Yenilenebilir enerji kaynakları. Rusya için yenilenebilir enerji kaynakları: heves mi yoksa zorunluluk mu? Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımından kaynaklanan çevresel etki

Bu da gösteriyor ki, 2014 yılında dünya ekonomisi yüzde 3 büyürken, önemi son derece büyük bir olay daha yaşandı. Çığır açan bir değişimden bahsediyoruz. Gerçek şu ki, ilk kez küresel ekonominin büyümesine karbondioksit emisyonlarındaki artış eşlik etmedi. Rapor, BM himayesinde faaliyet gösteren 21. Yüzyıl için Yenilenebilir Enerji Politikası Ağı tarafından sunuldu.

Bunun “suçu” Çin'in yenilenebilir enerji kaynaklarını geliştirme ve bu kaynaklara geçiş yönündeki aktif çabalarıydı. 2014 yılında Celestial Empire dünyadaki herhangi bir ülke kadar hidroelektrik santrali, rüzgar türbini ve güneş enerjisi istasyonunu devreye aldı. Geçen yıl Çin'de yaşanan bir diğer önemli gelişme de ülkenin uzun zamandan sonra ilk kez kömür tüketimini azaltmasıydı.

Peki ya Rusya?

Ülkemizin başta petrol ve gaz olmak üzere oldukça büyük yenilenemeyen enerji kaynakları rezervlerine sahip olması sebepsiz değildir. Akademisyen Fortov ve Teknik Bilimler Doktoru Popel, 2013 yılında Moskova'da düzenlenen Birinci Uluslararası “Yenilenebilir Enerji” Forumu'ndaki raporlarında bundan bahsediyor:

"Rusya, elbette, kendi geleneksel yakıt ve enerji kaynakları rezervleri açısından dünyadaki herhangi bir ülkeden daha iyi bir donanıma sahip."

Nitekim Rusya vatandaşlarının çoğu ülkemizin petrol ve doğalgaz ihracatında birinci sırada yer aldığını çok iyi biliyor. Bu bakımdan yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi bir heves gibi bile görünebilir. Ancak öyle değil. Neden? Fortov ve Popel'in argümanları arasında, gerçek duruma dayalı olarak birkaç ana argüman tespit edilebilir:

1. Garip görünse de ülkenin birçok bölgesinde enerji sıkıntısı yaşanıyor. Bu aynı zamanda güneyde bulunan Federasyonun Konuları için de geçerlidir. Yakıt kaynaklarının yanı sıra enerji kaynaklarına da ihtiyaçları var.

Bilim insanları bunu söylüyor “Enerji kaynaklarını ithal eden ülkeler için olduğu kadar onlar için de bölgesel enerji güvenliği sorununun çözülmesi önemli.”

2. Gazın enerji kaynağı olarak kullanılması, kömür veya petrol ürünlerinin yakılmasından çok daha çevre dostu bir teknolojidir.

Ancak bilim adamlarına göre, 2013 yılı itibarıyla Rusya'daki kentsel yerleşimlerin yaklaşık %50'si ve kırsal yerleşimlerin %35'i gaza dönüştü. Gazprom, web sitesinde 2013'ün başında ortalama gazlaştırma seviyesinin göstergelerini sunuyor: şehirlerde -% 70,1, kırsal alanlarda -% 53,1. Her durumda, bir şey açık: Rusya'da gazlaştırmayla ilgili durum ideal olmaktan uzak. Doğal olarak gazın bulunmadığı bölgelerde yaşayan insanlar, yerel kirlilik kaynağı olan kömür ve petrol ürünlerini kullanmak zorunda kalıyor.

3. Doğal afetler, merkezi enerji tedariki alanlarında küçük ölçekli dağıtık üretimin geliştirilmesinin gerekliliğini ortaya koymuştur.

Bu sayede elektrik hatlarıyla elektrik sağlanan ve yerel kazan daireleri kullanılarak ısı sağlanan küçük yerleşim yerlerinde tüketicilere enerji tedarikinin güvenilirliğini artırmak mümkün.

