Dostávejte jeden z nejčtenějších článků e-mailem jednou denně. Připojte se k nám na Facebooku a VKontakte.
Energetika se dlouhodobě rozvíjí mílovými kroky. Tomu navíc napomáhá nejen rozsah vědeckého a technologického pokroku, ale také praktická nutnost, protože zásoby tradičnějšího uhlí, plynu a ropy dříve nebo později dojdou. Není proto nic překvapivého na tom, že již řada konceptů využívaných obnovitelnými zdroji ukazuje svou relevanci a efektivitu. Vaší pozornosti je „desatero“ účinných alternativních zdrojů energie, které se brzy stanou všudypřítomnými.
1. “Slunečná okna”
K dnešnímu dni se mezi alternativními zdroji energie Slunce zdá být jedním z nejviditelnějších a nejspolehlivějších. Nejběžnější možnosti jeho použití – solární panely – však zůstávají poměrně drahé na výrobu, takže odborníci pokračují ve zdokonalování systémů tohoto druhu akce.
Jedním z nejslibnějších na této cestě je koncept SolarWindow. Technologie tohoto projektu je taková, že umožňuje použití průhledných plastových skel jako solárních panelů, které lze instalovat prakticky na každé okno. Mezi zřejmé výhody tohoto konceptu patří vysoká účinnost, rozumné výrobní náklady takových panelů a také možnost jejich instalace tam, kde nelze umístit tradiční baterie.
2. Solární baterie Betaray
Souběžně s novými koncepty využití solární energie vědci aktivně vyvíjejí pokročilejší baterie. Za nejkurióznější a nejslibnější lze v tomto směru považovat instalaci pro akumulaci slunečního záření zvanou Betaray. Nazývá se také koncentrátor nebo sférický generátor.
Betaray má velmi originální design – ve skutečnosti je to koule naplněná kapalinou a pokrytá tepelně zachycujícími panely, která je umístěna na stojanu. Navzdory tomu, že jeho výrobu lze jen stěží nazvat levnou, ve srovnání se stejnými výše uvedenými okenními panely je však účinnost koncentrátoru opravdu úžasná: dokáže například vyrobit čtyřikrát více energie než standardní solární panely.
3. Geotermální stanice
Abychom byli spravedliví, stojí za zmínku, že zdroje geotermální energie se používají již dlouhou dobu a jsou již rozšířeny po celé planetě, ale stále jsou považovány za alternativní. Nespornou výhodou této technologie je, že energie je odebírána přímo z tepla samotné Země, tedy na rozdíl od těžby ropy, plynu nebo uhlí nepřispívá ke ztrátě jejích zdrojů. Jednou z nejproduktivnějších tepelných elektráren, které již byly postaveny, jsou ty postavené na sopkách: podle redakce Novate.ru je jedno takové zařízení schopno zásobovat elektřinou téměř 12 XNUMX obytných budov.
4. Větrná farma v podobě nafukovací turbíny
Větrné elektrárny se již aktivně staví po celém světě, ale vědci se rozhodli nezastavit se a jít na novou úroveň ve vytváření takových zařízení. A u jednoho takového konceptu se vývojáři obrátili na zkušenosti z letectví. Jejich nafukovací turbína, která je naplněna héliem, vypadá velmi podobně jako letadlo.
A princip jeho fungování spočívá v tom, že po vystoupání do výšky až 600 metrů, kde jsou proudy větru konstantní a poměrně silné, generovat energii přímo ze vzduchu. Mezi výhody takového konceptu lze rozlišit nízkou cenu, rychlou návratnost z hlediska energie a odolnost vůči nepříznivému počasí.
5. Biopaliva
Dalším velmi perspektivním zdrojem energie jsou biopaliva. Jeho nespornou výhodou je fakt, že se dá pěstovat doslova na polích a to vše proto, že k výrobě energie jsou potřeba rostlinné oleje a k tomu se hodí nejběžnější plodiny, jako je sója nebo kukuřice.
