Возобновляемые источники энергии

Почему нам нужны возобновляемые источники энергии?

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. Уголь, нефть и природный газ - ископаемые виды топлива, созданные в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива ведет к загрязнению и другим негативным воздействиям на природную среду. Поскольку наше существование зависит от энергии, мы должны использовать такие ее источники, ресурсы которых были бы неограниченными. Такие источники энергии называются возобновляемыми. Кроме того, производство энергии из возобновляемых источников не наносит вред окружающей среде в отличие от сжигания ископаемых видов топлива.

Среди ископаемых видов топлива особое место занимает уран - ядерное топливо, ресурсы которого могут быть истощены менее чем за 100 лет. Однако, в так называемых реакторах-размножителях, можно получать новый уран. В то же время, в связи с проблемой радиоактивных отходов, которая представляет опасность в течение миллионов лет, а также после Чернобыльской катастрофы, продемонстрировавшей риск, связанный с использованием атомной энергии, большинство правительств индустриальных стран отказывается от использования атомной энергии. Этот процесс продолжается, несмотря на тот факт, что атомная энергия, при производстве которой почти не образуются парниковые газы, может в какой-то степени рассматриваться в качестве решения проблемы глобального изменения климата (см. ниже). Проблема эмиссии парниковых газов, признанная одной из наиболее важных среди множества других, требует уменьшить использование энергии ископаемых видов топлива.

ПЕРВИЧНОЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ В МИРЕ

Предполагая, что мировое население составляло около 6000 миллионов в 2000 году (по оценкам экспертов ООН к 2025 году мировое население достигнет почти 8 млрд. человек, однако ближе к 2100 году стабилизируется на уровне 10-12 млрд. человек. Основной прирост населения придется на менее развитые страны.), получим среднегодовое использование топлива на человека - около 1.7 т н.э. или 69 ГДж (ожидаемый прирост в общем объеме энергопотребления за период с 1995 по 2020 года составит около 230 000 ПДж (5500 млн. т. н.э.)).

Эти данные включают в себя все виды энергии, потребляемые промышленным, коммерческим, коммунальным и другими секторами экономики, а также потери в энергетическом секторе как, например, большие энергопотери на атомных, тепловых (работающих на угле и газе) электростанциях. Они также включают большое количество древесного и другого биологического топлива, использованного в развивающихся странах. Эти данные являются средними и не отображают огромные различия между регионами. Количество топливных ресурсов, потребляемых в среднем на одного человека в развитых странах, более чем в шесть раз превышает то же значение для развивающихся стран.

Из следующей диаграммы видно, что развитые страны (Северная Америка, Европа, бывшие страны СССР) используют почти в два раза больше топлива, чем развивающиеся, даже при условии, что их население составляет менее трети населения развивающихся стран.

За исключением огромных нефтяных бассейнов Ближнего Востока, наиболее пригодные для использования мировые источники нефти и газа уже исчерпаны. Только благодаря этому труднодоступные месторождения нефти в Северном море и на Аляске стали экономически выгодными. Цена на нефть поднялась достаточно высоко, чтобы сделать их эксплуатацию рентабельной. С практической точки зрения, для добычи нефти из труднодоступных месторождений необходимы более глубокие скважины, работа ведется в более трудных природных условиях, используется большее количество материалов. Для достижения конечного результата требуется больше усилий и финансовых средств.

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА

В течение последних десятилетий в мире росло беспокойство о том, что увеличивающаяся концентрация парниковых газов в атмосфере изменит климат, а это, в свою очередь, негативно отразится на социальных и экономических условиях жизни на Земле. Изменение климата или глобальное потепление означает постепенное увеличение средней температуры воздуха на поверхности Земли. Большое количество данных подтверждает тот факт, что в течение последних 150 лет произошло глобальное потепление. Большинство ученых полагают, что каждые 10 лет температура воздуха поднимается примерно, на 0,3 градуса по Цельсию, и что это вызвано увеличением в атмосфере концентрации так называемых парниковых газов. Наиболее существенным компонентом парниковых газов является диоксид углерода (СO2). Главный источник выбросов СO2 в атмосферу - электростанции, автомобили и промышленные предприятия. При сжигании ископаемых видов топлива образуется около 80% общего мирового объема выбросов СO2 в атмосферу

Другая причина роста количества парниковых газов - глобальная вырубка лесов. Как известно, деревья поглощают диоксид углерода. В результате массовой вырубки лесов на земном шаре увеличивается количество СO2 в атмосфере и уменьшается способность оставшихся лесов поглощать его.