4. RES mükemmel bir "yardımcı" etki sağlar: işler gelişir, yeni işler ortaya çıkar, yeni yenilikçi teknolojiler ve üretimler doğar.

5. Rusya'nın büyük petrol ve doğalgaz rezervleri var ama bunlar sınırsız değil.

Er ya da geç diğer enerji kaynaklarını düşünmek zorunda kalacaksınız. Ancak enerji oldukça hareketsiz bir alandır: İçindeki bir şeyi ciddi şekilde değiştirmek veya gelecek yıllarda yeniden inşa etmek için şimdi başlamalısınız.

Dolayısıyla bilim camiasında ülkemizde yenilenebilir enerji kaynaklarının gelişimini makul ölçüde destekleyen ciddi güçler var. Devlet düzeyinde neler oluyor? Kısaca Enerji Bakanlığı bu konuda çok olumlu:

“Yakın zamana kadar, başta geleneksel enerji hammaddelerinin devasa rezervleri olmak üzere çeşitli nedenlerden dolayı, Rusya'nın enerji politikasında yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının geliştirilmesine nispeten az önem veriliyordu. Son yıllarda durum gözle görülür şekilde değişmeye başladı. Daha iyi bir çevre için mücadele etme ihtiyacı, insanların yaşam kalitesini iyileştirmek için yeni fırsatlar, ileri teknolojilerin küresel gelişimine katılım, ekonomik kalkınmanın enerji verimliliğini artırma arzusu, uluslararası işbirliğinin mantığı - bunlar ve diğer hususlar katkıda bulundu. daha yeşil enerji yaratma ve düşük karbonlu bir ekonomiye doğru ilerlemeye yönelik ulusal çabaların yoğunlaştırılması.”

Gerçek nedir? Gerçekte Rusya yenilenebilir enerjiye sahiptir. Ne yazık ki bazı vatandaşlar yabancı güneş enerjisi santrallerinden memnun ve sadece onların değil, bizde de olduğunu bilmiyorlar.

Örneğin, Rusya'da nispeten çok sayıda küçük hidroelektrik tesisi var: Moskova bölgesinde, Karelya'da, Kafkasya'da, Ufa ve Orenburg yakınlarında. Rüzgar enerjisi, Kafkasya'nın bazı bölgelerinde ve St. Petersburg yakınlarında, ayrıca ülkenin Avrupa ve Asya kesimlerinin kuzeyinde kullanılmaktadır. Örneğin Tiksi'de bir rüzgar enerjisi santrali inşa edildi - burası olağan "medeniyetten" son derece uzak bir yer. Rusya, Barents Denizi'nin dalgalarının enerjisini kullanıyor ve Kuril Adaları, Sakhalin ve yine Kafkasya'da jeotermal istasyonlar geliştiriyor. Görüldüğü gibi Kafkasya bölgesi çeşitli yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı, güneş enerjisinin de burada “çıkarıldığı” bir yer. Ancak ülkemizin diğer bölgelerinde de güneş enerjisi geliştirilebilir:

Yenilenebilir enerji kaynakları alanında da bir devlet politikası ve bunların yapımına ilişkin planlar bulunmaktadır. Bu alandaki en önemli belgelerden biri hükümet kararnamesiyle onaylanan “Enerji Verimliliği ve Enerji Geliştirme” devlet programıdır. Programın bizi ilgilendiren bir bölümü var - “Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının geliştirilmesi” alt programı.

Bir yandan yenilenebilir enerji kaynaklarının sayısındaki artış oldukça önemsiz görünüyor. Ancak ciddi çalışmalar devam ediyor; sonuçta yenilenebilir enerji kaynaklarının ülkenin genel enerji dengesindeki payı şu anda %1'i geçmiyor. Devlet programı başarıyla uygulanırsa ülkede yenilenebilir enerji kaynaklarının daha da geliştirilmesi için oldukça ciddi bir temel oluşturulacaktır.