Nejslibnější jako alternativní zdroj energie jsou však kupodivu řasy. Jsou pro to minimálně dva důvody: za prvé jsou to vodní rostliny, které poskytují mnohem více zdrojů než ty suchozemské. A za druhé je lze snadno recyklovat, pokud se jejich odpad použije jako hnojivo.
6. Radioaktivní thorium
Pokusy o zlepšení jaderné energetiky také nikam nevedou, protože právě radioaktivní prvky poskytují obrovské množství energie. Zásob uranu však není tolik, jak bychom si přáli, ale vědci už naplno vyvíjejí technologii, jak zkrotit další chemický prvek – thorium. A to není marné, protože podle Novate.ru jeden gram této radioaktivní látky dává tolik energie jako 28 90 litrů benzínu a stejné ukazatele uranu jsou XNUMXkrát vyšší.
Pro spravedlnost je třeba poznamenat, že thorium se dlouho používá v jaderných reaktorech, ale dnes je v energetice, jak se říká, na okraji, protože jeho použití je pracnější než uran. A přesto odborníci vývoj thoria neopustí, protože podle geologického průzkumu světové zásoby tohoto prvku v zemské kůře převyšují zásoby uranu 3-4krát, takže vyhlídky tohoto potenciálního zdroje energie jsou zřejmé.
7 Přílivová energie
O tom, jak využít příliv a odliv jako zdroje energie, přemýšlelo lidstvo relativně nedávno. Několik zajímavých konceptů však již bylo vyvinuto. Generátor vlny Oyster je považován za nejslibnější z nich – práce na něm začaly teprve v roce 2009. Zajímavý název – “ústřice” – je způsoben tím, že instalace má vnější podobnost s tímto mořským měkkýšem.
K dnešnímu dni byl generátor Oyster nejen dokončen a otestován, ale také úspěšně provozován. Ve Skotsku tedy byly spuštěny dvě vlnové instalace a jejich práce stačí na zásobování energií 80 obytných budov. Proto má projekt všechny šance na rozvoj a oživení budov po celém světě.
8. Mezinárodní experimentální termonukleární reaktor
Se všemi nedostatky, které mohou při práci s jadernými elektrárnami nastat, jsou i nadále jedním z nejvýkonnějších zdrojů energie, které má dnes lidstvo k dispozici. Proto není divu, že se rozvíjí i tento směr. A možná za nejslibnější takový koncept lze považovat projekt ITER, který realizují specialisté ze zemí EU, Ruské federace, USA, Číny, Jižní Koreje, Japonska a Kazachstánu.
Vývojem je vytvoření mezinárodního experimentálního termonukleárního reaktoru, který názorně prokáže možnost komerčního využití termojaderné fúzní reakce. Tento projekt byl koncipován již dávno – již v osmdesátých letech minulého století, ale teprve před 11 lety se začalo s výstavbou zařízení. Samotný reaktor se začal montovat teprve loni, dokončit ho plánují zhruba za pět let.
9. Mikrovlnný generátor
Velmi ambiciózní projekt motoru s názvem EmDrive před časem představil britský inženýr Robert Shoer. Navíc je tak úžasný, že mnoho vědců jeho výkonu vůbec nevěří. A to vše proto, že Shoerův vývoj ve skutečnosti vyvrací přinejmenším třetí Newtonův zákon.
Zpočátku inženýr navrhl použít svůj vynález jako alternativu k obvyklému palivu pro kosmické lodě a umělé satelity. Principem jeho fungování je využití rezonančních mikrovln, které by hypoteticky měly vytvořit silný tryskový tah. Doposud ani testy provedené v NASA nedaly konkrétní odpověď na otázku – funguje tento motor. Ale pokud se ukáže, že Shoerův koncept není šarlatánstvím, ale skutečným zdrojem energie, pak to způsobí revoluci v celé fyzice.
10. Viry
Takový neobvyklý alternativní zdroj energie nedávno představili vědci z Národní laboratoře. Lawrence v Berkeley. Stalo se to takto: odborníci objevili virus, který je schopen generovat elektřinu díky deformaci upravených materiálů. Takové jedinečné vlastnosti byly pozorovány u neškodných bakteriofágových virů M13. Vývoj této technologie pokračuje, ale dnes se již úspěšně používá k napájení obrazovek notebooků a smartphonů.