КАК ПРОИСХОДИТ ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ

В атмосфере Земли имеются некоторые газы, которые действуют как "парник", заманивая в ловушку лучи Солнца, отражающиеся от поверхности Земли. Как известно, без этого механизма, на Земле было бы слишком холодно для поддержания жизни. С началом индустриальной революции в атмосферу стало поступать огромное количество парниковых газов, особенно диоксид углерода (СO2). Увеличение объемов парниковых газов повышает температуру атмосферных слоев и приводит к глобальному потеплению. При сжигании угля, нефти и природного газа увеличивается концентрация этих газов в атмосфере. В течение более ста лет поступление парниковых газов в атмосферу, вызванное развитием промышленности, транспорта и энергопроизводства, происходило быстрее, чем их удаление из атмосферы с помощью естественных природных процессов.

СВИДЕТЕЛЬСТВА ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Научные прогнозы о катастрофических последствиях изменения климата с недавних пор начинают сбываться. За прошедший век общая средняя температура на планете увеличилась примерно на 0,5 градуса по Цельсию, а уровень воды повысился примерно на 30 сантиметров. 1998 год был самым тёплым годом (метеорологический учёт вёдется с 40-х годов ХIX века), а из последних 15-ти лет десять были наиболее тёплыми.

Подтверждение глобального изменения климата было сделано в 1995 году официально назначенной Межправительственной Группой по Изменению Климата ООН (IPCC), состоящей из более, чем 2500 ведущих научных экспертов всего мира. Группа заявила, что "…по имеющимся данным можно говорить о влиянии человека на глобальный климат". Было выдвинуто заключение о том, что температура на нашей планете в течение ХХ столетия устойчиво повышалась, концентрация диоксида углерода превысила теоретически предсказанную норму, в результате чего температура на Земле будет повышаться в течение еще 75 лет, даже если бы эмиссия СО2 была остановлена сегодня.

Описанные ниже события соответствуют предсказаниям ученых относительно последствий глобального потепления. Последние 20 лет стали рекордными по высокой температуре и количеству осадков. Ледники тают во всем мире. С 1900 года площадь ледников в Европейских Альпах уменьшилась почти в 2 раза. Ледник Колумбия в штате Аляска отступил более чем на 12 километров за последние 16 лет из-за увеличения температуры в регионе. Откололась огромная часть шельфового льда Антарктики. Некоторые ученые полагают, что шельфовый лед Larsen B, размеры которого соответствуют штату Коннектикут, может исчезнуть. Серьезные наводнения, подобно разрушительным наводнениям на Среднем Западе 1993 и 1997 годов, становятся всё более обычным явлением. Инфекционные заболевания перемещаются в новые регионы. Из-за глобального потепления повысился уровень воды, изменяются климатические зоны. Все эти явления иллюстрируют воздействие глобального изменения климата на окружающую среду. Глобальное потепление и изменение климата представляют собой серьезную угрозу выживанию многих биологических видов и благосостоянию людей во всем мире.

ДАЛЬНЕЙШИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Межправительственная Группа по Изменению Климата ООН предполагает, что температура воздуха увеличится ещё на 1-3,5 градуса по Цельсию, а уровень воды может повыситься ещё на 1 метр в течение следующих 100 лет. Эти изменения затронут многие аспекты нашей жизни. Вот некоторые из них:

Повысится уровень мирового океана. Повышение уровня воды в море разрушит берега и прибрежные заболоченные земли. Будет уничтожена необходимая среда обитания, прибрежные области станут более уязвимыми к наводнению. Повышение уровня воды всего лишь на 50 см удваивает опасность штормов для прибрежного населения.

Негативное воздействие на сбор урожая. Более теплый климат ужесточит ирригационные требования, увеличит количество определенных насекомых - вредителей, продлит сельскохозяйственный сезон в некоторых областях. Одновременно с тем, что производство продовольствия в некоторых странах возрастет благодаря потеплению климата, бедные страны, население которых уже голодает, вероятнее всего, испытают существенный спад в производстве продуктов питания.

Из-за жары погибнет большое количество людей. Значительные колебания высокой температуры подобные тем, из-за которых погибли сотни людей в Чикаго в 1995 году, станут более частыми.

Дети и люди пожилого возраста более подвержены тепловым ударам.

Распространятся тропические болезни. Инфекционные болезни, такие, как малярия, лихорадка, энцефалит и холера, распространятся из-за того, что комары и другие переносчики болезней, распространенные в странах с более теплым климатом, смогут мигрировать на новые территории. Это приведёт к росту количества эпидемий, подобных вспышкам малярии в Нью-Джерси и лихорадке в Техасе.

Будет нарушен водный цикл. С изменением водного цикла некоторые области острее испытают засуху, в то время как другие будут подвержены наводнениям. Такое непостоянство намного ухудшит положение регионов, в которых уже сегодня существуют проблемы с качеством и количеством воды.

Пострадают некоторые биологические виды. Часть наиболее уязвимых растений, животных и экосистем сильно изменится. Нижеперечисленные 10 видов животного мира могут сильно пострадать от глобального потепления: Гигантская Панда, Белый медведь, Индийский Тигр, Северный олень, Белуга, Королевский Пингвин, Снежный вьюрок, Лягушка Арлекина, Бабочка-Монарх и Медведь Гризли.

Будут повреждены коралловые рифы. Перегрев океанских вод в результате глобального потепления может привести к обесцвечиванию кораллов, что приведёт к распаду существующих сегодня сложных биологических систем.

КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ

Другим отрицательным эффектом сжигания ископаемых видов топлива является образование кислотных дождей. В процессе сгорания ископаемых видов топлива образуются диоксид серы (SO2) и окиси азота (NOx). Хотя источники окиси серы и окиси азота существуют и в природе, более чем 90% выбросов серы и 95% выбросов азота являются результатом научно-технического прогресса. Попадая в атмосферу, эти газы в результате химических реакций преобразовываются во вторичные загрязняющие вещества, такие как азотная и серная кислоты, легко растворимые в воде. Таким образом, любой дождь является в какой-то степени кислотным. Кислотные капельки воды переносятся ветрами на большие расстояния, возвращаясь на Землю в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Профессиональный инженерный коллектив и сотрудничество с ведущими производителями оборудования позволяют нам осуществлять проекты инженерных сетей жилых и производственных зданий и сооружений на высоком техническом уровне.

В процессе природных явлений - извержений вулканов, жизнедеятельности болот и гниения растений образуется диоксид серы, один из газов, способствующих формированию кислотных дождей. Кислотные дожди, образованные естественным способом, также являются неблагоприятными для окружающей среды. Но такие дожди случаются намного реже, чем в результате деятельности человека. В 1950-1970-х годах уровень кислотности дождей в Европе увеличился приблизительно в десять раз. Правда, в 80-е годы он уменьшился. Несмотря на тот факт, что многие страны начали предпринимать меры для борьбы с выбросами в атмосферу вредных веществ, вызывающих кислотные дожди, проблема всё ещё остаётся актуальной.

По шкале, определяющей уровень кислотности, величина pH дождя обычно составляет 5,6. В случае уменьшения этого показателя говорят о кислотном дожде. Водные растворы различаются по степени их кислотности. Если чистую воду считать нейтральной, то раствор питьевой соды будет щелочным, а нашатырного спирта - очень щелочным. С другой стороны этой шкалы жидкости по степени увеличения их кислотности можно расположить следующим образом: молоко имеет наименьшую кислотность, томатный сок - чуть больше уксуса, сок лимона - еще больше, а аккумуляторная жидкость - очень кислотная. Если бы вообще не существовало никаких загрязняющих веществ, то нормальная дождевая вода попадала бы на кислотную сторону этой шкалы. Обычная дождевая вода менее кислая, чем томатный сок, но более, чем молоко. Именно загрязняющие вещества являются причиной увеличения уровня кислотности дождя. В некоторых регионах мира дождь может быть в такой же степени кислотным, как сок лимона или уксус.

