План возобновляемых источников энергии на 2030 год

Несмотря на всю недавнюю негативную пропаганду ископаемого топлива, сырая нефть и природный газ были полезны для роста нашего современного мира. Он помогал людям жить после наступления темноты, перевозил товары по всему миру и продвигал технологии. Однако использование ископаемого топлива также имело много негативных последствий: оно привело к серьезному загрязнению, политическим конфликтам, экономическому контролю и полной зависимости от стран, не имеющих этого природного ресурса.

Запасы ископаемого топлива ограничены, и его можно найти только в определенных регионах мира. Спрос на ископаемое топливо создает конфликт, который угрожает миру. Страны с достаточными запасами ископаемого топлива могут угрожать безопасности и экономике стран, которые зависят от них. Кроме того, было сделано много оценок количества ископаемого топлива, остающегося в мире. Эти оценки зависят от роста населения и предстоящего увеличения фактического потребления ископаемого топлива. Эти оценки показывают, что на добычу нефти уходит около 35 лет, газа — 37 лет, угля — 107 лет. [1], В дополнение к негативным последствиям использования этих видов топлива для окружающей среды существует ограниченный запас ископаемых видов топлива, что приведет к использованию другой формы энергии. Это ограниченное предложение и этот значительный спрос приведут к неизбежному росту цен. В результате конец дешевой нефти быстро приближается.

Использование ископаемого топлива для удовлетворения глобальных потребностей в энергии имеет неблагоприятные побочные эффекты для людей, растений и животных. Отходы этих видов топлива согревают атмосферу Земли и загрязняют ее воздух, воду и почву. Это приводит к ухудшению условий жизни всех видов на планете. Помимо того, что это опасно для нашей экосистемы и здоровья многих видов, загрязнение также изменяет атмосферу мира. Эта тенденция, известная как глобальное потепление, будет продолжать усиливаться по мере того, как увеличивается сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии из-за роста населения планеты. При сжигании бензина в атмосферу выбрасываются оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие углеводороды. Каталитические нейтрализаторы уменьшают большую часть загрязнения, но они не идеальны. Многие города в настоящее время имеют опасные уровни озона в воздухе. Мир нуждается в экологически чистом, энергоэффективном источнике энергии, который обеспечивает неограниченный источник топлива для растущего населения мира.

Многие альтернативные энергетические технологии были исследованы и разработаны. К ним относятся солнечная, ветровая, биоэнергетическая, геотермальная и многие другие. Солнечные элементы используют солнце для производства электричества, энергия ветра поступает из кинетической энергии ветра, биоэнергия извлекается из растений, а геотермальная энергия является единственным источником энергии. энергия земли. Каждый из этих альтернативных источников энергии имеет свои преимущества и недостатки, и все они находятся на разных стадиях развития.

Для большинства стран мира, если поставки ископаемого топлива будут сокращены, вся экономика остановится. Люди не смогут добраться до работы на машине или использовать электричество дома или на работе. Население мира потребляет нефтепродукты со скоростью, в 100 000 раз превышающей уровень их подготовки. США в настоящее время импортируют 70% нефти и продолжают расти. Около 80% всей энергии в мире поступает из источников ископаемого топлива [2], Международное энергетическое агентство [3] По оценкам, мировой спрос на основные виды энергии, как ожидается, увеличится примерно на 45% к 2030 году. Стоимость этого спроса на энергию оценивается в 20 триллионов долларов США. [2, 3], Следовательно, поскольку в течение следующих нескольких лет необходимо вложить так много денег в энергетическую инфраструктуру, можно заменить инфраструктуру ископаемого топлива инфраструктурой возобновляемых источников энергии. Электростанции, работающие на угле и ископаемом топливе в Соединенных Штатах, уже достаточно старые, так как по крайней мере половина станций была построена до 1970 года. Если самые старые заводы будут выведены из эксплуатации, перенос производства этих установок будет отложен. энергия для замены энергии без преждевременного изъятия из растения может быть легко прогрессировать.

Хотя спрос на нефть растет, мировая добыча нефти достигла пика в 2005 году [1], В 2006 году Канада (16%), Франция (6%), Италия (6,5%), Германия (5,6%), США (4,8%) и США. США (4,6%). Великобритания (1,7%) [8], Мировое сообщество достигло точки, когда будущие потребности в энергии должны быть сбалансированы с будущими экономическими и экологическими потребностями. В настоящее время у нас есть реальная возможность изменить способ, которым наша экономика использует энергию, предотвратить новое загрязнение и помочь обеспечить более безопасное будущее.

О глобальном потеплении

Для всех ваших критиков глобального потепления — продолжайте читать!