En önemli soru şu: Bu tempo yeterli mi? Dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarının payının oldukça hızlı arttığını belirtmekte fayda var. Bazı ülkelerde, özellikle gelişmiş ülkelerde, yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji üretimi içindeki payı oldukça etkileyicidir:

Rusya'nın çok ciddi ve hayati bir alanda - enerji - geride kalması ve birkaç on yıl içinde kendisini kötü bir durumda bulması tehlikesi var. Öte yandan, yalnızca “genel enerji dengesindeki paya” odaklanmak genel olarak doğru mudur? Ülkemizde öncelikle enerji arzını dikkate almak daha iyi olmaz mıydı? Ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarının payının özellikle enerji ithalatçısı ülkeler tarafından bu kadar yüksek değerlere çıkarıldığını da anlamalısınız. Almanya'da yenilenebilir enerji kaynaklarının payı orta vadede yüzde 30'a çıkacaksa bu, ülkemizin de aynı hedefi koyması gerektiği anlamına gelmiyor.

Rusya'nın doğal olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını geliştirmesi gerekiyor. Ancak birçok faktörü hesaba katmak önemlidir: ülkenin gerçek ekonomik yetenekleri, gerçek ihtiyaçlar ve küresel durum.

Dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının çevresel yönü birkaç on yıl önce aktif olarak incelenmeye başlandı (fotoğraf: ejnews.ru)

I.E.MATVEEV, kafa. yakıt ve enerji kaynakları sektörü VNIKI

Modern bir sanayi toplumunda (ve kasıtlı olarak kısaltılmış kullanım ömrüne sahip malların tüketiminde dizginsiz büyüme koşullarında), enerji büyük ölçekli bir doğa kirleticisidir. Bilim ve teknolojinin mevcut gelişme aşamasında, küresel enerji ekonomisinin her kesiminin çevremizdeki dünya üzerinde yıkıcı bir etkisi vardır. Bu tamamen yenilenebilir enerji kaynakları alanı için geçerlidir, çünkü kesinlikle "temiz" enerji taşıyıcıları ve RES cihazları henüz mevcut değildir, bunun nedeni sadece yenilenebilir enerji tesislerinin her durumda enerjinin doğal seyrini ve biyosferin kütle değişimini değiştirmesidir. .

Aynı zamanda, doğrudan ve dolaylı çevresel YEK faktörleri, geniş çeşitlilikte ve etki gücüyle karakterize edilir. Hem yenilenebilir enerji ekipmanlarının inşası, üretimi, işletilmesi ve imhası aşamalarında hem de "yeşil" enerji kaynaklarının kullanılmasına ilişkin teknolojik zincirde, bazen gizlice ve uzun vadede öngörülemeyen sonuçlarla ortaya çıkarlar.

Örneğin hidroelektrik barajların inşası, uzun vadede nüfusun yaşam standardının düşmesine, ekosistemlerin ve balıkçılık kaynaklarının bozulmasına neden olabilir. 1

Rüzgar enerjisi kuşlar, yarasalar, sudaki yaşam ve insanlar için olumsuz etki kaynağı olabilir ve radyo frekansı girişimi yaratabilir; Jeotermal enerji, depremlerin yanı sıra toprak kaymaları ve toprak kaymaları açısından potansiyel olarak tehlikelidir.

Güç RES cihazlarının kullanımı, aynı zamanda çevreyi kirleten enerji depolama cihazlarının (kimyasal, termal, elektrik, mekanik, ara tip enerji taşıyıcıları üreten, örneğin hidrojen vb.) kullanımıyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Biyokütle segmentinde çevresel yük, hammadde elde etme aşamasında (tarım çalışmaları sırasında, GDO'lu bitkilerin kullanımı sonucunda, ekim alanını genişletmek için ormansızlaştırma vb.), ilgili endüstriyel ekipmanların üretimi sırasında ortaya çıkmaktadır. yenilenebilir enerji tesislerinin (çeşitli türlerdeki emisyonlar ve atıklar) işletilmesi ve bertarafı, biyoyakıt üretme sürecinde ve ayrıca biyo veya karışık yakıt kullanan araçların çalıştırılmasında (motorun teknik ömrünü kısaltma olasılığı) artarsa, özel otomotiv ekipmanlarının kullanılmasına, yeni yağlayıcı türlerinin tanıtılmasına vb. ihtiyaç duyulur. Bununla birlikte, biyokütle büyürken, fotosentez reaksiyonunun bir sonucu olarak atmosferden aktif bir CO2 emiliminin olduğu, dolayısıyla denge açısından (toplam emilim ile toplam CO arasındaki fark) unutulmamalıdır. 2 emisyonları) tüm yaşam döngüsü boyunca sera gazı emisyonları nedeniyle, bu yenilenebilir enerji sektörü net karbondioksit emicidir. 2

Dünyada, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının çevresel yönü, SSCB de dahil olmak üzere birkaç on yıl önce aktif olarak incelenmeye başlandı. Şu anda ABD'de geniş bir veri tabanı toplanmış durumda; AB'de, konunun göreceli "yeniliği" nedeniyle, uzun bir gözlem dönemi için buna karşılık gelen genelleştirilmiş istatistiksel bilgi bulunmamaktadır. 3

Yenilenebilir enerji modern dünyayı nasıl fethetmeye başladı?

Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının genişletilmesi talebi, 20. yüzyılın ikinci yarısında, petrol piyasasının dönüşümü, OPEC petrol kartelinin yaratılması ve bunu takip eden 1970'lerdeki petrol ve ekonomik krizlerin, enerji sektörünün kırılganlığını ortaya çıkarmasıyla şekillendi. Batılı hidrokarbon ithalatçısı ülkelerin ekonomileri dış hammadde tedarikinden kaynaklanmaktadır. İlgili ulusal hükümetler, yalnızca enerji tüketimini azaltmanın ve fosil yakıt ithalatını optimize etmenin yollarını bulma konusunda değil, aynı zamanda alternatif enerji kaynağı türlerini kullanma olasılıkları konusunda da ciddi zorluklarla karşı karşıyadır. 4

70'li yılların sonunda SSCB bilim adamları şunları söyledi: “Önde gelen kapitalist ülkelerin gelecekte enerji ihtiyaçlarını karşılamak için çok çeşitli seçeneklere yönelik geniş bir arayışa yönelik isteklerinin ciddiyeti, yürütülen çalışmanın ölçeğiyle doğrulanıyor. , yeni araştırma sonuçlarının hızla birikmesi ve beklenen gelişme tarihleri açısından giderek uzaklaşan projelerin geliştirilmesi.” 5

2000'li yıllarda, halihazırda yeterli miktarda bilgi ve sermayeye sahip olan OECD ülkeleri, yeni bir teknolojik yapıya yönelik bir rota belirlediler ve yenilikçi bir hedefin ana hatlarını çizdiler: bilim ve teknolojideki en son başarılara dayanan düşük karbonlu bir ekonominin yaratılması. Sonuç olarak, yenilenebilir enerji, enerji verimliliği, enerji tasarrufu alanları ve CO2 toplama sektörü ekonomik “motorlar”, yeni büyüme “noktaları” ve büyük ölçekli devlet desteği statüsünü aldı.

Aynı zamanda, çevre üzerindeki antropojenik yükü azaltmanın yollarını sunan çözüm ve teknolojilerin (ve bir argüman olarak "sera etkisi" teorisinin) geleneksel olarak politika ve sermayenin çıkarlarıyla karıştırıldığını anlamalıyız. kârın maksimize edilmesini içerir. Bu, ilgili çevresel YEK riskleri sepetinin niteliksel ve niceliksel olarak doldurulmasında ayarlamalar yapar ve toplum henüz tam ve objektif ilgili verilere sahip değildir.

Bu konuyu daha fazla ele almadan önce, yenilenebilir kaynakların iş hacmine katılımının ölçeğini ve RES'in ana kullanım alanlarını özetlemek tavsiye edilir.

Böylece, yeni yüzyılın ikinci on yılının başında YEK kurulumları, dünya ekonomisinin tüm “katmanlarında” (mikrodan makro düzeye kadar) ve bazı ekonomilerde hidrokarbon enerji taşıyıcılarının yerini alarak (ve Almanya, nükleer enerji) ve elektrik ve termal enerji üretiminin yanı sıra ulaştırma, denizcilik ve havacılıkta da yaygın olarak kullanılıyordu.

2001 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarının küresel enerji tüketimi yapısındaki payı (büyük hidroelektrik santraller hariç) %0,5 olarak tahmin edilirken, ikinci on yılın başında bu rakam (büyük hidroelektrik santraller dahil) %1,6'ya yakındı. - %8,1, ki bu mutlak anlamda çok dikkat çekici bir değere tekabül ediyordu - 195 milyon ton petrol. e. (986,3 milyon ton petrol eşdeğeri). Karşılaştırma için, 2011 yılında Birleşik Krallık'ta toplam birincil enerji tüketimi (her türlü enerji taşıyıcısı) 198 milyon, İtalya - 168 milyon, İspanya - 146 milyon ton seviyesindeydi. e. 6

Küresel ölçekte yenilenebilir enerji kaynakları kullanılmadan ekonomik faaliyetin zorlaştığı, hatta imkansız hale geldiği ülkeler ortaya çıkmıştır. Örneğin, Norveç %65 oranında RES'e, Brezilya %39 oranında, Kanada %27 oranında, Danimarka, İspanya ve Almanya sırasıyla %18, %13 ve %9 oranında bağımlıdır. 7

2007 krizi öncesi RES, küresel elektrik üretiminin yaklaşık %18'ini oluşturuyordu; ana kaynak ise %86,8'i su enerjisiydi (hidroelektrik santral). 8

Sunulan verilerin, belirli bir hatanın varlığını varsayan yöntemler kullanılarak elde edilen resmi istatistiksel verilere dayandığı vurgulanmalıdır; Dünyada yenilenebilir enerji kullanımının gerçek hacmi (örneğin odunun yanması dikkate alınarak) tam olarak hesaplanamamaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevresel boyutuna dönelim.

Çevre üzerindeki doğrudan ve dolaylı etkinin genel bir değerlendirmesi için ve yenilenebilir enerji tesislerinin dezavantajlarını ve avantajlarını karşılaştırmak için kaba bir araç olarak çeşitli değerlendirme kriterleri kullanılabilir, örneğin:
- arazi kaynakları üzerindeki etki;
- flora ve fauna üzerindeki etki;
- bir kişi üzerindeki etki;
- su kaynakları üzerindeki etki.

“Temiz” kalkınma doktrini ile bağlantılı olarak, RES ekipmanının tüm yaşam döngüsü boyunca üretilen CO2 eşdeğerindeki “sera” gazlarının emisyonlarını değerlendiren göstergeler (“Yaşam Döngüsü Küresel Isınma Emisyonları”) da genel olarak kabul edilmektedir.

Çeşitli yenilenebilir enerji kaynaklarının çevre üzerindeki etki derecesini karakterize eden ana parametreleri ele alalım ve mümkünse bunları hidrokarbon enerji taşıyıcılarına ilişkin göstergelerle karşılaştıralım.

Rüzgar enerjisi elektrik enerjisi üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Küresel ölçekte önemli teknik kaynaklara, yüksek düzeyde kullanılabilirliğe ve tutarlılığa ve ayrıca nispeten düşük maliyete sahiptir. Rüzgar enerjisi santralleri (RES'ler) hem karada hem de kıyı sularında deniz sahanlığında yerleştirilebilir. Bu avantajlar rüzgar enerjisinin fosil yakıtlarla rekabet etmesine olanak tanıyor; 2011 yılında bu enerji taşıyıcısı AB'nin elektrik üretim yapısının %6'sından fazlasını oluşturuyordu. 9

Ekipman zemine yerleştirildiğinde rüzgar türbin çarkının 5-10 çapı kadar daire şeklinde küçük bir arazi doğrudan işin içine dahil olur ve kablo yönetimi yer altına döşenir. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (ABD) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, arsanın toplam büyüklüğü tesisin tasarım kapasitesinin 1 MW'ı başına 12 ila 57 hektar arasında değişmekte olup, yalnızca küçük bir kısmı sürekli olarak işgal edilmektedir. en az 0,4 hektar/MW ve 1,5 ha/MW - geçici olarak (esas olarak inşaat sırasında). 10

Böylece rüzgar türbini kulesinin etrafındaki ana alan, örneğin konut dışı ve altyapı tesislerinin inşası, hayvan otlatma vb. gibi diğer ihtiyaçlar için kullanılabilir. Ayrıca rüzgar türbinlerinin tarıma veya diğer ekonomik ihtiyaçlara uygun olmayan arazilerin yanı sıra sanayi bölgelerinde de konumlandırılabilmesi, bu tür yenilenebilir enerji kaynaklarının arazi kaynağı kullanımı açısından çekiciliğini önemli ölçüde artırmaktadır.

Deniz yüzeyine yerleştirilen rüzgar türbinleri, önemli boyutları ve deniz tabanı boyunca döşenen kabloları nedeniyle karadaki kurulumlara göre daha geniş bir alan kaplar. Nakliye, balıkçılık, turizm, kum, çakıl, petrol ve gaz için zorluklar yaratabilirler.

Rüzgar türbinleri yaban hayatı üzerinde, özellikle de hem rüzgar türbinleriyle doğrudan çarpışma sonucu hem de doğal hava akışlarındaki yapay değişiklikler (rüzgar çarkı kanadının ucu doğrusal bir hızda hareket edebilir) nedeniyle habitat tahribatı sonucu ölen kuşlar üzerinde etkiye sahiptir. yaklaşık 300 km/saat).

Amerika Birleşik Devletleri'nde rüzgar türbinlerinin kuşların ve yarasaların yaşam alanları üzerindeki etkisi sürekli olarak araştırılmaktadır. Ulusal Rüzgar Koordinasyon Komitesi'ne (NWCC) göre, kurulu rüzgar türbini kapasitesinin 1 MW'ı başına yılda 11,7 kuş ve 43,2 yarasa ölürken, uzmanlar bunun tür popülasyonları için bir tehdit oluşturmadığına inanıyor. on bir

Kuşların ve yarasaların ölüm oranlarının azaltılması, ekipmanın en uygun şekilde yerleştirilmesi ve teknik çözümler (örneğin, rüzgar hızları belirli bir seviyenin altında olduğunda rüzgar türbinlerinin tamamen kapatılması, kuş göçü sırasında rüzgar türbinlerinin kapatılması vb.) ile kolaylaştırılmaktadır. ayrıca bu tür ekipmanın çalışması sırasında belirlenen diğer yerel koşullar da dikkate alınır.

Deniz bazlı rüzgar türbinleri de kuşların ölümüne yol açıyor ancak karadaki sistemlere göre daha az oranda. Bu tür rüzgar türbinlerinin ana olumsuz etkisi, deniz yaşamı popülasyonunda olası bir azalma ve yapay engellerin (resifler) oluşmasını içerir.

Rüzgar türbinleri, yüksek frekanslı ve düşük frekanslı radyasyon kaynağı olarak görsel etki (titreşim etkisi, doğal peyzajın güzelliğinin bozulması - yeni "cazibe merkezlerinin" ortaya çıkması vb.) yoluyla insanlar üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilir. çiftliğin düşmesi veya rüzgar türbininin mekanik olarak tahrip olması durumunda. Ayrıca ekipmanın bakım ve onarımı sırasında veya uçak rüzgar türbinleriyle çarpışmalarda da kazalar meydana gelebilir. Listelenen faktörlerin etki derecesi büyük ölçüde rüzgar türbininin tasarımına, konumuna, üretim disiplinine ve uygun organizasyonel önlemlerin uygulanmasının eksiksizliğine bağlıdır. Tüm gerekliliklerin karşılanması durumunda rüzgar türbinlerinin insanlar üzerindeki olumsuz etkisinin minimum düzeyde olduğuna inanılmaktadır. 12