Этот кислотный дождь может причинять вред жизни растений, в отдельных случаях серьезно воздействуя на рост лесов, также может разрушать здания и разъедать металлические объекты. Первичный компонент процесса коррозии - кислотный дождь. По оценкам, ущерб, нанесенный только металлическим постройкам, составляет приблизительно до 2 миллиардов долларов ежегодно. Самая высокая эмиссия серы наблюдается в регионах с высоким уровнем энергопотребления, и при сжигании серосодержащих видов топлива, а именно твердого топлива и серосодержащей тяжелой нефти. К твердому топливу относятся ископаемые виды топлива, наиболее сильно загрязняющие атмосферу, как в локальном, так и в глобальном масштабах. Относящиеся к ним каменный уголь, мягкий бурый уголь и лигниты при сгорании выделяют много отходов и загрязняющих веществ, таких как сера, тяжелые металлы, влага и пепел.

Одна из главных проблем, связанная с кислотным дождем - его "мобильность", выражающаяся в том, что он может выпасть на территории, отдаленной от места его образования. Высокие заводские трубы, предназначенные для того, чтобы предотвратить промышленное загрязнение близлежащих городов, выбрасывают загрязняющие вещества в атмосферу. В результате соединения в воздухе этих частиц с частицами воды образуются кислоты, которые становятся компонентами облаков. Из-за того, что облака разносятся ветром, дождь может выпасть далеко от того места, где кислотные частицы были образованы. Как пример можно привести ситуацию в Центрально-восточной Европе и в Скандинавии. Швеция страдает от кислотных дождей, пригоняемых ветром с электростанций Восточной Европы, где стандарты по эмиссии вредных частиц не соответствуют международным требованиям.

ВРЕД, НАНОСИМЫЙ ЛЕСАМ И ПОЧВЕ, РАЗРУШЕНИЕ СТРОЕНИЙ

Кислотный дождь негативно влияет и на сооружения. Материалы, такие как камень, цветное стекло, росписи и другие объекты могут быть повреждены или даже разрушены. Дождь медленно, но постепенно разъедает материал, пока от него ничего не останется. Строительные материалы разрушаются, металлы разъедаются, цвет окраски портится, кожа портится, и поверхность стекла покрывается коркой. Во многих частях мира множество известных и древних зданий повреждены кислотным дождем. Некоторые каменные постройки Собора Святого Павла в Лондоне разъедены кислотным дождем. В Риме статую Марка Аврелия работы Микеланджело убрали с открытого пространства для защиты от загрязняющих веществ в воздухе.

КИСЛОТНЫЙ ДОЖДЬ И ОЗЕРА

Падая на землю, кислотный дождь наносит вред почве. Также он негативно влияет и на озера и другие водоемы. Большая часть флоры и фауны, обитающей в чистых озерах и реках не способна противостоять кислотным дождям. Она может быть отравлена веществами, которые кислота вымывает из окружающей почвы в воду. В мире существует много примеров этому. Так, тысячи озер в Скандинавии сейчас абсолютно безжизненны, не имеют ни живых организмов, ни растений из-за того, что в течение прошлых лет на них выпало много кислотных дождей. Происходило это благодаря ветру, приносящему капли дождя из Англии, Шотландии и стран Восточной Европы. Начиная с 1930-х и 40-х годов, кислотный уровень дождевой воды некоторых озер Швеции повысился в 1000 раз.

Взаимодействие между живыми организмами и химическим составом их водной среды обитания является чрезвычайно сложным. Если число одной разновидности или группы разновидностей изменится в результате повышения уровня кислотности, это приведет к нарушению баланса "хищник-добыча" цепочки питания, что, в конечном счете, отразится на всей экосистеме озера. Сначала, последствия изменения уровня кислотности могут быть почти незаметными, но с его увеличением все больше и больше видов растений и животных будет уменьшаться, или же совсем исчезнут. Если уровень pH в воде приближается к 6,0, то ракообразные, насекомые, и некоторые разновидности планктона начинают исчезать. Если уровень pH приближается к 5,0, происходят серьёзные изменения в составе планктона, нежелательные виды мха и планктона могут начать размножаться, занимая большие территории. Вероятна потеря некоторых популяций рыб, в первую очередь ценных видов, обычно более уязвимых к содержанию кислоты в воде. При pH ниже 5.0 значительная часть рыбы гибнет, дно покрывается веществом, не подвергающимся распаду, а прибрежная территория может почти полностью покрыться мхом. Воздействию подвергается также животный мир, зависящий от водных экосистем. Например, водоплавающие птицы зависят от водных организмов, необходимых им для питания. Как только этот источник питания уменьшается или исчезает, понизится качество среды обитания, что, в свою очередь, повлияет на репродуктивность птиц.

ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ

Мы питаемся продуктами, пьем воду и вдыхаем воздух, на которые воздействуют кислотные осадки. Исследования, проведенные канадскими и американскими учеными показывают, что существует связь между экологическим загрязнением и заболеваниями органов дыхания у наиболее чувствительной части населения, такой как дети и астматики. Такие токсичные элементы, как алюминий, медь, ртуть в результате кислотных дождей становятся более растворимыми, поэтому уровень содержания этих металлов в необработанных запасах питьевой воды может увеличиваться. Высокие концентрации алюминия в почве могут также препятствовать поглощению и использованию питательных веществ растениями.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МОРЕЙ

Ущерб, вызванный транспортировкой нефти, связан с загрязнением морей. С увеличением в ХХ столетии масштабов добычи нефти возросло и ее количество, транспортируемое по всему миру, в основном морским путём. В условиях высокой конкуренции на рынке и с целью максимального обеспечения перевозок увеличенного объема нефти, размеры нефтяных танкеров возросли до такой степени, что они стали, без сомнения, самыми большими коммерческими судами. Даже при обычной поездке в море попадает большое количество нефти. Трюмы танкеров, заполненные в качестве балласта водой, опустошаются на обратном пути, и вместе с водой в море вытекает значительное количество нефти.

Несмотря на тот факт, что транспортировка нефти в основном безопасна, масштабы перевозок и размеры танкеров являются причиной того, что любой происшедший несчастный случаи всегда имеет огромные последствия. Хотя число несчастных случаев незначительно по сравнению с количеством перевозок, тысячи незначительных инцидентов, включая утечки нефти из танкеров или из нефтехранилищ, происходят ежегодно.

В 1970-1985 годах было зафиксировано 186 случаев утечки нефти, каждая объемом более 1300 тонн. В 1989 году танкер "Exxon Valdez" сел на мель у берегов Аляски, выпустив 39000 тонн нефти и сформировав нефтяное пятно, охватывающее территорию в 3000 квадратных километров, нанеся вред окружающей среде. Люди обычно представляют море как обширный резервуар, который может впитывать бесконечное количество всего того, что мы в него скидываем. Фактически, масштаб загрязнения от нефти таков, что на сегодняшний момент скопления плавающей нефти в мировом океане почти везде являются обычным явлением.

СОЦИАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ

Помимо экологических проблем, связанных с крупномасштабным использованием ископаемых и ядерных видов топлива, существуют и социальные проблемы, вызванные современными энергетическими тенденциями.

ПОЛИТИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

месторождений угля. С развитием транспорта, связанного с индустриализацией, топливо начали перевозить на большие расстояния. Теперь, когда наиболее доступные источники нефти и газа истощены, топливо транспортируется по всему миру из нескольких основных регионов. Следствием такой ситуации является зависимость ведущих промышленных стран от импорта добывающих стран, в основном - от поставок нефти из Ближневосточного региона. Эта зависимость стала главным фактором, формирующим мировую политику. Ряд основных экономических и политических кризисов был следствием Суэцкого кризиса, длившегося с 1956 года до 70-х. Война в Персидском заливе вначале 1990-х также вызвала нефтяной кризис. Так как добывающие страны в основном слабы в военном отношении, а потребляющие страны в основном более сильны. Это является необходимостью, поскольку последним необходимо превосходство над добывающими странами в экономическом, политическом, а зачастую и в военном отношении для поддержания доступа к нефти, наиболее важному на сегодня виду топлива.

Цена на нефть зависит от политической ситуации. Каждый конфликт в регионе, связанном с добычей нефти, ведет к повышению цен. Мировая экономика, таким образом, зависит от подобных конфликтов.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

К счастью, существуют способы сокращения эмиссии парниковых газов, уменьшения кислотных отложений, улучшения качества воздуха и решения социальных проблем, связанные с современными способами производства и потребления энергии. Смещение инвестирования с ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, на возобновляемые источники энергии и энергоэффективность позволит более чистым, более устойчивым источникам энергии занять их законное место лидеров на рынке.

Системы, построенные на использовании ВИЭ, используют ресурсы, которые постоянно воспроизводятся и которые являются менее загрязняющими. Все возобновляемые источники энергии - солнечная энергия, гидроэнергия, биомасса и энергия ветра существуют благодаря деятельности Солнца. Только геотермальная энергия, которая также считается возобновляемой, представляет собой тепло Земли.