Всем известно, что глобальное потепление определяется как значительное повышение температуры Земли за короткий период в результате деятельности человека. Повышение температуры на 0,4 ° C является значительным в течение столетия, а повышение на 1 ° C считается глобальным потеплением. Хотя 1 или 2 градуса Цельсия не кажутся большими, небольшие изменения в температуре могут иметь значительные эффекты. Когда вы слышите термин «ледниковый период», вы, вероятно, думаете о мире, покрытом снегом и льдом. Ледниковый период наступает каждые 50 000–100 000 лет, а средняя температура на планете была всего на 5 ° C ниже, чем сегодня. [4, 5, 6],

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) — это группа из более чем 2500 ученых из разных стран мира, которые собрались в 2007 году для продвижения исследований климата. , Одним из выводов этой встречи было то, что последние 15 лет были самыми теплыми с 1850 года. Некоторые из их наблюдений заключались в том, что ледники и снег уменьшились в северном и южном полушариях и что средние арктические температуры снизились. увеличился в два раза быстрее, чем в среднем в мире. последние 100 лет. Количество осадков увеличилось в Северной и Южной Америке, Северной Европе и некоторых частях Азии, а в Южной Африке и Средиземноморье наблюдается тенденция к снижению. В целом, теплые дни стали более частыми в мире, а холодные дни — менее частыми и менее жестокими. [4 — 7],

Естественные изменения климата, такие как потепление из-за вулканической активности, солнечные лучи и изменения в химическом составе атмосферы, иногда занимают тысячи лет, чтобы изменить только 1 ° C. Текущая концентрация углекислого газа (CO2), определяемая по ледяным кернам (от 180 до 300 ч / млн), намного превышает естественный диапазон, обнаруженный за последние 650 000 лет. Если концентрация CO2 возрастет до 400-440 промилле и останется там, потенциальное повышение температуры составит примерно 2,4-2,8 ° С. [4 — 7],

Чтобы стабилизировать уровень CO2, он должен достигнуть максимума, а затем уменьшиться. Чем быстрее это происходит, тем ниже уровень максимальной стабилизации. Согласно МГЭИК, для стабилизации эквивалентных концентраций CO2 около 445–490 промилле, выбросы CO2, как ожидается, достигнут максимума к 2015 году (самое позднее), а затем сократятся на 50–85% по сравнению с предыдущим годом. на уровне 2000 года к 2050 году. Последующий всплеск и более высокие концентрации приведут к увеличению температуры.

Будущее видение

Есть много способов создать «светлое будущее» с использованием возобновляемых источников энергии. Нет единого ответа для нашей будущей энергетической системы. Будущая экономия энергии будет состоять из множества технологий использования возобновляемых источников энергии — ветровой, солнечной, геотермальной и топливных элементов. Технология для достижения этого либо доступна, либо находится в стадии разработки. Некоторые из задач, которые нам нужно выполнить, включают в себя:

Постройте индустрию, основанную на альтернативных энергетических технологиях

Уменьшите затраты энергии

Уменьшить изменение климата

Повысить энергетическую безопасность

Помогите создать условия для долгосрочного процветания

Для выполнения этих задач нам необходимо:

Используйте комбинацию энергии ветра (наземная и морская)

Используйте стандартные и концентрированные фотоэлектрические системы питания

Используйте геотермальные системы

Используйте системы топливных элементов, которые генерируют водород при электролизе

Использовать биомассу и коммунальные отходы

Чтобы преуспеть в построении общества по возобновляемым источникам энергии, должен существовать способ хранения энергии, поскольку возобновляемая энергия (солнечная и ветровая) периодически. Солнечная и ветровая энергия — это два превосходных метода получения энергии из природных ресурсов. Тем не менее, уровни солнечного света и интенсивность ветра варьируются. Когда эти источники недоступны, электричество не может быть произведено. Когда производится большое количество энергии, водород может быть создан из воды. Водород может быть сохранен для последующего использования.

Что касается топлива, водород является одним из самых мощных видов топлива. Водород — самый распространенный элемент во вселенной. Тем не менее, он не существует в чистом виде на земле. Следовательно, его необходимо извлекать из обычных видов топлива или воды. Наиболее используемый процесс извлечения водорода — паровой риформинг природного газа. Он также может быть извлечен из угля, ядерной энергии, биотоплива или даже отходов. Водород также может быть получен с помощью воды во время процесса электролиза. Электролиз разделяет воду на водород и кислород с помощью электричества. Возобновляемые формы энергии, такие как фотоэлектрические элементы, энергия ветра, гидроэлектроэнергия и геотермальная энергия, все чаще используются для производства электроэнергии и избытка энергии. Электричество может быть использовано для процесса электролиза. Водород можно использовать или хранить для выработки электроэнергии позже.

