Escreva pelo menos 3 fontes de energia renováveis. Uso de fontes de energia renováveis

No século 21, a indústria está ganhando um impulso sem precedentes. A produção industrial consome cerca de 90–93% da energia total mundial. Aumentar a eficiência energética global é uma das prioridades da política da Federação Russa.

A este respeito, as fontes de energia renováveis ​​(FER) na Rússia começaram a ganhar cada vez mais popularidade. O estado realmente precisa de uma transição para energias alternativas? Uma política de conservação de energia é obrigatória? Que benefícios essas mudanças trarão? Sobre tudo em ordem.

Indústria e energia são duas indústrias intimamente relacionadas. Para garantir o funcionamento de grandes e pequenos empreendimentos, bem como para organizar o transporte de cargas, é necessária a conexão às mais potentes fontes de energia elétrica. Na vida, sem ela, aliás, também não há lugar nenhum.

Alimentado por eletricidade:

• iluminação de estradas e rodovias;
• estações de televisão e rádio;
• bairros residenciais, de trabalho e comerciais;
• estabelecimentos fixos e privados;
• empresas de serviços.

Assim, a eletricidade envolve uma pessoa por todos os lados. Mas como você consegue isso? A energia é fornecida às redes urbanas principalmente a partir de usinas térmicas (TPP), hídricas (UHE) e nucleares. Eles são representantes da energia combustível tradicional.

Os combustíveis naturais servem como fontes de energia nas seguintes estações:

• carvão,
• turfa;
• óleo;
• minérios radioativos (urânio, plutônio).

As estações de conversão de energia são primitivas, mas a sua eficiência indica a sua eficácia:

1. As usinas termelétricas russas operam queimando combustível. A poderosa energia química liberada durante a combustão é convertida em energia elétrica. A eficiência máxima é de cerca de 35%.
2. As usinas nucleares operam de maneira semelhante. Na Rússia, minérios de urânio ou plutônio são usados ​​para garantir seu desempenho. Durante o decaimento dos núcleos desses materiais radioativos, é liberada energia, que é posteriormente convertida em energia térmica e elétrica. O maior indicador de eficiência é de 44%.
3. No caso das usinas hidrelétricas, a energia é extraída de poderosos fluxos de água. Enormes massas de água entram nas hidroturbinas e as colocam em movimento. É assim que a eletricidade é gerada. Eficiência - até 92%.
4. GTES - estações de turbina a gás - instalações relativamente novas que geram simultaneamente eletricidade e energia térmica. Eficiência máxima - 46%.

Porque é que a energia tradicional, baseada na utilização de produtos petrolíferos e de elementos radioactivos, não é incentivada pelos especialistas?

Fundamentos de energia alternativa e uso de energia renovável

A energia renovável utiliza energia para suas necessidades:

• vento;
• pequenos fluxos de rios;
• o sol;
• fontes geotérmicas;
• fluxos e refluxos.

Observação: Hoje, apenas cerca de 2–3% do balanço energético total do país é alocado para energias renováveis ​​na Rússia.

A Rússia está empenhada na transição para a utilização de fontes alternativas de energia. Veja como esse setor energético está se desenvolvendo no estado:

Pode-se ver pelos dados da lista que as fontes de energia renováveis ​​​​na Rússia estão ganhando impulso e se desenvolvendo lenta mas seguramente. No entanto, o país ainda está atrás dos líderes mundiais na utilização de energias renováveis.

Desvantagens do sistema RES

Segundo os cientistas, o uso de energia renovável na Rússia hoje deveria ser de cerca de 15-18%. Estas previsões optimistas não se concretizaram. Por que a promessa não se tornou realidade?

As seguintes deficiências do sistema FER tiveram grande influência aqui:

1. Custo de produção relativamente elevado. Embora a extracção de minerais tradicionais tenha sido paga há muito tempo, a construção de novos equipamentos que cumpram os padrões de energia alternativa exige enormes investimentos. Até o momento, os investidores não estão interessados ​​em fazer grandes investimentos, cujo retorno será mínimo. Os empresários consideram mais lucrativo descobrir novos campos de petróleo e gás, em vez de gastar dinheiro “pelo ralo”.
2. Base legislativa fraca na Federação Russa. Os cientistas mundiais têm certeza de que o estado define a direção para o desenvolvimento de energias alternativas. Os órgãos governamentais constituem a base adequada e fornecem apoio. Por exemplo, muitos países europeus introduziram impostos sobre as emissões de CO₂ na atmosfera. Nestes países, a percentagem total de utilização de energias renováveis ​​atinge entre 20 e 40%.
3. Fator consumidor: As tarifas para a energia produzida por FER são 3 a 3,5 vezes mais altas que as tradicionais. O homem moderno está trabalhando no seu bem-estar e deseja obter o máximo de resultados com um custo mínimo. A mentalidade das pessoas é a coisa mais difícil de mudar. Nem os grandes empresários nem as pessoas comuns querem pagar a mais por energias alternativas, mesmo que disso dependa o futuro do planeta.
4. A inconstância do sistema.A natureza é mutável. Eficiência tipos diferentes RES depende das condições sazonais e meteorológicas. As células solares não produzirão energia em um dia nublado. Os geradores eólicos não funcionam com calma. Até agora, ninguém conseguiu superar a sazonalidade das fontes de energia renováveis.

Para desenvolvimento bem sucedido A energia renovável russa carece de capacidade e de apoio. A este respeito, os engenheiros energéticos russos estão confiantes de que, num futuro próximo, as fontes de energia renováveis ​​serão utilizadas apenas como uma ajuda ao combustível tradicional.

A necessidade de mudar para energias renováveis

Do ponto de vista de ciências como a biologia e a ecologia, a transição para energias alternativas é A melhor opção desenvolvimentos tanto para o homem como para a natureza.

O fato é que o uso de fontes de energia não renováveis ​​(produtos petrolíferos) em escala industrial é um poderoso fator prejudicial ao ecossistema terrestre. E é por causa disso:

1. As reservas de combustível não são ilimitadas: gás, carvão, turfa e petróleo são extraídos pelo homem das entranhas da Terra. A Rússia é rica nesses depósitos recursos úteis. Porém, por maior que seja a área de produção, mais cedo ou mais tarde todas as fontes se esgotarão.
2. A mineração modifica todos os sistemas do planeta. Devido à extração de recursos humanos, o relevo está mudando, em crosta da terrra vazios, carreiras são formadas.
3. O funcionamento das centrais eléctricas altera as propriedades da atmosfera, altera a composição do ar, aumenta a emissão de gases com efeito de estufa CO₂ e formam-se buracos na camada de ozono.
4. As UHE prejudicam os rios. Como resultado das atividades das UHE, as planícies aluviais dos rios são destruídas e os territórios próximos são inundados.

