Устойчивые энергетические технологии

Устойчивая энергия — это энергоснабжение, которое может удовлетворить текущий спрос, не подвергая опасности энергоснабжение будущих поколений и не нанося вреда окружающей среде. Он охватывает производство, распределение и использование энергии. В области производства энергии она опирается на возобновляемые источники энергии и, помимо прочего, на повышение энергоэффективности. Переход от ископаемого ядерного к устойчивому энергоснабжению называется энергетическим переходом.

Определения
Многие определения были даны понятию устойчивой энергетики, среди которых:

«Конкретно, доля энергии, способной удовлетворить потребности настоящего, без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. […] Устойчивая энергия имеет два ключевых компонента: возобновляемые источники энергии и энергоэффективность. — Возобновляемая энергия и Партнерство в области энергоэффективности.

«Динамичная гармония между, с одной стороны, равноправной доступностью энергоемких товаров и услуг, а с другой — сохранением Земли для будущих поколений, а также:« Решение будет заключаться в возможности найти устойчивые источники энергии и более эффективные способы конверсии и использования энергии. — Устойчивая энергия JW Tester и др., Опубликованная MIT Press.

«Любой источник генерации и сохранения энергии, для которого имеются ресурсы, в масштабах, достаточно больших, чтобы извлекать значительную часть энергии, потребляемой в течение длительного времени, предпочтительно сто лет. — Invest, некоммерческая организация, которая продвигает зеленый технологии.

«Количество энергии, которое может быть естественным образом регенерировано в течение жизни человека, и извлечение которого не вызывает долговременной опасности для окружающей среды. — Сеть устойчивого развития Ямайки.

Эти определения показывают, что концепция устойчивой энергии существенно отличается от других концепций, связанных с возобновляемыми источниками энергии, таких как альтернативные энергии или «зеленые» энергии: независимо от того, является ли источник энергии устойчивым, зависит от его способности обеспечивать энергию. энергии в течение длительного времени. Устойчивая энергия может создавать определенный уровень загрязнения окружающей среды при условии, что она достаточно низка, чтобы не мешать массовому использованию источника энергии в течение неопределенного периода времени. Концепция устойчивой энергетики также отличается от концепции «экономики с низким уровнем выбросов углерода», которая устойчива только в гораздо более ограниченном смысле (не добавляя CO2 в ископаемом происхождении в атмосферу).

Сложная проблема
Как мы видели во введении, нелегко классифицировать данную энергию в устойчивых энергиях или нет. Мы должны принять наиболее полное видение, учитывая весь цикл производства и потребления энергии. Недостаточно рассматривать только первичную энергию. Необходимо учитывать все материалы, используемые для производства производственных единиц (в частности, электричества …) и для их эксплуатации, по сравнению со временем их существования.

Например, возобновляемые энергии (солнечная энергия, ветер …) требуют большого количества металлов. Кроме того, прерывистый характер солнечной или ветровой энергетики требует разработки методов хранения электроэнергии. Однако наиболее эффективные методы хранения основаны на использовании лития, запасы которого ограничены.

Сторонники ядерной энергетики указывают на то, что почти нулевые выбросы парниковых газов утверждают это. Однако ресурсы урана для ядерного топлива для реакторов с водой под давлением и циркония для изготовления оболочек, которые окружают топливо для этих реакторов, ограничены. Не говоря уже об экологическом следе строительства атомных электростанций и обращения с отходами, а также о рисках ядерной аварии или ядерного распространения.

Технологии возобновляемых источников энергии
Технологии возобновляемых источников энергии играют важную роль в устойчивой энергетике, поскольку они в целом способствуют мировой энергетической безопасности, уменьшают зависимость от ресурсов ископаемого топлива и предоставляют возможности для смягчения выбросов парниковых газов. Международное энергетическое агентство заявляет, что:

Концептуально можно определить три поколения технологий возобновляемых источников энергии, которые достигают более 100 лет.

Технологии первого поколения возникли в результате промышленной революции в конце XIX века и включают в себя гидроэнергетику, сжигание биомассы и геотермальную энергию и тепло. Некоторые из этих технологий все еще широко используются.