Возобновляемая энергия - это внутренний ресурс любой страны, имеющий потенциал, достаточный для производства энергии, необходимой для полного или частичного обеспечения страны энергией. Над странами, которые зависят от импорта ресурсов ископаемого топлива, постоянно висит угроза резкого повышения стоимости импортированного топлива (главным образом, на нефть и газ). Это особенно актуально для развивающихся стран, где оплата импорта нефти ежегодно увеличивает и так уже огромные размеры внешнего долга.

Возобновляемые источники энергии - практически неисчерпаемы и всегда доступны благодаря быстрому распространению современных технологий. Их использование соответствует стратегии использования различных энергетических источников. Возобновляемые ресурсы являются общепризнанным способом защиты экономики от ценовых колебаний и будущих расходов по защите окружающей среды. Технологии, основанные на использовании возобновляемых источников энергии, являются экологически чистыми из-за отсутствия выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Их применение практически не вызывает образование парникового эффекта и, соответственно, связанных с ним климатических изменений. Кроме того, их использование не приводит к образованию радиоактивных отходов. Возобновляемые источники энергии соответствуют, таким образом, политике защиты окружающей среды, а их использование формирует лучшую окружающую среду и обеспечивает устойчивое развитие.

БУДУЩЕЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Наше будущее в значительной степени зависит от применения технологических инноваций. Возобновляемые источники энергии смогут в течение будущих десятилетий влиять на изменение общества в целом. Согласно прогнозам, в течение следующих десятилетий значение и доля возобновляемых источников энергии в общем процессе энергопроизводства будет возрастать. Эти технологии не только сокращают глобальную эмиссию СО2, но и придают необходимую гибкость процессу энергопроизводства, делая его менее зависимым от ограниченных запасов ископаемого топлива. По единому мнению экспертов в течение некоторого периода времени гидроэнергетика, и биомасса будут доминировать над другими видами возобновляемых источников энергии. Однако, в ХХI веке первенство на энергорынке будет принадлежать ветроэнергетике и фотоэлектрике, которые сейчас активно развиваются. На современном этапе ветроэнергетика является самой быстрорастущей отраслью производства электроэнергии. В некоторых регионах уже сегодня ветроэнергетика конкурирует с традиционной энергетикой, основанной на использовании ископаемых видов топлива. В конце 2002 года установленная мощность ветростанций во всем мире превысила 30000 МВт. В то же время очевиден явный рост интереса во всем мире к фотоэлектрике, хотя ее сегодняшняя себестоимость в три-четыре раза выше себестоимости традиционной энергетики. Фотоэлектричество особенно привлекательно для удаленных областей, не имеющих подключения к общей энергосистеме. Передовая тонкоплёночная технология, применяемая для производства фотоэлектрических батарей, гораздо дешевле кристаллической кремниевой технологии и активно внедряется в крупномасштабное коммерческое производство.

На фотографии слева показана заправочная станция Бритиш Петролеум с установленными на крыше фотоэлектрическими панелями.

То, что такие большие энергокомпании, как Энрон, Шелл и Бритиш Петролеум за последнее время много инвестировали в развитие фотоэлектрики и ветроэнергетики, является одним из самых убедительных фактов перспективного будущего возобновляемой энергетики. Большие инвестиции со стороны ведущих мировых энергокомпаний планируются также и в развитие других видов ВИЭ.

Одним из наиболее перспективных рынков применения ВИЭ в ближайшие 20 лет во всем мире станут развивающиеся страны, испытывающие сегодня проблемы с нехваткой энергии. Для многих стран привлекательным является мобильный характер этих технологий. Установки, работающие на ВИЭ, можно разместить близко к пользователям. Кроме того, их монтаж быстрее и дешевле по сравнению со строительством больших тепловых электростанций, требующей протяженных линий электропередач.

Возобновляемые источники энергии также пользуются спросом и в промышленно развитых странах. Опрос общественного мнения, проведенный в США, показывает, что большая часть энергопотребителей страны согласна платить больше за "зелёную" (экологически чистую) энергию, и многие энергетические компании могут им ее предложить. В Европе благодаря сильной общественной поддержке быстро растет рынок возобновляемых источников энергии. В документе White Paper, изданным Европейской Комиссией в 1997 году, отмечалось недостаточное применение ВИЭ на территории стран Евросоюза.

