Технология применения и использование энергии альтернативных источников в виде сил природы для потребностей человека так же стара, как первый парусник.
Но внимание использования возобновляемых источников продвинула промышленная революция на основе концентрированной активности ископаемых видов топлива.
Использование энергии альтернативных источников и эскалация спроса на электроэнергию, добываемую через ископаемое топливо, подняла вопросы выбросов углекислого газа, способствуя возможному глобальному потеплению.
Внимание обращено к огромным источникам энергии, бушующим вокруг нас в природе альтернативных источников энергии – солнце, ветер и море.
Никогда не было сомнений относительно масштабов этой энергии, задача всегда была в её освоении.
Сегодня люди значительно продвинулись в решении этой задачи. Эффективные ветрогенераторы, разработанные за последние десятилетия, солнечная фотоэлектрическая технология являются гораздо более эффективными источниками энергии и улучшение перспектив задействования приливов и волн. Солнечные тепловые технологии в частности (с некоторым аккумулированием тепла) имеют большой потенциал.
Экологически чистая энергия
Спрос на экологически чистую энергию побудили цены на углеродное топливо, определяемые рынком и создали стимулы для источников энергии.
Экологически чистая энергия лучше, чем текущие источники ископаемого топлива без проведения различия между различными технологиями. Это возлагает ответственность на технологии энергоснабжения потребителей по конкурентоспособной цене. Энергия ветра, солнечная и ядерная являются главными конкурентами.
Солнце, ветер, волны, реки, приливы и тепло от радиоактивного распада в земной мантии, а также биомассы относятся к возобновляемым источникам энергии.
Только одна сила падающей воды в реках была значительно задействована для выработки электроэнергии на протяжении многих лет, хотя использование ветра растет быстрыми темпами и сейчас признается как серъезный источник энергии.
Солнечная энергия человеком косвенно использовалась в сельском и лесном хозяйстве, через фотосинтез, и все чаще для тепла. Биомасса, например, остатки сахарного тростника сжигаются, но есть серьезные вопросы относительно более широкого использования биоэнергии.
Проблемы использования возобновляемых источников энергии
Переходя к использованию возобновляемых источников энергии за исключением крупных гидроэлектростанций для электричества, существуют проблемы на самом деле в их использовании.
Помимо солнечных фотоэлектрических систем, которые непосредственно производят электричество, возникают технические сложности: как преобразовать солнечное тепло в электроэнергию.
Основной возможностью этих возобновляемых источников энергии является их изобилие и относительно широкая распространенность. Однако существует задача при удовлетворении спроса особенно для электроснабжения состоящая в переменном и диффузном характере (за исключением геотермальной энергии, которая не является широкодоступной).
Это означает, что должны существовать надежные дублированные источники электроэнергии за пределами нормальной системы или некоторые средства крупномасштабного хранения электричества.
Использование энергии должно быть 24/7.
Нефть, газ и уголь продолжают составлять львиную долю рынка, причем возобновляемые источники энергии (не считая ядерной), составляют менее 5% доли рынка. Франция в настоящее время использует ядерную энергию при производстве 75% своего электричества. Сообщается, что в 2018 году мир потребил более 150 000 тераватт-часов (TВт/ч) по сравнению с чуть менее 10 000 (ТВт/ч) в 1900-х годах.
Использование возобновляемых ресурсов просто не могут идти в ногу с требованием рынка растущем по экспоненциальному закону.
В качестве справки:
необходим гектар площади земли и 14 000 солнечных панелей для производства эквивалента электростанции мощностью 1 МВт, которая будет питать до 150 домов;
ветровой электростанции будет нужно 600 квадратных километров, чтобы произвести эквивалент атомной электростанции мощностью 1000 МВт.
Возобновляемые источники энергии считаются чувствительными к определенным географическим условиям и поэтому не являются постоянным источником энергии. Использование энергии альтернативных источников сталкивается со многими проблемами, конкурирующими с традиционными ископаемыми видами топлива.
Политика развития
Использование энергии альтернативных источников и развитие возобновляемых источников должно проходить через политические решения. Такая политика, теперь в приблизительно 50 странах и включает в себя приоритетные направления для электроэнергии из возобновляемых источников и специальные льготные тарифы, квоты обязательств и энергетические налоги.
Свыше 140 стран представили Рамочную конвенцию ООН использования энергии, где определены задачи для борьбы с изменением климата. Решение задачи приведет к 8% сокращению выбросов CO2 на душу населения к 2025 году и 9% к 2030 году.
Необходимо тратить больше на исследования и разработки экологически чистых видов топлива, поскольку они имеют более передовые технологии, чем азиатские страны. Наряду с солнечной энергией следует уделять больше внимания разработке биодизельного топлива из отработанных растительных масел, животных жиров, водорослей, первичного нефтяного сырья и масла из галофитов. Стоимость биодизеля должна быть снижена, и он должен быть легко доступен для масс для повседневного использования.
Тем не менее, правительственные инициативы и экономические инвестиции и стимулы во всем мире мир доказали, что основные возобновляемые источники, такие как гидроэлектроэнергия и солнечная энергия могут эффективно интегрироваться в экономические системы и политику.
Например, Норвегия, Бразилия, Россия, Канада и Швеция в настоящее время производят много своей электроэнергии с использованием гидроэлектроэнергии.