Esses fatores são as causas de cataclismos e desastres naturais. Por sua vez, a energia alternativa apresenta as seguintes vantagens:

1. Ecologicamente correto.Ao utilizar fontes renováveis, exclui-se a emissão de substâncias nocivas e gases de efeito estufa na atmosfera. Nem a litosfera, nem a hidrosfera, nem a biosfera sofrem. As reservas de energia renovável são praticamente infinitas. COM ponto físico visão, eles ficarão exaustos quando nosso planeta desaparecer. Mas enquanto a Terra existir no espaço, os ventos soprarão e os rios fluirão sobre ela, as marés fluirão. Eventualmente, o sol brilhará.
2. Absolutamente seguro para humanos. Sem emissões prejudiciais.
3. É eficaz em áreas remotas onde o fornecimento centralizado de energia não é possível.As fontes de energia renováveis ​​​​na Rússia podem proporcionar a uma pessoa um futuro brilhante e amigo do ambiente.

Visão global: por que a transição para as energias renováveis ​​não será implementada na Rússia?

Os especialistas nesta área têm a certeza de que para a transição para fontes de energia renováveis ​​​​na Rússia é necessário remover um grande número de obstáculos, porque os combustíveis e os combustíveis nucleares fazem um excelente trabalho nas suas tarefas principais.

A energia combustível tradicional tem uma série de vantagens indiscutíveis, uma vez que:

1. Relativamente barato.A extração de combustíveis fósseis já foi “colocada na esteira”. A humanidade tem feito isso por várias décadas consecutivas. Durante um período tão longo, foram inventados equipamentos eficientes, amplamente utilizados na indústria de mineração. O desenvolvimento de jazidas de carvão, petróleo e gás natural já não é tão caro. No homem moderno há experiência neste setor, então é muito mais fácil para as pessoas “seguirem o serrilhado” do que procurar novas formas de produzir energia. “Por que reinventar o que já temos?” É assim que a humanidade pensa.
2. Público: Devido ao facto de a extracção de combustíveis fósseis ser realizada há muitos anos, todos os custos atribuídos a esta actividade já foram cobertos. O custo do equipamento para a indústria de energia a combustível foi totalmente compensado. A manutenção não é cara. Além disso, as empresas de energia são uma fonte estável de empregos. Todos esses fatores jogam a favor da energia tradicional, e por isso ela está se tornando cada vez mais popular.
3. Conveniente de usar. A extração de combustível e a produção de energia são cíclicas e estáveis. A única coisa que resta às pessoas fazerem é apoiar o funcionamento deste sistema, e então ele proporcionará bons rendimentos.
4. Exigido Na indústria energética, o factor decisivo é a viabilidade económica. O que está em demanda é mais barato e prático. Entretanto, estas características não são inerentes a fontes alternativas.

Todas essas vantagens da energia combustível fazem dela a preferida da produção mundial. Desde que não exija investimentos financeiros não reembolsáveis ​​e proporcione grandes rendimentos, será um concorrente das FER.

Junto com as vantagens da produção de combustível estão as desvantagens do uso de fontes de energia renováveis.

Se você estudar as listas apresentadas acima, fica claro que a energia combustível é mais promissora, enquanto a alternativa está apenas tentando “se levantar”, e muitos obstáculos devem ser superados para o seu desenvolvimento.

Conclusão

A energia alternativa ainda é imperfeita e, portanto, não é muito procurada. No entanto, já hoje, os especialistas nesta área entendem que é a utilização de energias renováveis ​​que está por trás do futuro promissor da Rússia. Portanto, todo o potencial científico do estado visa resolver os problemas associados às fontes de energia renováveis ​​e eliminar as principais deficiências das energias alternativas.

As fontes de energia renováveis ​​possuem um recurso inesgotável baseado em processos naturais. A sua utilização como alternativa às formas tradicionais de fornecimento de energia há muito que atrai a atenção de especialistas. Hoje, pelo menos 20% da electricidade mundial é produzida utilizando estas tecnologias.

Vamos ver quanto potencial tem a energia renovável, quais as perspectivas de sua implementação e desenvolvimento, o que está sendo feito na Rússia nesta área.

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Conceitos e tipos

A energia renovável provém de fontes naturais, cujo recurso é praticamente inesgotável. Eles são capazes de se recuperar constantemente e se reabastecer naturalmente. A peculiaridade do uso da energia renovável está no seu recebimento a partir de processos naturais e na transferência ao consumidor para utilização.

Distinguir entre fontes de energia renováveis ​​e não renováveis.

Ambos os tipos fazem parte dos recursos naturais do planeta. Fontes de energia não renováveis são representados por reservas orgânicas fósseis de vários tipos de combustíveis: gás, petróleo, carvão, turfa. A taxa de consumo destes recursos supera em muito a taxa de recuperação dos seus volumes, pelo que as reservas deste tipo de recursos energéticos ou estão a esgotar-se ou irão acabar num futuro não muito distante. A energia nuclear destaca-se, mas a sua utilização contém muitos riscos para a vida e as atividades das pessoas. O uso de petróleo e carvão leva à poluição do ar e à perturbação do ecossistema natural.

usina termelétrica

A energia dessas fontes é obtida por meio de ações humanas intencionais e leva ao aquecimento adicional do ambiente. Últimas pesquisas mostre isso temperatura média a biosfera terrestre está aumentando constantemente. Isso causa mudanças negativas no clima da Terra.

Fontes de energia renováveis- São fontes naturais de energia que existem na biosfera do nosso planeta e são constantemente reabastecidas pela energia do sol e pelos processos naturais. Não são produto da atividade humana direta, o que os distingue das fontes não renováveis.

O uso de fontes de energia renováveis ​​não acrescenta carga energética adicional, não leva ao aumento da temperatura na Terra. Ecologicamente, são isentos de resíduos, não poluem o meio ambiente.