Различные сценарии развития показывают, что доля использования возобновляемых источников энергии к 2010 году будет составлять от 9,9% до 12,5%. Поставленная цель, составляющая 12%, ("амбициозная, но реально выполнимая"), должна быть достигнута за счет установки 1 млн. "солнечных крыш", установленной мощности ветростанций, равной 15000 МВт и 1000 МВт установленной мощности в области биоэнергетики. Современная доля ВИЭ в энергопроизводстве, составляющая 6%, включает и большую гидроэнергетику, развитие которой в дальнейшем не планируется из-за негативного воздействия на окружающую среду. Увеличение доли ВИЭ должно быть обеспечено за счет развития энергетического использования биомассы, ветроэнергетики (установленная мощность ВЭС должна достигнуть 40 ГВт). Планируется установка 100 миллионов квадратных метров солнечных коллекторов. Ожидается увеличение установленной мощности ФЭБ до 3 ГВт/ч, геотермальных установок до 1 ГВт/ч, а тепловых насосов - 2.5 ГВт/ч. Общая сумма капиталовложений достигнет 165 миллиардов евро (1997-2010 гг.), будет создано до 900000 новых рабочих мест, выбросы СО2 уменьшатся на 402 млн. тонн.

Исходя из того, что ВИЭ сегодня обеспечивают менее 6% энергопотребления стран ЕС, необходимо объединить усилия для увеличения этой доли. Это, в свою очередь, создаст возможность для экспорта энергии и улучшения экологии. В настоящее время Европа импортирует более 50% энергоносителей, и если не принять срочных мер, то эта цифра может возрасти до 70% к 2020 году.

По оценкам Европейской Ассоциации Ветроэнергетики, установка ветростанций общей мощностью 40 ГВт, позволит создать дополнительно до 320 000 рабочих мест. По данным Ассоциации Фотоэлектрической Промышленности, установка 3 ГВт создаст 100000 рабочих мест. Федерация Солнечной Энергетики считает возможным обеспечить 250000 рабочих мест, действуя только для нужд внутреннего рынка, и еще 350000 рабочих мест могут быть созданы в случае работы на экспорт. White Paper предлагает ряд налоговых стимулов и других финансовых мер для поощрения инвестиций в область возобновляемых источников энергии, а также меры поощрения использования пассивной солнечной энергии. Согласно этому документу: "Поставленная цель удвоить текущую долю возобновляемых источников энергии до 12% к 2010 году - реально выполнима". Доля возобновляемых источников энергии в производстве электричества может вырасти от 14% до 23% и более к 2010 году, если принять соответствующие меры.

СКРЫТЫЕ ЗАТРАТЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИСКОПАЕМЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА

Необходимо отметить, что при сравнении различных источников энергии цена является ключевым параметром. Возобновляемые источники энергии зачастую считаются более дорогостоящими по сравнению с ископаемым топливом. Такое заключение обычно основывается на неправильной оценке затрат. Когда мы оплачиваем счет за электроэнергию или заполняем бак своего автомобиля, мы обычно оплачиваем неполную цену за энергию. Цена не включает в себя всех затрат. Существует много скрытых затрат, связанных с использованием энергии. Скрытые социальные и экологические затраты, риск, связанный с использованием ископаемых видов топлива - основные барьеры к коммерциализации возобновляемых технологий. Общепризнано, что современные рынки игнорируют эти затраты. На самом деле, на мировом энергорынке предпочтение отдается загрязняющим источникам энергии, например, серосодержащим - углю и нефти, а не экологически чистым возобновляемым источникам. До тех пор, пока традиционные технологии способны перекладывать на общество существенную часть своих затрат, связанных с загрязнением окружающей среды и расходами на здравоохранение, возобновляемые источники, будут находиться в неравных условиях. И это несмотря на то, что ВИЭ практически не ухудшают состояние экологии и даже дают такие положительные эффекты, как создание рабочих мест, особенно в сельской местности. Поэтому для создания рынка, действующего по правилам "честной игры", необходим учет всех этих затрат.