Электричество для бытового и профессионального использования

Электроэнергия может быть произведена для жилых и коммерческих целей с использованием комбинации ветровых, солнечных и водородных топливных элементов. Промежуточные решения и сотрудничество между предприятиями, коммунальными службами и частными лицами также будут необходимы для успешного перехода к возобновляемой энергии, водороду и энергоэффективной экономике. Компании должны будут производить энергосберегающую электронику и устройства, которые минимизируют потребление энергии и автоматически отключаются, если они не используются. Коммунальные службы и правительства должны побуждать людей использовать меньше энергии, а люди должны лучше понимать, сколько энергии используется. Существует достаточно доказательств того, что рост спроса на электроэнергию может быть замедлен созданием бытовых приборов и более энергоэффективных устройств, внедрением строительных норм и правил, финансовыми стимулами и оказанием помощи людям в сокращении их потребления. энергия.

Министерство энергетики США недавно провело исследование по ветроэнергетике и пришло к выводу, что к 2030 году можно будет ввести 600 ГВт. Если бы это действительно произошло, это составило бы около 50% всей необходимой энергии. 39, использование энергии запланировано Соединенными Штатами в 2030 году. Одним из преимуществ энергии ветра является то, что она не занимает много места — башни могут быть установлены на сельскохозяйственные угодья (и в любом другом месте), без каких-либо реальных препятствий.

Солнечная фотогальваника (PV) — это технология, которую можно использовать немедленно, и продажи за последнее десятилетие резко возросли. Тем не менее, его доля на рынке остается низкой из-за высокой стоимости солнечных батарей. Концентрированная солнечная энергия может быть принята быстрее, чем обычные солнечные технологии, поскольку затраты начинают быть конкурентоспособными по сравнению с традиционными энергетическими технологиями. Концентрированные солнечные энергетические системы позволяют электростанциям генерировать электричество от Солнца в большем масштабе, позволяя потребителям использовать солнечную энергию без инвестиций в нее. персональные солнечные технологии систем. Геотермальная энергия также может обеспечить значительное количество энергии, если она будет доказана в течение следующих нескольких лет.

Топливные элементы использовались в течение десятилетий в профессиональных и жилых целях. Стационарные топливные элементы могут производить достаточно электричества и тепла для питания дома или всего предприятия, что может привести к значительной экономии. Они также могут генерировать достаточно энергии, чтобы продать ее часть обратно в сеть. Топливные элементы могут также помочь обеспечить электричество, работая с большими электростанциями, чтобы стать более децентрализованными и повысить их эффективность. Большая часть электроэнергии, производимой крупными электростанциями, работающими на ископаемом топливе, распределяется на большие расстояния по высоковольтным проводам. Эти растения кажутся очень эффективными из-за их большого размера; Тем не менее, потери электроэнергии от 7 до 8% в Европе и 10% в Соединенных Штатах происходят при транспортировке на большие расстояния. Одна из основных проблем с этими линиями передачи состоит в том, что они не работают должным образом все время. Для населения было бы безопаснее, чтобы производство электроэнергии не происходило на многих крупных электростанциях, а генерировалось там, где необходима энергия. Топливные элементы могут использоваться везде, где требуется энергия, без использования больших линий электропередачи.

Топливные элементы могут питать дома и предприятия без электричества. Иногда подключение к сети дома, который отсутствует в сети, может быть чрезвычайно дорогим. Топливные элементы также более надежны, чем другие коммерческие генераторы, используемые для питания домов и предприятий. Это может быть выгодно для многих компаний, учитывая количество денег, которые они могут потерять, если питание отключится даже на короткое время.

В будущем энергосбережение отдельные домохозяйства смогут производить свою собственную энергию. Это поможет перераспределить власть нефтяных компаний и мировых правительств среди населения. Отдельные домохозяйства могут делиться своей энергией с энергосистемой, чтобы помочь распределять энергию в областях, которые, вероятно, будут иметь меньше из-за погодных условий.

Личные транспортные средства

Управление энергетической информации [2] указывает, что транспортные средства используют 70% жидкого топлива, потребляемого Соединенными Штатами. Средняя топливная эффективность современных транспортных средств составляет около 22 миль на галлон. Тем не менее, не должно быть нереальным увеличение средней эффективности использования топлива до примерно 45 км / галлон к 2030 году. Транспортные средства с гибридными, электрическими и топливными элементами обеспечат снижение или нулевой расход масла, и каждый из них может быть полезно превратить в водородную систему. и экономика, основанная на возобновляемых источниках энергии. Все крупные производители уже вложили значительные средства в транспортные средства на водородных топливных элементах.