A principal vantagem das fontes de energia renováveis ​​​​é a inesgotabilidade e o respeito ao meio ambiente.

Considere o que são fontes de energia renováveis. De acordo com a definição da ONU, fontes de energia renováveis ​​são:

• Sol;
• vento;
• marés e ondas do mar e do oceano;
• fontes termais subterrâneas,
• recursos hidrelétricos de grandes e pequenos rios.
• produtos de biomassa.

Fontes renováveis ​​tradicionais e não tradicionais

Existem dois tipos de fontes de energia renováveis: tradicionais e não tradicionais.

Listamos quais fontes de energia renováveis pertence ao tradicional. Estas são fontes há muito conhecidas e utilizadas ativamente pela humanidade:

• usinas hidrelétricas;
• métodos tradicionais de queima de produtos de biomassa (lenha, turfa) para produção de energia térmica;
• fontes geotérmicas.

Agora vamos listar quais fontes de energia renováveis não são tradicionais. Este grupo inclui recursos usados ​​​​relativamente recentemente:

• estações solares de energia elétrica e térmica;
• geradores eólicos;
• centrais eléctricas que funcionam com base na energia das ondas do mar, das correntes, das marés e do oceano e outros geradores avançados de energia renovável.

energia solar

O sol é a principal fonte de todos os processos vitais na Terra, refere-se a fontes alternativas. Sua energia renovável pode ser convertida em energia elétrica ou térmica em quantidades inesgotáveis. O campo da ciência e da produção que trata disso é chamado de energia solar (energia solar).

As usinas de energia solar geram eletricidade por meio de coletores solares e conversores fotovoltaicos. A maior usina fotovoltaica do estado da Califórnia, EUA, tem capacidade de pelo menos 550 MW:

O número de estações aumenta a cada ano. Nos últimos 10 anos, a produção de painéis fotovoltaicos aumentou mais de seis vezes.

Os equipamentos e estruturas das estações são de fácil instalação e manutenção. No entanto, o grau de desenvolvimento da ciência e da tecnologia hoje não permite obter um retorno economicamente benéfico do seu trabalho. Além disso, as instalações ocupam áreas enormes, as baterias custam muito dinheiro. No entanto, o investimento global no desenvolvimento deste tipo de energia renovável atingiu 26 mil milhões de dólares por ano.

energia hidrelétrica

As fontes de energia renováveis ​​incluem usinas hidrelétricas generalizadas. Essas instalações utilizam a energia potencial dos fluxos de água.

Usinas hidrelétricas tradicionais

As usinas hidrelétricas são construídas, via de regra, nos rios. Para criar a pressão de água necessária, são criadas barragens poderosas e reservatórios volumétricos de água. Como variação, são utilizadas usinas hidrelétricas sem barragem.

Essas instalações hidrelétricas (UHEs) possuem as seguintes características.

Positivo:

1. alta eficiência com custos econômicos relativamente baixos para a construção e posterior operação da estação, daí o baixo custo da eletricidade;
2. sem emissões nocivas para a atmosfera;
3. reservatório como fator de melhoria do microclima na área da UHE;
4. a possibilidade de criação de peixes;
5. evita inundações, usado para irrigação de terras agrícolas, aplicação técnica nas fábricas;
6. possuem um mecanismo para regular o consumo de energia.

Negativo:

1. reservatórios inundam vastos territórios, ocupam terras adequadas à agricultura;
2. O bloqueio dos rios altera significativamente as condições de habitat de espécies valiosas de peixes anádromos, muitos dos quais desaparecem de corpos de água anteriormente favorecidos.

As usinas hidrelétricas, como fontes de energia renováveis, são eficazes no fornecimento de eletricidade às áreas montanhosas. Eles estão disponíveis na Suíça, no território da Rússia. No volume mundial de energia fornecida, a participação dos recursos hídricos é de cerca de três por cento. No Canadá, na Islândia e na China, a energia hidrelétrica é a principal fonte de eletricidade.

Na Rússia, a construção de usinas hidrelétricas sempre foi considerada uma direção lucrativa. Hoje, as usinas hidrelétricas geram 6% da eletricidade do país. As áreas dos maiores reservatórios hidrelétricos são de milhares de quilômetros quadrados. Um exemplo é o tamanho do reservatório de Samara, cuja área ultrapassa 6.400 km2.

Usinas de energia das marés

Um tipo especial de energia hidrelétrica são as usinas de energia das marés que operam com base no uso da energia das marés. Eles são erguidos nas costas, onde, sob a influência das forças gravitacionais do Sol e da Lua, o nível das águas dos reservatórios do mar e dos rios muda diariamente. A baía ou foz do rio está bloqueada por uma barragem. Uma unidade hidráulica com enormes lâminas embutidas converte a força da surfe em eletricidade.

Essa forma de obtenção de energia de fonte inesgotável é muito ecologicamente correta e tem baixo custo. Porém, a construção em si exige grandes investimentos. Além disso, as flutuações de energia não permitem o fornecimento de eletricidade de modo constante. No entanto, as estações UTE são valorizadas pela sua alta eficiência e baixo impacto ambiental. A sua construção continua em muitos países.

usinas de energia das ondas

A energia das ondas representa um enorme potencial. Estima-se que a potência específica das oscilações das ondas do mar e do oceano seja muito maior do que a do sol e do vento. Os especialistas calcularam que a potência das ondas dos oceanos do mundo é igual a cerca de 30% de toda a eletricidade consumida na Terra.

A operação das usinas de energia das ondas é baseada na conversão da energia potencial das ondas em energia elétrica. A escolha do canteiro de obras dessas instalações de geração de energia elétrica se deve às características da região, presença de grandes reservatórios e ventos fortes.

Energia hidrelétrica do futuro

A energia hidrelétrica não está parada. Novos usos específicos para a energia dos oceanos do mundo são constantemente inventados. Por exemplo, estão actualmente a ser desenvolvidas tecnologias para utilizar as correntes marítimas e as diferenças de temperatura em várias profundidades no sector da energia.

As correntes oceânicas e marítimas (Kuroshio, Corrente do Golfo, etc.) também possuem uma certa força energética, cujo potencial ainda não foi avaliado na prática. Mas cientistas e designers consideram a construção de usinas hidrelétricas utilizando a energia das correntes de água como uma direção promissora na energia marinha. De acordo com a tecnologia, são utilizados conversores especiais na forma de bombas volumétricas e de água.

A eletricidade pode ser obtida usando a diferença de temperatura entre as camadas superficiais e profundas do mar ou oceano. A diferença a uma profundidade de 400 me a camada superior de água é de 12 graus. Neste momento já existem sistemas experimentais de conversão de diferenças de temperatura em eletricidade, baseados no efeito piezoelétrico.

Força do vento

O vento é uma fonte antiga e bem testada de energia renovável. Exemplos de sua aplicação em moinhos de vento e em barcos à vela conhecido por todos os alunos.

A energia eólica é especializada em convertendo a força do vento em forma de energia mecânica, térmica e elétrica. As turbinas eólicas hoje são produzidas em diversas capacidades, que dependem da área coberta pelas pás da turbina. Os geradores fabricados pela líder neste ramo, Vestas da Dinamarca, atingem uma altura de mais de 110 metros.

Para capturar de forma mais eficaz correntes de ar poderosas, é mais conveniente instalar geradores eólicos na costa ou em mar aberto. A uma distância de 10 ou mais quilómetros da costa, parques eólicos inteiros estão a ser construídos sobre estacas. Praticamente não consomem combustível tradicional.

Os dispositivos passam a funcionar com velocidade do vento de 3 m/s, por desempenho ideal 15 m/s necessários. Em caso de rajadas fortes acima de 25 m/s, o gerador deve ser desligado para que o aparelho não falhe. A exigência de uma determinada faixa de velocidade é uma das desvantagens do sistema eólico.

Outra desvantagem significativa deste tipo de produção de eletricidade é o alto custo, que supera o custo da energia a carvão, e a necessidade de destinar uma grande quantidade de terrenos para turbinas eólicas. O zumbido das turbinas em funcionamento não é bem tolerado pelas pessoas que são forçadas a viver ao lado delas.

Apesar disso, em termos de eletricidade gerada, a energia eólica ocupa o segundo lugar, depois da indústria hidrelétrica. Seu papel e significado são reconhecidos em todo o mundo.

A utilização de fontes renováveis ​​​​de eletricidade na forma de turbinas eólicas e estações solares permite resolver problemas de fornecimento de eletricidade a zonas remotas e de difícil acesso do Norte. E dada a sua excepcional compatibilidade ambiental, estes tipos de fontes de energia renováveis ​​podem ser procurados em regiões densamente povoadas com um ambiente pobre.

energia geotérmica

A energia renovável também inclui recursos geotérmicos. Em locais onde a água quente jorra do solo, sua energia térmica é utilizada como renovável. Em áreas de origem vulcânica, onde gêiseres em ebulição vêm à superfície, estão sendo construídas usinas geotérmicas especializadas.

Ao perfurar poços, obtenha acesso a fontes subterrâneas. Essas usinas não precisam de aquecimento artificial de água, o que as torna mais ecológicas do que as usinas termelétricas convencionais.

A energia térmica da Terra pode ser utilizada para gerar eletricidade, organizar o abastecimento de água quente, aquecer edifícios industriais e residenciais e fornecer diversos processos tecnológicos.

As fontes de energia renováveis ​​​​na Rússia que utilizam recursos geotérmicos naturais têm um grande potencial, estimado por especialistas em 100 milhões de toneladas de combustível padrão por ano. A possibilidade de construir estações correspondentes está disponível nas Curilas, Sakhalin e Kamchatka. Um deles opera em Kamchatka, às margens do rio Pauzhetka. A capacidade da usina geotérmica construída lençóis freáticosé de 5 MW.

Energia de biomassa

Existem três formas de obter calor a partir da biomassa: queimando seus produtos, fermentando a biomassa, extraindo dela álcoois e gases na forma de portadores de energia.

Uma indústria chamada bioenergia é especializada na produção de energia a partir de bioprodutos. Esse tipo de combustível é obtido durante o processamento de resíduos biológicos. Até o momento, já existem 3 gerações de biocombustíveis obtidos nos estados sólido, líquido e gasoso. Entre eles está o combustível líquido para motores de automóveis.

O método de pirólise de biomassa permite produzir combustível de maior qualidade a partir de produtos de primeira geração. Na Alemanha, está previsto que cada quinto litro de gasolina seja obtido por pirólise. O facto da criação de uma organização de investigação, que incluiu representantes de 15 países da Europa e da América, pode servir de indicação das perspectivas neste sentido.

Muito trabalho está em andamento para produzir biocombustíveis de terceira geração derivados de algas cultivadas artificialmente.

O futuro da energia renovável

Atrás últimos anos A humanidade percebeu plenamente a necessidade de mudar para energias renováveis. E não se trata apenas do esgotamento das fontes tradicionais, mas dos benefícios económicos de projectos energéticos individuais. Agora está ficando cada vez mais claro impacto negativo fatores antropogênicos que levam à deterioração da vida das pessoas em todas as partes do mundo.

Hoje, o potencial global das fontes de energia renováveis ​​é estimado em 20 mil milhões de unidades convencionais. por ano, o que é significativamente superior ao volume de negócios anual de todos os tipos de combustível extraídos do subsolo. Nos maiores estados, o volume de produção de electricidade a partir de recursos renováveis ​​até 2020 duplicará em comparação com 2000. A Alemanha já produz 38% da eletricidade a partir de fontes renováveis. Em 10 anos, o investimento de capital global em energias renováveis ​​aumentou de 130 mil milhões de dólares para 280 mil milhões de dólares.

A energia renovável na Rússia ainda está atrás de muitos países em termos de indicadores. Seu volume representa apenas 4% do total dos recursos energéticos. Entretanto, as fontes de energia renováveis ​​na Rússia têm um enorme potencial, cujo nível é estimado em 270 milhões de toneladas de combustível de referência por ano.

A deterioração do ambiente e o esgotamento dos recursos naturais fazem-nos pensar em como obter electricidade e calor a partir de fontes renováveis.

Neste artigo, contamos como funciona a energia alternativa e por que muitos países optam por ela.

O que é energia alternativa?

A energia pode ser renovável (alternativa) ou não renovável (tradicional).

Fontes alternativas de energia são comuns fenômenos naturais, recursos inesgotáveis ​​que são produzidos naturalmente. Essa energia também é chamada de regenerativa ou “verde”.