Очень трудно оценить затраты, связанные с экологическим загрязнением, а некоторые из них даже трудно определить. Тем не менее, проведенные исследования доказывают их существенные размеры. Например, согласно исследованиям немецких ученых, затраты на производство электроэнергии из ископаемых видов топлива, не включая затраты, связанные с решением проблемы глобального потепления, составляют 2,4-5,5 амер. цента/кВт*ч. В то же время стоимость электроэнергии, выработанной атомными электростанциями, - 6,1-3,1 амер. цента/кВт*ч. Согласно другому исследованию, выбросы SO2 при сжигании угля на американских электростанциях ежегодно обходятся гражданам США в 82 миллиарда американских долларов - дополнительно для возмещения ущерба, нанесенного здоровью людей. Сокращение сельскохозяйственных урожаев, вызванное загрязнением воздуха, обходится американским фермерам в 7,5 млрд. американских долларов в год. Важным является тот факт, что граждане США фактически ежегодно оплачивают скрытые затраты, связанные с использованием энергии, в размере примерно 109-260 млрд. долларов. Подобные примеры могут быть приведены для других стран. Если бы дополнительные затраты включались в рыночные процессы, технологии по применению ВИЭ оказались бы в более выгодном положении, конкурируя с ископаемыми видами топлива. Тогда мы могли бы говорить о существенном проникновении ВИЭ на мировой энергетический рынок уже сегодня.

СУБСИДИИ В ЭНЕРГЕТИКУ

Правительства многих стран выделяют значительные субсидии для энергетических отраслей промышленности. Интересен тот факт, что больше всего правительственных денег поступает именно в отрасли производства энергии, которые наиболее загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на здоровье людей. Так, к примеру, производство энергии на тепловых и атомных станциях финансируется до 90% из бюджета. Технологии, основанные на использовании ВИЭ, практически не имеющие побочных пагубных эффектов, менее всего поддерживаются правительством. На технологии, использующие энергию Солнца (фотоэнергетика и горячее водоснабжение), например, в США выделено лишь 3% бюджетных средств. Такое направление, как энергосбережение, имеет наименьшую финансовую поддержку со стороны государства - лишь 2 % всех субсидий. К сожалению, в других странах мира существует аналогичная ситуация. Существующее положение дел не может не удивлять, поскольку именно применение возобновляемых источников энергии и энергосбережение могут существенно помочь в решении современных энергетических проблем.

ПОДДЕРЖКА ВОЕННЫХ

Зависимость государств от импортированной нефти требует постоянного военного контроля и защиты, международных торгово-транспортных путей. Только в США на военную защиту нефтяных поставок, идущих из Персидского залива, ежегодно тратится от 14,6 (согласно официальным данным Национального совета безопасности) до 54 млрд. американских долларов (по оценке независимого Института Rocky Mountains). К скрытым затратам на национальную безопасность относят также военную помощь, оказываемую странам, добывающим нефть, внешние и внутренние дипломатические решения, направленные на поддержание и защиту импорта нефти.

РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ

Главная проблема, связанная с ядерной энергией: "что делать с радиоактивными отходами?" До сегодняшнего дня никто не может предложить ни одного реально осуществимого плана, касающегося того, как нам распорядиться тысячами тонн высокорадиоактивных отходов, производимых атомными электростанциями. Из-за длительности существования проблема захоронения радиоактивных отходов приобретает большую остроту. Например, у плутония (Pu239) радиоактивный период полураспада составляет 24400 лет. На протяжении нескольких сотен тысяч лет он представляет собой опасность для окружающей среды. Мы сейчас принимаем решения, от последствий которых будет зависеть будущее нашей планеты и существование на ней всех форм жизни. Международный Институт World Watch оценивает ежегодные затраты по содержанию ядерных хранилищ в размере от 1,44 до 8,61 млрд. долларов США. Захоронение радиоактивных отходов на самом деле является не захоронением, а накоплением проблем для будущих поколений. Проблема, связанная с высокорадиоактивными отходами, будет актуальна в течение тысяч лет. Сегодня не существует ни одного безопасного способа хранения высокорадиоактивных отходов. Мы просто создаем хранилища и надеемся, что наши дети смогут придумать, каким образом ими распорядиться. Приведенные выше цифры не отражают затрат, связанных с ядерными катастрофами. В какую сумму можно оценить последствия катастроф в Чернобыле и на Тримайл Айленде?

Город Припять, население которого до Чернобыльской катастрофы 1986 года составляло 47000 человек, сегодня является зоной отчуждения в связи с радиоактивным загрязнением.

Источник: http://www.ecomuseum.kz/