Технологии второго поколения включают солнечное отопление и охлаждение, энергию ветра, современные формы биоэнергетики и солнечную фотоэлектрическую энергию. Они вступают на рынки в результате инвестиций в исследования, разработки и демонстрации (RD & D) с 1980-х годов. Первоначальные инвестиции были вызваны проблемами энергетической безопасности, связанными с нефтяными кризисами (1973 и 1979 годы) 1970-х годов, но продолжающаяся привлекательность этих возобновляемых источников энергии обусловлена, по крайней мере частично, экологическими выгодами. Многие из технологий отражают значительные достижения в материалах.

Технологии третьего поколения все еще находятся в стадии разработки и включают в себя передовую газификацию биомассы, технологии биоресурсов, концентрацию солнечной тепловой энергии, горячую сухую горную геотермальную энергию и энергию океана. Достижения в области нанотехнологий также могут играть важную роль.

— Международное энергетическое агентство, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СИТУАЦИИ, Информационный бюллетень МЭА

Технологии первого и второго поколений вышли на рынки, а технологии третьего поколения в значительной степени зависят от долгосрочных обязательств в области исследований и разработок, в которых государственный сектор должен играть определенную роль.

Для определения самых дешевых и быстрых путей обеззараживания энергообеспечения мира были проведены различные исследования эффективности затрат и выгод от различных специалистов и агентств. Эта тема является одной из значительных разногласий, особенно в отношении роли ядерной энергии.

Технологии первого поколения
Технологии первого поколения наиболее конкурентоспособны в местах с богатыми ресурсами. Их будущее использование зависит от изучения имеющегося ресурсного потенциала, особенно в развивающихся странах, и от преодоления проблем, связанных с окружающей средой и социальной приемлемостью.

— Международное энергетическое агентство, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СИТУАЦИИ, Информационный бюллетень МЭА
Среди источников возобновляемой энергии гидроэлектростанции обладают преимуществами долгожительства — многие существующие заводы эксплуатируются более 100 лет. Кроме того, гидроэлектростанции являются чистыми и имеют мало выбросов. Критиками, направленными на крупномасштабные гидроэлектростанции, являются: дислокация людей, живущих там, где планируются водоемы, и выделение значительного количества углекислого газа во время строительства и затопления водохранилища.

Однако было обнаружено, что высокие выбросы связаны только с неглубокими водоемами в теплых (тропических) районах, а недавние инновации в гидроэнергетических турбинах позволяют эффективно разрабатывать проекты гидроэлектроэнергии с низким уровнем воздействия на реку. Вообще говоря, гидроэлектростанции производят значительно меньшие выбросы в течение жизненного цикла, чем другие типы генерации. Гидроэнергетика, которая в 19-м и 20-м веках получила широкое развитие во время роста электрификации, переживает возрождение развития в XXI веке. Областями наибольшего роста гидроэлектроэнергии являются быстро развивающиеся экономики Азии. Китай является лидером развития; однако другие азиатские страны быстро наращивают гидроэнергетику. Этот рост обусловлен значительно возросшими расходами на электроэнергию, особенно для импортируемой энергии, и широко распространенными потребностями в производстве более экологически чистого, возобновляемого и экономичного производства на внутреннем рынке.

Геотермальные электростанции могут работать 24 часа в сутки, обеспечивая базовую нагрузку, а мировая потенциальная мощность для геотермальной энергетики оценивается в 85 ГВт в течение следующих 30 лет. Однако геотермальная энергия доступна только в ограниченных районах мира, включая Соединенные Штаты, Центральную Америку, Восточную Африку, Исландию, Индонезию и Филиппины. Затраты на геотермальную энергию существенно снизились из систем, построенных в 1970-х годах. Геотермальное теплопроизводство может быть конкурентоспособным во многих странах, производящих геотермальную энергию, или в других регионах, где ресурс имеет более низкую температуру. Технология усовершенствованной геотермальной системы (EGS) не требует естественных конвективных гидротермальных ресурсов, поэтому ее можно использовать в районах, которые ранее были непригодны для геотермальной энергии, если ресурс очень велик. EGS в настоящее время изучается в Министерстве энергетики США.

Брикеты из биомассы все чаще используются в развивающемся мире в качестве альтернативы древесному углю. Эта технология включает превращение практически любого растительного вещества в сжатые брикеты, которые обычно имеют около 70% теплотворной способности древесного угля. Сравнительно мало примеров крупномасштабного производства брикетов. Единственное исключение — в Северной Киву, в восточной части Демократической Республики Конго, где разрешение лесов на производство древесного угля считается самой большой угрозой для среды обитания горных гориллов. Сотрудники Национального парка Вирунга успешно обучили и оснастили более 3500 человек для производства брикетов из биомассы, заменив тем самым древесный уголь, произведенный незаконно в национальном парке, и создав значительную занятость для людей, живущих в условиях крайней нищеты в районах, затронутых конфликтами.

В Европе в 19 веке насчитывалось около 200 000 ветряных мельниц, что несколько больше, чем современные ветряные турбины 21-го века. Они в основном использовались для измельчения зерна и для прокачки воды. Возраст угольных паровых двигателей заменил это раннее использование энергии ветра.

Технологии второго поколения
Рынки технологий второго поколения сильны и растут, но только в нескольких странах. Задача состоит в том, чтобы расширить рыночную базу для дальнейшего роста во всем мире. Стратегическое развертывание в одной стране не только снижает затраты на технологии для пользователей, но и для других стран, что способствует сокращению общих расходов и повышению эффективности.

— Международное энергетическое агентство, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СИТУАЦИИ, Информационный бюллетень МЭА
Солнечные системы отопления являются хорошо известной технологией второго поколения и обычно состоят из солнечных тепловых коллекторов, жидкостной системы для перемещения тепла от коллектора до точки его использования и резервуара или резервуара для хранения тепла и последующего использования. Системы могут использоваться для нагрева бытовой горячей воды, воды в бассейне или для обогрева помещений. Тепло может также использоваться для промышленного применения или в качестве энергии для других целей, таких как охлаждающее оборудование. Во многих климатах солнечная система отопления может обеспечить очень высокий процент (от 20 до 80%) энергии бытовой горячей воды. Энергия, получаемая от солнца землей, представляет собой электромагнитное излучение. Световые диапазоны видимых, инфракрасных, ультрафиолетовых, рентгеновских лучей и радиоволн, принимаемых Землей солнечной энергией. Наибольшая мощность излучения исходит от видимого света. Солнечная энергия осложняется из-за изменений в сезонах и от дня к ночи. Облачный покров также может добавить к осложнениям солнечной энергии, и не все излучение солнца достигает Земли, потому что оно поглощается и рассеивается из-за облаков и газов внутри атмосферы Земли.

В 1980-х и начале 1990-х годов большинство фотоэлектрических модулей обеспечивали электропитание в отдаленных районах, но примерно с 1995 года отраслевые усилия все больше фокусировались на разработке интегрированных фотоэлектрических элементов и электростанций для сетевых подключений (подробнее см. Статью фотоэлектрических электростанций). В настоящее время крупнейшей фотоэлектрической электростанцией в Северной Америке является Солнечная электростанция Неллис (15 МВт). Предлагается построить солнечную электростанцию ​​в штате Виктория, Австралия, которая станет крупнейшей в мире электростанцией PV мощностью 154 МВт. К другим крупным фотоэлектрическим электростанциям относятся солнечная электростанция Гирассол (62 МВт) и солнечный парк Вальдполенц (40 МВт).

Некоторые из возобновляемых источников энергии второго поколения, такие как энергия ветра, обладают высоким потенциалом и уже достигли относительно низких издержек производства. В конце 2008 года мощность ветропарка во всем мире составляла 120 791 мегаватт (МВт), что на 28,8% больше, чем в течение года, а мощность ветра составила около 1,3% мирового потребления электроэнергии. Мощность ветра составляет примерно 20% от потребления электроэнергии в Дании, 9% в Испании и 7% в Германии. Тем не менее, может быть сложно разместить ветровые турбины в некоторых районах по эстетическим или экологическим причинам, и в некоторых случаях может быть сложно интегрировать ветроэнергетику в электрические сети.

Солнечные тепловые электростанции успешно работают в Калифорнии с конца 1980-х годов, включая крупнейшую солнечную электростанцию ​​любого типа — 350 МВт солнечной энергии. Nevada Solar One — еще один завод мощностью 64 МВт, который недавно открылся. Другие предлагаемые параболические электростанции — это два завода мощностью 50 МВт в Испании и завод мощностью 100 МВт в Израиле.

Солнечная энергия и ветер являются прерывистыми источниками энергии, которые обеспечивают электроэнергию в 10-40% случаев. Чтобы компенсировать эту характеристику, принято смешивать свое производство с уже существующим гидроэлектричеством или генерацией природного газа. В регионах, где это недоступно, ветер и солнечная энергия могут быть соединены со значительно более дорогостоящим гидроэлектрическим насосом.

Бразилия имеет одну из крупнейших программ в области возобновляемых источников энергии в мире, которая включает производство этанолового топлива из сахарного тростника, а этанол теперь обеспечивает 18 процентов автомобильного топлива страны. В результате этого, наряду с эксплуатацией внутренних источников глубоководного масла, Бразилия, которая несколько лет назад вынуждена была импортировать значительную часть нефти, необходимой для внутреннего потребления, недавно достигла полной самообеспеченности в нефти.

Большинство автомобилей на дороге сегодня в США могут работать на смеси до 10% этанола, а производители автомобилей уже выпускают автомобили, предназначенные для работы на гораздо более высоких этаноловых смесях. Ford, DaimlerChrysler и GM входят в число автомобильных компаний, которые продают автомобили с гибким топливом, грузовики и микроавтобусы, которые могут использовать смеси бензина и этанола, от чистого бензина до 85% этанола (E85). К середине 2006 года на дорогах США было примерно шесть миллионов автомобилей, совместимых с E85.

Технологии третьего поколения
Технологии третьего поколения еще не широко продемонстрированы или коммерциализированы. Они находятся на горизонте и могут иметь потенциал, сопоставимый с другими технологиями использования возобновляемых источников энергии, но все же зависят от привлечения достаточного внимания и финансирования RD & D. Эти новейшие технологии включают в себя передовую газификацию биомассы, технологии биореализации, солнечные тепловые электростанции, горячую сухую горную геотермальную энергию и энергию океана.

— Международное энергетическое агентство, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СИТУАЦИИ, Информационный бюллетень МЭА
Биотопливо может быть определено как «возобновляемое», но не может быть «устойчивым» из-за деградации почв. По состоянию на 2012 год, 40% американского производства кукурузы идет к этанолу. Этанол занимает большой процент «чистое использование энергии», когда на самом деле, это все еще спорно, следует ли этанол следует рассматривать как «чистую энергию».

По данным Международного энергетического агентства, новые технологии биоэнергетики (биотоплива), разрабатываемые сегодня, в частности целлюлозные этаноловые биоресурсы, могут позволить биотопливу играть гораздо большую роль в будущем, чем считалось ранее. Целлюлозный этанол может быть получен из растительного вещества, состоящего в основном из несъедобных целлюлозных волокон, которые образуют стебли и ветви большинства растений. Отходы урожая (такие как кукурузные стебли, пшеничная солома и рисовая солома), древесные отходы и муниципальные твердые отходы являются потенциальными источниками целлюлозной биомассы. Выделенные энергетические культуры, такие как перекись, также являются перспективными источниками целлюлозы, которые можно устойчиво производить во многих регионах США.

С точки зрения энергии океана, еще одной технологии третьего поколения, Португалия имеет первую в мире коммерческую волновую ферму — волновой парк Агусадора, которая будет строиться в 2007 году. Сначала ферма будет использовать три машины Pelamis P-750 мощностью 2,25 МВт. а затраты — 8,5 млн. евро. При условии успешной работы еще до 70 миллионов евро, скорее всего, будут инвестированы до 2009 года на еще 28 машинах для производства 525 МВт. Финансирование волновой фермы в Шотландии было объявлено в феврале 2007 года шотландским исполнительным директором стоимостью более 4 миллионов фунтов стерлингов в рамках пакета финансирования в размере 13 миллионов фунтов стерлингов для океанской энергетики в Шотландии. Ферма будет самой большой в мире мощностью 3 МВт, сгенерированной четырьмя машинами Pelamis. (см. также «Волновая ферма»).

В 2007 году в сугробах Strangford Lough в Ирландии была установлена ​​первая в мире турбина, которая создавала коммерческие объемы энергии с использованием приливной энергии. 1.2 MW подводный приливной генератор электроэнергии использует быстрый приливный поток в луче, который может составлять до 4 м / с. Несмотря на то, что генератор достаточно мощный для питания до тысячи домов, турбина имеет минимальное воздействие на окружающую среду, поскольку она почти полностью погружена в воду, а роторы вращаются достаточно медленно, чтобы они не представляли опасности для дикой природы.

Солнечные энергетические панели, которые используют нанотехнологии, которые могут создавать схемы из отдельных молекул кремния, могут стоить вдвое меньше, чем традиционные фотогальванические элементы, по словам руководителей и инвесторов, участвующих в разработке продуктов. Nanosolar предоставила инвесторам более 100 миллионов долларов, чтобы построить завод по производству тонкопленочных солнечных панелей для нанотехнологий. Завод компании имеет запланированную производственную мощность в 430 мегаватт пиковой мощности солнечных батарей в год. Началось коммерческое производство, и первые панели были отправлены клиентам в конце 2007 года.

Крупные национальные и региональные исследовательские проекты по искусственному фотосинтезу разрабатывают нанотехнологические системы, которые используют солнечную энергию для разделения воды на водородное топливо. и было сделано предложение о глобальном проекте искусственного фотосинтеза. В 2011 году исследователи из Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) разработали то, что они называют «искусственным листом», который способен разделять воду на водород и кислород непосредственно от солнечной энергии когда упали в стакан воды. На одной стороне «Искусственного листа» образуются пузырьки водорода, а на другой стороне образуются пузырьки кислорода.

Большинство современных солнечных электростанций изготавливаются из массива аналогичных блоков, где каждый блок постоянно регулируется, например, с помощью некоторых шаговых двигателей, так что преобразователь света остается в фокусе солнечного света. Стоимость фокусировки света на преобразователях, таких как мощные солнечные панели, двигатель Стирлинга и т. Д., Может быть значительно уменьшена с помощью простой и эффективной механики каната. В этом методе многие устройства соединены с сетью канатов, так что тянуть два или три каната достаточно, чтобы держать все световые преобразователи одновременно в фокусе по мере изменения направления солнца.

Япония и Китай имеют национальные программы, направленные на коммерческую космическую солнечную энергию (SBSP). Китайская академия космических технологий (CAST) выиграла Международный конкурс дизайна SunSat 2015 года с этим видеороликом их многороторного совместного дизайна. Сторонники SBSP утверждают, что космическая солнечная энергия будет чистой, постоянной и глобальной и может масштабироваться для удовлетворения всех потребностей в энергии планет. Недавнее предложение по нескольким агентствам (в соответствии с рекомендацией Пентагона 2008 года) выиграло директор SECDEF / SECSTATE / USAID D3 (Diplomacy, Development, Defense) Innovation Challenge.

Включение технологий для возобновляемых источников энергии
Тепловые насосы и хранилища тепловой энергии — это классы технологий, которые могут обеспечить использование возобновляемых источников энергии, которые в противном случае были бы недоступны из-за слишком низкой температуры для использования или временной задержки между тем, когда энергия будет доступна и когда она понадобится. При повышении температуры доступной возобновляемой тепловой энергии тепловые насосы обладают дополнительным свойством использования электрической энергии (или в некоторых случаях механической или тепловой энергии), используя ее для извлечения дополнительной энергии из источника низкого качества (такого как морская вода, озерная вода, земля, воздух или отработанное тепло от процесса).

Технологии теплового хранения позволяют хранить тепло или холод в течение периодов времени от часов или до ночи до межсезонного и могут включать хранение разумной энергии (т. Е. Путем изменения температуры среды) или скрытой энергии (т. Е. Путем изменения фазы среды , например, между водой и слякотью или льдом). Краткосрочные тепловые хранилища могут использоваться для пикового бритья в системах централизованного теплоснабжения или распределения электроэнергии. Виды возобновляемых или альтернативных источников энергии, которые могут быть включены, включают природную энергию (например, собранную с помощью солнечно-тепловых коллекторов или сухие градирни, используемые для сбора холода зимой), отработанную энергию (например, от оборудования ОВК, промышленных процессов или электростанций) или излишняя энергия (например, как сезонно из проектов гидроэнергетики или периодически с ветропарков). Солнечное сообщество Drake Landing (Альберта, Канада) является иллюстративным. хранение тепловой энергии в скважинах позволяет сообществу получать 97% своего круглогодичного тепла от солнечных коллекторов на крышах гаража, которые большую часть тепла собирают летом. Типы хранилищ для разумной энергии включают изолированные резервуары, кластеры стволов скважин на субстратах от гравия до коренных пород, глубокие водоносные горизонты или мелкие футерованные ямы, которые изолированы сверху. Некоторые типы хранилищ способны хранить тепло или холод между противоположными сезонами (особенно, если они очень большие), а некоторые приложения для хранения требуют включения теплового насоса. Скрытая теплота обычно хранится в емкостях для льда или так называемых фазовых материалах (РСМ).

Энергоэффективность
Переход к энергетической устойчивости потребует изменений не только в том, как поставляемая энергия, но и в том, как она используется, и в сокращении объема энергии, необходимой для доставки различных товаров или услуг. Возможности для улучшения спроса со стороны энергетического уравнения столь же богаты и разнообразны, как и на стороне предложения, и часто дают значительные экономические выгоды.

Возобновляемая энергия и энергоэффективность иногда называются «двойными столпами» политики в области устойчивой энергетики. Оба ресурса должны быть разработаны для стабилизации и сокращения выбросов двуокиси углерода. Эффективность замедляет рост спроса на энергию, так что рост поставок чистой энергии может значительно сократить использование ископаемого топлива. Если использование энергии будет расти слишком быстро, развитие возобновляемых источников энергии будет преследовать отступающую цель. Недавний исторический анализ продемонстрировал, что темпы повышения энергоэффективности в целом опережали темпы роста спроса на энергию, что связано с продолжающимся экономическим ростом и ростом населения. В результате, несмотря на повышение энергоэффективности, общее потребление энергии и связанные с ней выбросы углерода продолжали расти. Таким образом, учитывая термодинамические и практические пределы повышения энергоэффективности, существенно замедляется рост спроса на энергию. Однако, если чистые поставки энергии быстро выходят в сеть, замедление роста спроса только начнет снижать общие выбросы; снижение содержания углерода в источниках энергии также необходимо. Поэтому любое серьезное видение устойчивой экономики энергетики требует принятия обязательств как по возобновляемым источникам энергии, так и по эффективности.

Возобновляемые источники энергии (и энергоэффективность) больше не являются нишевыми секторами, которые продвигают только правительства и экологи. Увеличение объема инвестиций и тот факт, что значительная часть капитала исходит от более традиционных финансовых участников, свидетельствуют о том, что устойчивые энергетические варианты в настоящее время становятся основными. Примером этого может служить проект «Альянс по спасению энергии» с консолидированным производством Stahl, (Хантсвилл, штат Алабама, США) (StahlCon 7), запатентованный вал генератора, предназначенный для снижения выбросов в существующих энергогенерирующих системах, предоставил издательские права Североатлантическому союзу 2007.

В соответствии с анализом тенденций в рамках Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде проблемы изменения климата в сочетании с высокими ценами на нефть и растущей государственной поддержкой приводят к увеличению темпов инвестиций в устойчивые энергетические отрасли. По данным ЮНЕП, глобальные инвестиции в устойчивую энергетику в 2007 году были выше предыдущих уровней, при этом в 2007 году было увеличено 148 млрд. Новых денег, что на 60% больше по сравнению с 2006 годом. Общие финансовые операции в области устойчивой энергетики, включая деятельность по приобретению, составили 204 млрд. Долл. США.