Stejně důležité jsou automobilové motory, které jsou někdy vyrobeny tak efektivně, že vejdou do historie.
Zelenou energii volí země, města, firmy i občané. Vyprávíme, jak se obnovitelné zdroje posouvají z kategorie alternativních k těm hlavním, jak se vyvíjejí v Rusku a ve světě a jaká je čeká budoucnost
Co jsou alternativní zdroje energie
Alternativní zdroje energie jsou obnovitelné zdroje energie, které se získávají využitím vodní energie, větrné energie, solární energie, geotermální energie, biomasy a energie přílivu a odlivu. Na rozdíl od fosilních paliv, jako je ropa, zemní plyn, uhlí a uranová ruda, se tyto zdroje energie nevyčerpávají, a proto se nazývají obnovitelné. Jen v roce 2019 byla po celém světě instalována zařízení pro obnovitelné zdroje energie (OZE) o celkové kapacitě 200 GW.
Druhy alternativních zdrojů energie
1. Sluneční energie
Slunce je hlavním zdrojem energie na Zemi, protože naši planetu ročně zasáhne asi 173 PW (nebo 173 milionů GW) sluneční energie, což je více než 10 tisíckrát více, než je celosvětová energetická potřeba. Fotovoltaické moduly na střeše nebo na otevřených prostranstvích přeměňují sluneční záření na elektrickou energii pomocí polovodičů – především křemíku. Solární kolektory vyrábějí teplo pro vytápění a přípravu teplé vody a také pro klimatizaci.
Solární panely mohou generovat energii za oblačného počasí a dokonce i při sněžení. Pro největší účinnost by měly být instalovány pod určitým úhlem – čím dále od rovníku, tím větší je úhel instalace panelů.
2. Větrná energie
Používání větru jako hnací síly má dlouhou tradici. Větrné mlýny sloužily k mletí mouky, pilařství) a jako čerpací nebo vodní čerpací stanice. Moderní větrné turbíny vyrábějí elektřinu z větrné energie. Nejprve přeměňují kinetickou energii větru na mechanickou energii rotoru a poté na elektrickou energii.
Větrná energie je jednou z nejrychleji rostoucích technologií obnovitelné energie. Podle nejnovějších údajů IRENA se za poslední dvě desetiletí globální kapacita výroby větrné energie na pevnině a na moři zvýšila téměř 75krát, ze 7,5 GW v roce 1997 na přibližně 564 GW do roku 2018.
3. Vodní energie
Už ve starověkém Egyptě a římské říši byla vodní energie využívána k pohonu pracovních strojů, včetně mlýnů. Ve středověku se v Evropě používaly vodní mlýny na pilách a celulózkách a papírnách. Od konce XNUMX. století se vodní energie aktivně využívá k výrobě elektřiny.
4. Geotermální energie
Geotermální energie využívá zemské teplo k výrobě elektřiny. Teplota podloží umožňuje ohřev horních vrstev Země a podzemních nádrží. Geotermální energii z půdy získávají pomocí malých vrtů – to nevyžaduje velké investice. Je zvláště účinný v oblastech, kde se horké prameny nacházejí blízko povrchu zemské kůry.
5. Bioenergie
Bioenergie je univerzální. Z pevné, kapalné a plynné biomasy lze vyrábět teplo, elektřinu a palivo. Rostlinné a živočišné odpady jsou přitom využívány jako obnovitelné suroviny.
6. Energie odlivu a odlivu
Přílivy a vlny jsou dalším způsobem, jak získat energii. Umožňují otáčení generátoru, který je zodpovědný za výrobu elektřiny. K výrobě elektřiny tedy vlnové elektrárny využívají hydrodynamickou energii, tedy energii, tlakovou ztrátu a teplotní rozdíl mezi mořskými vlnami. Výzkum v této oblasti stále probíhá, ale odborníci již spočítali, že pouze pobřeží Evropy dokáže ročně vyrobit energii v množství více než 280 TWh, což je polovina energetické spotřeby Německa.