Многие факторы способствуют буму топливных элементов на автомобильном рынке. Доступность ископаемого топлива ограничена, что приведет к неизбежному росту цен. Кроме того, законодательство становится все более строгим в области контроля за выбросами в окружающую среду. Одним из новых законодательных актов, который облегчит внедрение рынка транспортных средств на топливных элементах в Соединенных Штатах, является Калифорнийский мандат на транспортные средства с нулевым уровнем выбросов (ZEV), который требует, чтобы количество транспортных средств продавалось каждый год. в калифорнии. Транспортные средства на топливных элементах также могут быть более экономичными, чем автомобили, работающие на других видах топлива. Эта энергетическая технология обеспечивает новый диапазон использования энергии в небольших двух- или четырехколесных транспортных средствах, лодках, скутерах, беспилотных транспортных средствах и других коммерческих транспортных средствах.

В будущем автомобили будут подключены к розеткам в домах и офисах для выработки электроэнергии для автомобилей и домов. Дома нужно всего 10 кВт для питания всего. А поскольку автомобили могут генерировать 40 кВт энергии, автомобиль может стать электростанцией для дома или офиса. Автомобили могут также быть связаны с полюсом, когда люди идут на работу, чтобы управлять зданием. Этот переход к водородной экономике является серьезной проблемой и возможностью для 21-го века.

Портативная энергия

Портативные электронные устройства, такие как ноутбуки, фотоаппараты и мобильные телефоны, могут работать в 10-20 раз дольше, используя водород. В ближайшие годы портативные устройства, такие как ноутбуки, мобильные телефоны, видеомагнитофоны и тому подобное, потребуют больших количеств энергии в течение более длительных периодов времени. Топливные элементы обладают высокой масштабируемостью и легко заряжаются по сравнению с аккумуляторами. Технология сотовых телефонов стремительно развивается, но ограничивающим фактором для новых технологий является мощность. Требуется больше энергии, чтобы предоставить потребителям все функции устройств, в которых они нуждаются и хотят. Армия также нуждается в долгосрочной портативной энергии для оснащения новой экипировки солдат. Кроме того, топливные элементы работают бесшумно и имеют низкую температуру, что является неоспоримым преимуществом для военных.

Создание рабочих мест в новом секторе возобновляемой энергии

Строительство альтернативной энергетики легко создаст миллионы рабочих мест в течение следующих 10 лет. Эти работы включают в себя строительство и эксплуатацию новых электростанций, производство технологий использования возобновляемых источников энергии (таких как солнечная и ветровая энергия), исследование и разработка новых технологий для повышения энергоэффективности. Возобновляемая энергия и рабочие места создаются за счет денег, потраченных на эти технологии.

Чтобы преобразовать нашу нефтяную экономику, мы должны инвестировать, чтобы изменить ее. Нам нужно убедиться, что мы планируем кормить наш мир в течение следующих 20 лет и далее.

[1] Shahriar S. и Topal E. (2009). Когда будут сокращены запасы ископаемого топлива? Энергетическая политика, 37: 181-189.

[2] Управление энергетической информации. (2008). International Energy Outlook 2008, Вашингтон, округ Колумбия, ноябрь 2008 г. (№ DOE / EIA-0484 (2008)). Получено 25 января 2009 г. с http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html.

[3] Международное энергетическое агентство, Организация экономического сотрудничества и развития. (2008). World Energy Outlook 2008. Выдержка из [http://www.sourceoecd.com/]

[4] Hegerl, G.C., F.W. Zwiers, P. Braconnot, N.P. Gillett, Y. Luo, J.A. Marengo Orsini, N.Nicholls, J.E. Penner, and P.A. Stott, 2007: Понимание и объяснение изменения климата. В кн .: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)], Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.

[5] Бейтс, Б.С., З.В. Kundzewicz, S. Wu и J.P. Palutikof, Eds., 2008: Изменение климата и вода. Технический документ Межправительственной группы экспертов по изменению климата, Секретариат МГЭИК, Женева, 210 с. Получено 8 февраля 2009 г. с сайта http://www.ipcc.ch/pdf/technical-papers/climate-change-water-en.pdf.

[6] Тройт Х., Сомервилль Р., Кубаш Ю., Дин, Мауритцен А., Мокссит Т., Петерсон М. и Пратер, 2007: Исторический обзор изменения климата. В кн .: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)], Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.

[7] МГЭИК, 2007: резюме для политиков. В кн .: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата[SalomonSDQinMManning[SolomonSDQinMManning[SalomonSDQinMManning[SolomonSDQinMManning

[8] Садорский П. (2009). Потребление возобновляемой энергии, выбросы CO2 и цены на нефть в странах G7, Энергосбережение, doi: 10.1016 / d.eneco.2008.12.010.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *