Альтернативные источники энергии
Перспективы использования альтернативных возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике. Альтернативные источники энергии — это уже существующие источники, использующие энергию Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, внутреннее тепло планеты. Практически любые природные факторы можно превратить в энергию.
В 2010 г. альтернативная энергия (не считая гидроэнергии) составляла 4,9 % всей потребляемой человечеством энергии. В том числе для отопления и нагрева воды (биомасса, солнечный и геотермальный нагрев воды и отопление) — 3,3 %, биогорючее — 0,7 %; производство электроэнергии (ветровые, солнечные, геотермальные электростанции) — 0,9 %.
Ветер. Энергию ветра люди используют давно, эффективно научились применять ее 40 лет назад со строительством ветряных электростанций. Ветрогенератор представляет собой систему лопастей, соединенных с генератором через редуктор или напрямую. Приемлемых показателей ветрогенераторы достигают при высоте мачты более 15 м. Низкие мачты работают 15 % дней в году, высокие — до 30 %.
В последнее время многие страны расширяют применение ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их используют в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, Индии, Китае. Дания получает 25 % энергии из ветра.
Солнце. Солнце является самым перспективным источником неиссякаемой энергии. За год на поверхность Земли попадает солнечного излучения в 30 тыс. раз больше, чем составляет годовое потребление электроэнергии всем населением планеты. Ведутся постоянные работы по улучшению КПД фотоэлектрических преобразователей и гелиоустановок. Это позволяет использовать их для промышленной выработки электрической энергии.
Тепло Земли. Это тепловые насосы, позволяющие брать тепло Земли. Принцип их действия основан на сборе любого низкотемпературного потенциала и превращения его в тепло. Подходит все, что имеет положительную температуру: грунт, вода (скважина или водоем), воздух. Физические процессы те же, что в компрессоре холодильника, только наоборот: вырабатывается не холод, а тепло. В замкнутом контуре циркулирует жидкость с низкой температурой кипения, отбирая тепло у окружающей среды, закипает, а конденсируясь — отдает тепло дому.
Во всем мире в 2008 г. инвестировали 51,8 млрд долларов в ветроэнергетику, 33,5 млрд долларов — в солнечную энергетику и 16,9 млрд долларов — в биотопливо. Страны Европы в 2008 г. инвестировали в альтернативную энергетику 50 млрд долларов, страны Америки — 30 млрд долларов, Китай — 15,6 млрд долларов, Индия — 4,1 млрд долларов.
В 2013 г. около 21 % мирового энергопотребления было удовлетворено из возобновляемых источников энергии.