Jak různé země světa realizují plány energetické transformace
Země po celém světě si stanovily ambiciózní cíle pro přechod na obnovitelné zdroje energie. Cíle se také staly součástí Pařížské dohody – do roku 2030 mohou být bezuhlíková řešení konkurenceschopná v odvětvích, která tvoří více než 70 % celosvětových emisí. Plánuje se to prostřednictvím energetického přechodu – procesu nahrazení uhelného hospodářství obnovitelnými zdroji energie. V roce 2020, navzdory pandemii a ekonomické recesi, mnoho měst, zemí a společností nadále oznamovalo nebo zavádělo plány dekarbonizace.
Očekává se, že Indie nejvíce přispěje k rozvoji obnovitelné energie v roce 2021. Plánuje se zde spuštění řady větrných a solárních projektů.
Evropská unie také předpovídá skokový růst kapacity v roce 2021. Zde ani v kontextu pandemie nezapomínají na Zelenou dohodu, největší korekci ekonomického kurzu v historii EU. Cílem projektu je do roku 2030 vytvořit v EU uhlíkově neutrální prostor. Za tímto účelem je plánováno snížení emisí skleníkových plynů o 40 % oproti úrovni roku 1990 a zvýšení podílu energie z obnovitelných zdrojů na 32 % v celkové struktuře spotřeby energie. Těchto cílů bude podle Evropské komise možné dosáhnout s pomocí ročních investic ve výši 260 miliard eur.Podíl obnovitelné energie v energetickém systému EU také neustále roste. V první polovině roku 40 tak bylo asi 2020 % elektřiny v EU vyrobeno z obnovitelných zdrojů.
Mezitím jsou lídry investic do rozvoje obnovitelné energie Čína, USA, Japonsko a Velká Británie. Od té doby, co BloombergNEF začal tyto údaje sledovat, se globální investice do větrné a solární energie, biopaliv, biomasy a odpadu a malých vodních elektráren zvýšily téměř o řád. Na roční bázi vzrostly investice do čisté energie za 33 let z 300 miliard USD na více než 20 miliard USD.
Čína se za deset let stala předním výrobcem zařízení pro obnovitelné zdroje energie. V první řadě mluvíme o solárních panelech. Sedm z 2060 největších výrobců solárních článků na světě jsou čínské společnosti. Obecně lze říci, že rozvoj technologií snížil náklady na výstavbu nových zařízení pro obnovitelné zdroje energie. To přibližuje plány Číny stát se uhlíkově neutrální do roku XNUMX.
Vážné kroky k energetickému přechodu se očekávají také od amerického prezidenta Joea Bidena. Vrátil zemi nejen k Pařížské dohodě, ale také oznámil, že hodlá do roku 100 dosáhnout čistých emisí skleníkových plynů a přechodu na 2050% zelenou energii.
Také Japonsko, Jižní Korea, Nový Zéland a Spojené království plánují do roku 2050 využívat pouze OZE. Rok 2020 byl již pro britskou energetickou síť nejzelenějším rokem od průmyslové revoluce. Země se bez uhlí dokázala obejít 67 dní. Británie plánuje opustit tradiční zdroje energie do roku 2025.
OZE se ve Španělsku aktivně rozvíjejí – podle prognóz poroste jen solární energetický sektor v zemi zhruba dvakrát rychleji než v Německu.
V roce 2020 získávalo Skotsko 97 % elektřiny z obnovitelných zdrojů. Pomocí vyrobené „zelené“ energie bylo možné pokrýt elektrickou potřebu více než 7 milionů domácností. Skotsko má v plánu stát se uhlíkově neutrální do roku 2030.
Stejný rok byl vybrán jako čas pro úplné opuštění tradiční energie pro Rakousko a Saúdská Arábie plánovala do roku 2030 přijímat 50 % své elektřiny z OZE.