Инвестиционные потоки в 2007 году были расширены и диверсифицированы, что делает общую картину одной из самых больших возможностей и глубины устойчивого использования энергии. Основные рынки капитала «теперь полностью восприимчивы к устойчивым энергетическим компаниям, чему способствует увеличение средств, предназначенных для инвестиций в чистую энергию».

Технология Smart-grid
Смарт-сетка относится к классу технологий, которые люди используют для доставки систем подачи электроэнергии в 21-й век, используя дистанционное управление и автоматизацию на базе компьютеров. Эти системы становятся возможными благодаря технологии двусторонней связи и компьютерной обработке, которая десятилетиями использовалась в других отраслях. Они начинают использоваться в электрических сетях, от электростанций и ветровых электростанций до потребителей электроэнергии в домах и на предприятиях. Они предлагают много преимуществ коммунальным предприятиям и потребителям, главным образом, благодаря большим улучшениям в области энергоэффективности на электросети и в домах и офисах энергопользователей.

Инвестиции в чистую энергию
2010 год стал рекордным для инвестиций в зеленую энергетику. Согласно отчету Bloomberg New Energy Finance, почти 243 млрд. Долл. США было инвестировано в ветряные электростанции, солнечную энергию, электромобили и другие альтернативные технологии во всем мире, что на 30% больше, чем в 2009 году, и почти в пять раз больше средств, вложенных в 2004 году. Китай в 2010 году инвестиции в проекты в области чистой энергии составили 51,1 млрд. долл. США, что является самым большим показателем для любой страны.

В странах с развивающейся экономикой Бразилия занимает второе место в Китае по объемам инвестиций в чистую энергетику. Бразилия, поддерживаемая сильной энергетической политикой, имеет одну из самых высоких в мире мощностей по производству биомассы и малой гидроэнергии и готова к существенному увеличению инвестиций в ветроэнергетику. Совокупный инвестиционный потенциал в Бразилии с 2010 по 2020 год прогнозируется как 67 миллиардов долларов.

Индия является еще одним лидером в области чистой энергии. В то время как Индия заняла 10-е место среди частных инвестиций в чистую энергию среди членов G-20 в 2009 году, в течение следующих 10 лет ожидается, что она поднимется на третью позицию, при этом ежегодные инвестиции в чистую энергию в рамках текущей политики прогнозируют рост на 369 процентов в период между 2010 годом и 2020.

Понятно, что центр роста начал переходить в развивающиеся экономики, и они могут возглавить мир в новой волне инвестиций в чистую энергию.

Во всем мире многие субнациональные правительства — регионы, штаты и провинции — настойчиво проводили устойчивые инвестиции в энергетику. В Соединенных Штатах лидерство Калифорнии в области возобновляемых источников энергии было признано The Climate Group, когда он наградил бывшего губернатора Арнольда Шварценеггера его первой наградой за международное лидерство в области климата в Копенгагене в 2009 году. В Австралии государство Южной Австралии — под руководством бывшего премьер-министра Майк Ранн — возглавил ветроэнергетику, составляющую 26% электроэнергии, к концу 2011 года, впервые выпустив угольную генерацию. Южная Австралия также имела самый высокий уровень потребления на душу населения бытовых солнечных панелей в Австралии после того, как правительство правительства Рэнна приняло законы о солнечной энергии и образовательную кампанию, включающую установку солнечных фотоэлектрических установок на крышах известных общественных зданий, включая парламент , музей, аэропорт и выставочный павильон и школы Аделаиды. Ранн, первый министр по изменению климата в Австралии, принял законодательство в 2006 году, устанавливающее целевые показатели по возобновляемым источникам энергии и сокращению выбросов, первое законодательство Австралии в отношении этого.

Кроме того, в Европейском союзе существует четкая тенденция продвижения политики, поощряющей инвестиции и финансирование устойчивой энергетики с точки зрения энергоэффективности, инноваций в области использования энергии и развития возобновляемых ресурсов, с более активным рассмотрением экологических аспектов и устойчивости.

