих домов солнечные батареи, другие приобрели машины с электрическим приводом, а некоторые уже пользуются функциями контроля за потреблением электричества и отопления через Интернет. Программа дает каждому возможность управлять индивидуальным энергорасходом, внося свой вклад в сокращение общей нагрузки на экологию. Это только первые шаги, но за ними — огромные перспективы новой, более разумной политики энергопользования в масштабах всей страны. В конечном итоге, каждый может стать не только потребителем, но и в своем роде поставщиком, обеспечивающим себе ровно столько электроэнергии, сколько необходимо для покрытия собственных нужд.