Geotermální energie v Reykjavíku a solární panely pro Berlín
Jednotlivá města po celém světě také usilují o to, aby se stala klimaticky neutrální. Z více než 570 měst na světě, pro která jsou vedeny statistiky, více než 100 získává nejméně 70 % elektřiny z obnovitelných zdrojů – vodní, geotermální, solární a větrné energie, uvádí CDP.
Na seznamu jsou taková města jako Auckland, Nairobi, Oslo, Seattle, Vancouver, Reykjavík, Porto, Basilej, Bogota a další.
Například Burlington (Vermont, USA) již získává 100 % elektřiny z větru, slunce, vody a biomasy. Veškerá elektřina v Reykjavíku pochází z hydroelektrických a geotermálních zdrojů. Do roku 2040 musí být veškerá veřejná i soukromá doprava v hlavním městě bez fosilních paliv.
100 % energie z obnovitelných zdrojů pro švýcarskou Basilej zajišťuje vlastní energetická dodavatelská společnost. Většina elektřiny pochází z vodní energie a 10 % z větru. V květnu 2017 Švýcarsko hlasovalo pro postupné ukončení jaderné energie ve prospěch obnovitelné energie.
Stranou nezůstávají ani světové metropole. Například berlínský senát schválil akční plán rozvoje solární energie v německém hlavním městě „Masterplan Solarcity“. V souladu s celkovou strategií rozvoje města by se měl Berlín do roku 2050 stát klimaticky neutrálním. Na konci roku 2018 fungovaly v Berlíně solární elektrárny, které pokryly 0,7 % spotřeby elektřiny, do roku 2050 bude 25 % energetické spotřeby města zajišťovat solární energie.
„Podporujeme rozšíření obnovitelné energie v Berlíně. Dva návrhy zákonů jsou v současné době projednávány Senátem hl. Zákon o solární energii ukládá majitelům domů instalovat solární systémy na střechy. Návrh zákona Správy životního prostředí a klimatu učiní povinné využívání solární energie ve veřejných budovách již v roce 2023. Tím se výrazně sníží emise CO2 v Berlíně,“ řekl šéf frakce Zelených v berlínském Senátu Zilke Goebel.
Jak podnikání vytváří pozitivní image investováním do obnovitelné energie
Společnosti po celém světě také vytvářejí strategie a definují zelené cíle, kterých chtějí v určitém časovém období dosáhnout. Došlo k povědomí: musíme jednat zodpovědně a jít spotřebitelům příkladem šetrným k životnímu prostředí. Využití OZE samozřejmě může pomoci nejen vytvořit pozitivní image pro firmy, ale také snížit náklady na elektřinu.
Takže nové servery Facebooku, stejně jako General Motors, budou dostávat energii ze solární elektrárny. V Kentucky se staví v rámci rozsáhlého programu Green Invest.
IKEA chce do roku 2030 vyrábět více elektřiny z obnovitelných zdrojů, než sama spotřebuje. V obchodech ve 14 zemích je 920 530 solárních panelů a také více než 2,8 větrných turbín. Ingka, mateřská společnost IKEA, investovala asi 1,7 miliardy dolarů do různých projektů obnovitelné energie a stala se vlastníkem kapacity XNUMX GW. Pokračovat bude také v investicích do výstavby větrných elektráren a solárních elektráren.
Chemický koncern BASF postupně přejde na obnovitelné zdroje energie, plánuje také investice do větrných elektráren.
Intel je poháněn větrem, sluncem, vodou a biomasou. Od roku 2012 Intel investoval 185 milionů dolarů do 2 000 projektů na úsporu energie a 100 % elektřiny spotřebované společností v USA a EU pochází z obnovitelných zdrojů energie.
Apple se také snaží stát uhlíkově neutrální. Získala několik solárních farem, které poskytují udržitelnou energii pro svá datová centra. Od roku 2018 jsou všechny maloobchodní prodejny, kanceláře a datová centra Apple napájeny ze 100 % obnovitelné energie.
Společnost Microsoft využívá více než 1,3 miliardy kWh zelené energie ročně při vývoji softwaru, provozu datových center a výrobě. Společnost se zavázala, že do roku 75 sníží emise uhlíku o 2030 %.