Примеры:

энергоносители как водород, жидкий азот, сжатый воздух, кислородный водород, батареи, силовые транспортные средства.
энергопотребление с маховиком, гидроэлектростанция с накачным хранением более пригодна для использования в стационарных применениях (например, для питания домов и офисов). В бытовых энергосистемах можно также преобразовать энергию, чтобы уменьшить запах. Например, органическое вещество, такое как коровьего навоза и испаряющееся органическое вещество, может быть превращено в биочар. Чтобы устранить выбросы, используется улавливание и хранение углерода.
Однако, как правило, возобновляемая энергия поступает из сети электроснабжения. Это означает, что хранение энергии в основном не используется, поскольку сетевая электрическая сеть организована для получения точного количества потребляемой энергии в этот конкретный момент. Производство энергии на сети электроснабжения всегда создается как комбинация (крупномасштабных) возобновляемых источников энергии, а также других электростанций в качестве электростанций с ископаемым топливом и ядерной энергетики. Однако эта комбинация, которая необходима для такого типа энергоснабжения (например, ветряные турбины, солнечные электростанции и т. Д.), Может создаваться только при ветре ветра и сиянии солнца. Это также является одним из основных недостатков системы, поскольку силовые установки на ископаемом топливе загрязняют окружающую среду и являются основной причиной глобального потепления (исключение ядерной энергии). Хотя электростанции, работающие на ископаемом топливе, также могут быть без выбросов (за счет улавливания и хранения углерода), а также возобновляемые (если установки преобразуются, например, в биомассу), лучшим решением по-прежнему является постепенное прекращение использования последних электростанций. Атомные электростанции также могут быть более или менее устранены из-за проблемы ядерных отходов за счет использования ядерных перерабатывающих и новых установок в качестве быстрых заводчиков-селекционеров и ядерных термоядерных установок.

Электростанции на возобновляемых источниках энергии обеспечивают постоянный поток энергии. Например, гидроэлектростанции, океанские тепловые станции, осмотические электростанции обеспечивают электроэнергию регулируемым темпом и, следовательно, являются источниками энергии в любой момент (даже ночью, моментом ветра и т. Д.). Однако в настоящее время число стационарных возобновляемых источников энергии по-прежнему слишком мало для удовлетворения потребностей в энергии в то время, когда нерегулярные производители возобновляемых источников энергии не могут производить энергию.

Помимо озеленения ископаемого топлива и атомных электростанций, еще одним вариантом является распределение и немедленное использование электроэнергии исключительно из возобновляемых источников. В этом режиме хранения энергии снова не требуется. Например, TREC предложила распределить солнечную энергию от Сахары до Европы. Европа может распределять энергию ветра и океана в Сахаре и других странах. Таким образом, мощность создается в любой момент времени, как в любой точке планеты, когда солнце или ветер поднимаются, или океанские волны и токи перемешиваются. Однако этот вариант, вероятно, невозможен в краткосрочной перспективе, поскольку ископаемое топливо и ядерная энергетика по-прежнему остаются основными источниками энергии в сети электроснабжения и заменяют их в одночасье.

Было сделано несколько крупных предложений по хранению энергии в сетке. Во всем мире более 100 ГВт гидроэнергетики с накачкой. Это повышает эффективность и уменьшает потери энергии, но преобразование в энергосети электросети электроэнергии является очень дорогостоящим решением.Некоторые из возможных затрат могут быть уменьшены за счет использования оборудования для хранения энергии, которое покупает потребитель, а не государства. Примером могут служить батареи в электромобилях, которые удваиваются в качестве энергетического буфера для электрической сети. Однако, помимо стоимости, настройка такой системы по-прежнему будет очень сложной и сложной процедурой. Кроме того, устройство для хранения энергии в качестве автомобильных аккумуляторов также построено из материалов, представляющих воздействие для окружающей среды (например, лития). Совокупное производство батарей для таких случаев.Тем не менее, помимо автомобильных аккумуляторов, в других проектах энергосберегающих энергосберегающих энергосберегающих технологий (например, баллоны с сжатым воздухом и запасами энергии маховика).