As fontes não renováveis ​​são o petróleo, o gás natural e o carvão. Eles estão procurando um substituto, porque podem acabar. A sua utilização também está associada às emissões de dióxido de carbono, ao efeito estufa e ao aquecimento global.

A humanidade recebe energia, principalmente, pela queima de combustíveis fósseis e pela operação de usinas nucleares. Energia alternativa são métodos que fornecem energia de uma forma mais ecológica e causam menos danos. É necessário não só para fins industriais, mas também em casas simples para aquecimento, água quente, iluminação, trabalho eletrônico.

Recursos Energéticos Renováveis

• luz solar
• riachos de água
• Vento
• marés
• Biocombustíveis (combustível proveniente de matérias-primas vegetais ou animais)
• Calor geotérmico (interior da Terra)

Energia alternativa

1. Energia solar

Um dos tipos mais poderosos de fontes alternativas de energia. Na maioria das vezes, é convertido em eletricidade por painéis solares. O planeta inteiro terá energia suficiente para um ano inteiro que o sol envia para a Terra em um dia. Porém, a geração anual de eletricidade nas usinas solares não ultrapassa 2% do volume total.

As principais desvantagens são a dependência do clima e da hora do dia. Para países do norte extrair energia solar não é lucrativa. As estruturas são caras, precisam ser “cuidadas” e descartadas em tempo hábil das próprias fotocélulas, que contêm Substâncias toxicas(chumbo, gálio, arsênico). Grandes áreas são necessárias para alto rendimento.

A eletricidade solar é comum onde é mais barata do que o habitual: ilhas remotas e terras agrícolas habitadas, estações espaciais e marítimas. Em países quentes com tarifas de electricidade elevadas, pode cobrir as necessidades de uma casa normal. Por exemplo, em Israel, 80% da água é aquecida por energia solar.

As baterias também são instaladas em veículos não tripulados, aeronaves, dirigíveis.

2. Energia eólica

As reservas de energia eólica são 100 vezes maiores que as reservas energéticas de todos os rios do planeta. Os parques eólicos ajudam a converter o vento em energia elétrica, térmica e mecânica. Os principais equipamentos são turbinas eólicas (para geração de eletricidade) e moinhos de vento (para energia mecânica).

Este tipo de energia renovável está bem desenvolvido - especialmente na Dinamarca, Portugal, Espanha, Irlanda e Alemanha. No início de 2016, a capacidade de todas as turbinas eólicas ultrapassou a capacidade total instalada de energia nuclear.

A desvantagem é que não pode ser controlado (a força do vento não é constante). As turbinas eólicas também podem causar interferência de rádio e afetar o clima, porque retiram parte da energia cinética do vento – porém, os cientistas ainda não sabem se isso é bom ou ruim.

3. Energia hidrelétrica

Para converter o movimento da água em eletricidade, são necessárias usinas hidrelétricas (UHEs) com barragens e reservatórios. Eles são colocados em rios de forte vazão que não secam. As barragens são construídas para atingir uma certa pressão de água - ela faz mover as pás de uma hidroturbina e aciona geradores elétricos.

A construção de usinas hidrelétricas é mais cara e mais difícil do que as usinas convencionais, mas o preço da eletricidade (nas usinas hidrelétricas russas) é duas vezes menor. As turbinas podem operar em diferentes modos de potência e controlar a geração de eletricidade.

4. Energia das ondas

Existem muitas maneiras de gerar eletricidade a partir das ondas, mas apenas três funcionam de forma eficaz. Eles diferem no tipo de instalação na água. São câmaras cuja parte inferior está submersa em água, flutuadores ou instalações com atol artificial.

Essas usinas de energia das ondas transmitem a energia cinética das ondas do mar ou do oceano através de um cabo para a terra, onde é convertida em eletricidade em estações especiais.

Esse tipo é pouco utilizado - 1% da produção total de eletricidade no mundo. Os sistemas também são caros e exigem acesso conveniente à água, o que nem todos os países possuem.

5. Fluxo e refluxo de energia

Essa energia é retirada da subida e descida naturais do nível da água. As usinas são instaladas apenas ao longo da costa, e a queda d'água deve ser de pelo menos 5 metros. Estações de marés, barragens e turbinas são construídas para gerar eletricidade.

As marés são bem conhecidas, por isso esta fonte é mais previsível que outras. Mas a absorção de tecnologias tem sido lenta e a sua participação na produção global é pequena. Além disso, os ciclos das marés nem sempre correspondem à taxa de consumo de eletricidade.

6. Energia gradiente de temperatura (energia hidrotérmica)

A água do mar tem temperaturas diferentes na superfície e nas profundezas do oceano. Usando essa diferença, obtenha eletricidade.

A primeira instalação que gera eletricidade à custa da temperatura do oceano foi feita em 1930. Agora existem usinas oceânicas fechadas, abertas e combinadas nos EUA e no Japão.

7. Energia de difusão líquida

Este é um novo tipo de fonte alternativa de energia. Uma usina osmótica instalada na foz do rio controla a mistura de sal e água fresca e extrai energia da entropia dos fluidos.

A equalização da concentração de sal dá um excesso de pressão, que inicia a rotação da hidroturbina. Até agora, existe apenas uma central desse tipo na Noruega.

8. Energia geotérmica

As estações geotérmicas absorvem a energia interna da Terra - água quente e vapor. São colocados em áreas vulcânicas onde a água está próxima da superfície ou pode ser alcançada através da perfuração de um poço (de 3 a 10 km).

A água extraída aquece os edifícios diretamente ou através de uma unidade de troca de calor. Também é convertido em eletricidade quando o vapor quente gira uma turbina conectada a um gerador elétrico.

Desvantagens: preço, ameaça à temperatura da Terra, emissões de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio.

A maioria de todas as estações geotérmicas estão nos EUA, Filipinas, Indonésia, México e Islândia.

9. Biocombustível

A bioenergia recebe eletricidade e calor de combustíveis de primeira, segunda e terceira gerações.

• A primeira geração é composta por biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos (gás proveniente do processamento de resíduos). Por exemplo, lenha, biodiesel e metano.

• A segunda geração é um combustível derivado da biomassa (restos de material vegetal ou animal, ou culturas especialmente cultivadas).

• A terceira geração é o biocombustível de algas.

Os biocombustíveis de primeira geração são fáceis de obter. Os aldeões instalaram usinas de biogás, onde a biomassa circula na temperatura certa.

A forma mais tradicional e o combustível mais antigo é a lenha. Agora, para a sua produção, as florestas energéticas são plantadas a partir de árvores de rápido crescimento, choupos ou eucaliptos.

Prós e contras da energia alternativa

A principal perspectiva de fontes alternativas é a existência da humanidade mesmo em condições de grave escassez de petróleo, gás e carvão.

Vantagens:

• Disponibilidade – não há necessidade de possuir campos de petróleo ou gás. É verdade que isso não se aplica a todos os tipos. Os países sem litoral não poderão receber energia das ondas e a energia geotérmica só poderá ser convertida em áreas vulcânicas.

• Respeito ao meio ambiente - ao gerar calor e eletricidade, não há emissões nocivas para o meio ambiente.

• Economia - a energia resultante tem baixo custo.

Desvantagens e problemas:

• Custos de construção e manutenção – equipamentos e consumíveis são caros. Por causa disso, o preço final da eletricidade aumenta, por isso nem sempre se justifica economicamente. Agora a tarefa principal desenvolvedores para reduzir o custo das instalações.

• Dependência de fatores externos: é impossível controlar a força do vento, o nível das marés, o resultado do processamento da energia solar depende da geografia do país.

• Baixa eficiência e baixa capacidade das instalações (exceto hidrelétricas). A potência gerada nem sempre corresponde ao nível de consumo.

• Impacto no clima. Por exemplo, a procura de biocombustíveis levou a uma redução da área plantada para culturas alimentares e as barragens hidroeléctricas mudaram a natureza da pesca.

Energia renovável no mundo

O principal consumidor de fontes de energia renováveis ​​é a União Europeia. Em alguns países, a energia alternativa gera quase 40% de toda a eletricidade. Várias medidas de apoio já se enraizaram aí: descontos nas tarifas de ligação e reembolso na compra de equipamentos. Não fique atrás dos países do Oriente e dos Estados Unidos.

Alemanha

40% da eletricidade na Alemanha vem de fontes renováveis. É líder em número de instalações eólicas que geram 20,4% da energia elétrica. A parcela restante é contabilizada por energia hidrelétrica, bioenergia e energia solar. O governo alemão traçou um plano para gerar 80% da energia a partir de fontes alternativas até 2050, mas não quer fechar ainda as centrais nucleares.

Islândia

A Islândia tem muita água quente porque está localizada numa zona de atividade vulcânica. O país fornece aquecimento a partir de fontes geotérmicas para 85% das residências e com elas cobre 65% das necessidades de eletricidade da população. O poder das fontes é tão grande que querem exportar energia para o Reino Unido.

Suécia

Após a crise do petróleo em 1973, o país começou a procurar outras fontes de energia. Tudo começou com usinas hidrelétricas e nucleares. Os suecos têm sido frequentemente criticados pelo Greenpeace por causa das centrais nucleares, mas desde o final dos anos 80, a quota de energia proveniente das centrais nucleares não tem aumentado.

Desde a década de 1990, a Suécia tem construído parques eólicos offshore. Foi introduzido um imposto adicional sobre as emissões de carbono das empresas para a atmosfera e existem incentivos para os produtores de energia eólica, solar e de bioenergia.

A Suécia também utiliza ativamente a energia proveniente do processamento de resíduos e até planeia comprá-la aos países vizinhos, a fim de abandonar o petróleo. Algumas cidades obtêm calor de incineradores.

China

Na China, a usina hidrelétrica mais poderosa do mundo é a das Três Gargantas. Em 2018, este é o maior edifício em massa. Sua sólida barragem de concreto pesa 65,5 milhões de toneladas. Em 2014, a estação produziu um recorde mundial de 98,8 bilhões de kWh.

Os maiores recursos eólicos também estão aqui (três quartos deles são entregues ao mar). Até 2020, o país pretende gerar 210 GW com a ajuda deles.

Existem também 2.700 fontes geotérmicas aqui e constituem 63% dos dispositivos de conversão de energia solar. A China ocupa o terceiro lugar na produção de biocombustíveis à base de etanol.

Energia alternativa na Rússia

A diferente posição geográfica das regiões e as especificidades das zonas climáticas na Rússia não permitem o desenvolvimento uniforme desta indústria. Não há investimento e há lacunas na legislação.

Tipos de energia renovável na Rússia

energia solar

É utilizado tanto em escala industrial como pela população local como reserva ou principal fonte de calor e eletricidade. A capacidade de todas as instalações solares é de 400 MW, das quais as maiores estão nas regiões de Samara, Astrakhan, Orenburg e na Crimeia. A usina solar mais poderosa é Vladislavovka (Crimeia). Também estão sendo desenvolvidos projetos para a Sibéria e o Extremo Oriente.

energia eólica

A energia renovável eólica na Rússia é um pouco pior que a solar, embora existam instalações industriais aqui. A capacidade total dos geradores eólicos em nosso país é de 183,9 MW (0,08% de todo o sistema energético). A maioria das instalações está localizada na Crimeia, e a mais poderosa está localizada na Adiguésia - "Parque Eólico Adyghe".

energia hidrelétrica

Esta é a opção de fonte alternativa de energia mais popular na Rússia. Cerca de 200 UHEs fluviais geram até 20% de toda a energia do país. Desde 1968, existe uma usina de energia das marés na Baía de Kislaya, na região de Murmansk - a PES Kislogubskaya. A maior usina hidrelétrica está localizada no rio Yenisei - Sayano-Shushenskaya.

energia geotérmica

Devido à abundância de vulcões, este tipo de energia é muito difundido em Kamchatka. Lá, 40% da energia consumida é gerada por fontes geotérmicas. Segundo os cientistas, o potencial de Kamchatka é estimado em 5.000 MW e apenas 80 MW de energia são gerados por ano. Existem também estações geotérmicas nas Curilas, nos territórios de Stavropol e Krasnodar.

biocombustível

O nosso país é um dos três exportadores de pellets do mercado europeu. Na Rússia, existem fábricas que criam pellets e briquetes a partir de restos de madeira, que aquecem caldeiras e fogões.

Os resíduos agrícolas são convertidos em combustíveis líquidos e biogás para motores diesel. Mas o gás de aterro não é aproveitado, é simplesmente lançado na atmosfera, causando danos ao meio ambiente.

Empresas que lidam com energia renovável

O aumento do investimento em energias renováveis ​​e o apoio governamental estão a ajudar muitas empresas a fazer negócios com sucesso.

Primeira Solar Inc.

Esta empresa americana foi fundada em 1990 e tornou-se famosa pela produção de painéis solares. Hoje é a maior empresa que comercializa módulos solares, fornece equipamentos e é responsável pelos serviços técnicos.

Vestas Wind Systems A/S

O mais antigo fabricante de turbinas eólicas da Dinamarca. A empresa foi fundada em 1898 e até agora instalou mais de 60.000 turbinas eólicas em 63 países. A Vestas vende geradores individuais, estações completas e dispositivos de serviços.

Atlantica Yield PLC

A empresa sediada em Londres possui linhas de energia convencionais, parques solares e eólicos na América do Norte, Espanha, Argélia, América do Sul e África do Sul.

ABB Ltda. Asea Brown Boveri

Uma empresa sueco-suíça conhecida por motores automotivos, geradores e robótica. Desde 1999, a marca está envolvida na conversão de energia solar e eólica. Em 2013, a empresa tornou-se líder mundial em equipamentos fotovoltaicos.

A desenvolvedora iraniana de projetos energéticos, Amin, assinou um acordo com uma empresa norueguesa especializada na produção de módulos solares. Os parceiros planeiam construir uma central de energia solar de 2 GW no Irão. O contrato está avaliado em US$ 2,9 bilhões.

Anteriormente, o chefe da Tesla, Elon Musk, disse que era o desenvolvimento ativo de fontes de energia renováveis ​​​​que poderia garantir o desenvolvimento da civilização, caso contrário a humanidade corre o risco de regressar à “idade das trevas”.

Ao mesmo tempo, Musk faz parte do conselho de administração da SolarCity, empresa especializada na produção de painéis solares. A empresa ocupa cerca de 40% do mercado dos EUA para instalações de geração de energia solar.

Musk é conhecido como o lobista mais ativo no uso de fontes alternativas de energia. Por exemplo, a Tesla, que ele lidera, assinou um contrato em 2017 para construir um sistema de baterias de 100 megawatts na Austrália.

• Elon Musk
• Reuters

Experiência mundial

A introdução de fontes de energia renováveis ​​(FER) está ganhando popularidade em todo o mundo. A Austrália é um dos líderes mundiais na instalação de centrais fotovoltaicas, cuja participação na indústria elétrica australiana ultrapassa os 3%. Todos os anos, o país aumenta a capacidade total de geração solar em cerca de 1 GW.

De acordo com este indicador, a Austrália é ultrapassada pelo Reino Unido, onde pontuação total usinas de energia solar atingem 12 GW, o dobro da Austrália.

O líder indiscutível no campo das energias renováveis ​​é a China, que, juntamente com Taiwan, produz quase 60% de todos os painéis solares do mundo.

Segundo cálculos da Agência Internacional de Energia (AIE), a capacidade das centrais geradoras construídas na China só em 2016 foi de 34 GW. No entanto, isto representa apenas 1% da eletricidade consumida na China, a maior parte da qual é gerada a partir do carvão - são as centrais térmicas a carvão que o país deve muito à difícil situação ambiental.

Os Estados Unidos também seguiram o caminho da transferência de energia para fontes renováveis. Mas a administração Trump cancelou o Plano de Energia Limpa adoptado por Barack Obama.

• Painéis solares criados por Tesla, Hospital Infantil de San Juan, Porto Rico
• Reuters

Em 2014, no âmbito da Semana do Clima de Nova Iorque, foi fundada a RE100, estrutura que une empresas que migram para fontes de energia renováveis. IKEA, Apple, BMW, Google, Carlsberg Group, etc. aderiram ao RE100. A lista de membros do RE100 está em constante crescimento. Por exemplo, no final de outubro, um dos maiores fabricantes mundiais de turbinas eólicas, a empresa dinamarquesa Vestas Wind Systems, juntou-se à organização.

Em geral, de acordo com a AIE, a participação das FER na produção global de eletricidade em 2015 foi de cerca de 24%.

Ecologia em questão

No entanto, segundo os especialistas, nem todas as fontes de energia renováveis ​​são igualmente amigas do ambiente. Alguns são capazes de danificar o meio ambiente. Em particular, estamos falando de usinas hidrelétricas. (HPP). Segundo pesquisadores da Austrália e da China, a área total de terrenos inundados com o comissionamento de hidrelétricas é de 340 mil metros quadrados. km, que é um pouco menor que a área da Alemanha. Cientistas fornecem informações relevantes na publicação Trends in Ecology & Evolution.

Devido às usinas hidrelétricas, muitos ecossistemas de várzea foram destruídos, o que levou à diminuição da diversidade de espécies. Porém, nos últimos anos, a energia hidrelétrica vem perdendo a liderança para novos tipos de geração: solar e eólica. Segundo previsões de especialistas, sua participação na geração será igual à participação das usinas hidrelétricas até 2030.

Outro tema popular entre a comunidade ambientalista é o uso de biocombustíveis. Por exemplo, do ponto de vista da Agência Internacional de Energia, a bioenergia é potencialmente capaz de ocupar cerca de 20% do mercado de energia primária até meados do século XXI.

No entanto, a introdução activa de biocombustíveis produzidos a partir de madeira e culturas pode sair pela culatra. Um aumento múltiplo da pressão sobre as terras agrícolas pode levar a uma redução na produção de alimentos. Segundo cálculos de pesquisadores americanos, ainda hoje a expansão das plantações de "combustíveis" tem provocado um aumento nos preços das matérias-primas alimentares nos Estados Unidos. Além disso, a dependência excessiva dos biocombustíveis pode levar à desflorestação.

Em 2012, a Comissão Europeia concluiu que a conversão de terras em plantações de combustível deveria ser limitada e os produtores de combustível proveniente de culturas alimentares não deveriam receber apoio estatal.

Um estudo da União Europeia no ano passado descobriu que o óleo de palma ou de soja, dos quais é extraída a energia, liberta mais dióxido de carbono na atmosfera do que qualquer combustível fóssil.

“Biocombustíveis de baixo custo à base de alimentos exigidos pela UE, em particular óleos vegetais como a colza, o girassol e a palma é uma péssima ideia”, disse Jos Dings, diretor da organização de pesquisa Transporte e Meio Ambiente.

Ambíguas, segundo os especialistas, são as vantagens dos veículos eléctricos, tanto do ponto de vista económico como ambiental. Ao mesmo tempo, em vários países existem medidas de apoio governamental a este tipo de transporte.

• Carro elétrico Tesla Modelo 3
• Reuters

Por exemplo, na Estónia, o comprador de um carro eléctrico pode contar com uma compensação de 50% do custo do carro, em Portugal é pago um subsídio de 5.000 euros para a compra de um carro eléctrico. A Rússia também está a pensar em introduzir tais subsídios.

Sem o apoio estatal, esses carros não são procurados: depois que as autoridades de Hong Kong cancelaram os incentivos fiscais para compradores de carros elétricos Tesla, as vendas desses carros caíram para zero. No entanto, os benefícios dos carros eléctricos para o ambiente ainda não são óbvios.

“Os veículos elétricos são de facto um meio de transporte muito amigo do ambiente, mas para se ligar à rede elétrica e alimentar a bateria, a bateria, é preciso gerar essa eletricidade, e isso requer uma fonte primária. Hoje, a fonte primária número um do mundo nem sequer é o petróleo, mas o carvão”, disse o presidente russo, Vladimir Putin, falando no início de Outubro no Fórum Internacional da Semana da Energia Russa sobre Eficiência Energética e Desenvolvimento Energético.

Eco de Fukushima

O tema das energias renováveis ​​ganhou especial popularidade desde 2011. Após o acidente na central nuclear de Fukushima-1, as exigências para abandonar a utilização da energia nuclear tornam-se cada vez mais altas.

• Reator nº 3 da central nuclear de Fukushima-1
• Unidade de Defesa de Armas Químicas Biológicas Nucleares da Força de Autodefesa / Reuters

Até à data, o país que parou completamente as centrais nucleares foi a Itália; no futuro, a Bélgica, a Espanha e a Suíça planeiam seguir o exemplo de Roma. Na Alemanha, a última central nuclear está prevista para ser encerrada até 2022. No total, 17 usinas nucleares operavam na Alemanha, que produzia cerca de um quarto de toda a eletricidade consumida no país.

Segundo muitos especialistas, o pânico em torno da energia nuclear é muito exagerado.

“Se subtrairmos o risco de um acidente, então a energia nuclear não acarreta quaisquer riscos especiais para o ambiente”, disse Alexander Frolov, vice-diretor-geral do Instituto Nacional de Energia, em entrevista à RT.

Inicialmente, a liderança da UE planeou compensar a redução da energia nuclear através da produção de gás.

“Precisamos de mais gás. Depois da decisão de Berlim, será o gás que se tornará o motor do crescimento”, afirmou o Comissário Europeu para a Energia, Günter Oettinger, em 2011.

Em média, a queima de gás natural emite para a atmosfera metade da quantidade de dióxido de carbono que a queima de outros tipos de hidrocarbonetos fósseis.

posição privilegiada

No entanto, o crescimento da produção de gás foi prejudicado pelas elevadas taxas de comissionamento de capacidades de energia alternativa. Nos países que desenvolvem mais ativamente as energias renováveis, até 2014, a carga das centrais térmicas a gás caiu. Segundo a consultora Capgemini, cerca de 110 GW de capacidade de gás não justificavam o investimento e estavam à beira da falência. Aproximadamente 60% das centrais térmicas europeias que funcionam a gás natural encontravam-se numa situação difícil.

Segundo vários especialistas, a razão da crise da energia tradicional não foi a elevada competitividade das fontes de energia renováveis, mas os privilégios de que gozam os produtores de electricidade a partir de fontes renováveis. A electricidade “verde” é adquirida pelas autoridades a tarifas inflacionadas numa base prioritária.

Segundo Frolov, esta política conduz a um desequilíbrio no sector energético.

“O forte aumento na introdução de energias renováveis ​​tornou as termelétricas a gás pouco lucrativas - elas começaram a fechar”, observou o especialista. — Enquanto isso, a geração eólica e solar tem uma séria desvantagem: a dependência das condições climáticas. Por exemplo, no início deste ano, o tempo nublado e calmo instalou-se na Alemanha durante cerca de nove dias. A geração de energia renovável caiu 90%. Para os consumidores locais, isso foi um choque. A base existente, sobre a qual funcionam as estações solares e eólicas, não garante um fornecimento ininterrupto de eletricidade. A dependência das forças da natureza é um verdadeiro retorno à idade das trevas.

• Central elétrica a carvão de Lippendorf, Saxônia, Alemanha
• globallookpress. com
• Michael Nitzschke/corretor de imagens

Num contexto de encerramento de centrais térmicas a gás na Europa, está a crescer a geração de eletricidade mais suja - o carvão, acredita Frolov.

Por exemplo, na Alemanha está prevista a construção de duas dúzias de centrais térmicas a carvão. Uma situação paradoxal se desenvolveu no país: junto com o crescimento da produção de energia ecologicamente correta, o setor energético mais perigoso para o meio ambiente também está aumentando, observou o especialista.

“A tecnologia está ficando mais barata e mais acessível”

Nos últimos dois anos, o equilíbrio do mercado energético europeu começou a melhorar: várias centrais térmicas a gás foram lançadas na Alemanha, o consumo de gás na União Europeia começou a crescer. No final de 2016, a utilização de gás natural na União Europeia aumentou 6% face a 2015.

Segundo Tatyana Lanshina, pesquisadora do Centro de Modelagem Econômica de Energia e Ecologia da RANEPA, o desenvolvimento de energias alternativas não apresenta riscos.

“Embora uma transição rápida para as energias renováveis ​​não seja possível, os países que trabalham nisso há muito tempo fizeram grandes progressos. Por exemplo, na Dinamarca, cerca de metade de toda a eletricidade é gerada a partir de fontes de energia renováveis, na Alemanha - cerca de um terço - observou o especialista em entrevista à RT. — Estes países têm trabalhado neste sentido há décadas, e outros países também podem mudar gradualmente para energias renováveis. Essas tecnologias estão se tornando mais baratas e acessíveis. No que diz respeito aos subsídios, toda a indústria energética goza de apoio estatal, incluindo a energia tradicional.”