Rüzgar türbinlerinin su kaynakları üzerindeki etkisi önemsizdir. Su yalnızca tesis bileşenlerinin üretimi sırasında ve rüzgar türbininin çimento tabanının inşası sırasında kullanılır.
Rüzgar türbinlerinin yaşam döngüsüyle ilişkili CO2 eşdeğerindeki zararlı emisyonların hacmi, termik santraller için aynı göstergeden çok daha düşüktür ve kural olarak 10 - 20 g/kWh aralığındadır (benzin istasyonları için - 270 - 900, kömür - 630 - 1600 g/kW/saat). 13

Güneş enerjisi çok büyük bir kaynağa sahip olup, termal enerji (güneş kollektörleri vb.) ve elektrik enerjisi (fotovoltaik tesisler, güneş yoğunlaştırıcılar, jeomembran istasyonları vb.) üretiminde kullanılabilir; Çevresel etkinin derecesi büyük ölçüde güneş enerjisi ekipmanının tasarımına ve gücüne bağlıdır.

Güneş enerjisi sistemlerinin kullandığı dünya yüzeyinin alanı kurulum tipine göre belirlenir. Düşük enerji santralleri bu yükü en aza indirebilir ve binaların çatılarına yerleştirilebilir veya çeşitli bina elemanlarına (duvar, pencere vb.) entegre edilebilir, endüstriyel tesisler ise geniş bir alanı kapsayabilir. Fotovoltaik kurulumlar (PVU) için bu gösterge 1,5 - 4 ha/MW, güneş yoğunlaştırıcılar - 1,5 - 6 ha/MW aralığında yer almaktadır.

Dünya yüzeyinin önemli bir alanını kaplayan güneş yoğunlaştırıcı projeleri vardır (termik santraller ve nükleer santraller için aynı göstergeyle karşılaştırılabilir), ancak elemanlar, altyapı tesisleri boyunca mahsul yetiştirmek için uygun olmayan alanlara yerleştirilebilir. Flora, fauna ve insanlar üzerindeki etkiyi azaltmak için evsel atık bertaraf sahalarında veya diğer alanlarda. 14

İşletme sırasında FGU'nun su kaynakları üzerindeki etkisi minimum düzeydedir; Su yalnızca güneş pili bileşenlerinin üretim sürecinde kullanılır. Ancak güneş kollektörlerinin tasarımı, suyun soğutucu olarak kullanılmasını içerir ve bazı güneş yoğunlaştırıcı türlerinde su tüketimi (sistemi soğutmak için) 2,5 bin l/MW/saat'e ulaşabilir.

İnsanlar üzerindeki olumsuz etki, esas olarak, zararlı ve toksik maddelerle (hidroklorik, sülfürik ve nitrik asitler, aseton, hidrojen florür, galyum arsenit, kadmiyum tellür, bakır-indiyum veya bakır) temas eden silikon FGU elemanlarının üretim süreciyle belirlenir. galyum diselenid vb.). İnce film modüllerinin üretiminde daha az miktarda zararlı madde kullanılır, ancak aynı zamanda güvenlik önlemlerine sıkı sıkıya bağlı kalınması da gerekir.

FGU'lar için CO2 emisyonlarının hacmi 36 - 80 g/kW/saat, güneş yoğunlaştırıcılar için - 36 - 90 g/kW/saattir.

Jeotermal enerji Yerin derinliklerinden (200 m'den 10 km'ye kadar) çıkarılan buhar, hem dönüşüm (buhar türbinleri kullanılarak) hem de doğrudan (kuyu pompalama yoluyla) elektrik ve/veya termal enerjinin yanı sıra soğuk ve buhar üretmek için de kullanılabilir. sistem binalarına sıvı akışı). 2010 yılı başı itibarıyla dünyada elektrik üreten jeotermal istasyonların toplam kapasitesi yaklaşık 11 GW, termal enerji üretimi ise 51 GW civarındadır. 15

Bu tip istasyonlar hem tarıma uygun olmayan bölgelerde hem de çevresel olarak korunan alanlarda oluşturulmaktadır. Oldukça geniş bir alanı kaplayabilirler, örneğin dünyanın en büyük jeotermal kompleksi “The Geysers” (ABD) 112 metrekareden büyük bir alanda yer almaktadır. km, bu da birim güç başına 15 ha/MW(e)'lik belirli bir alana karşılık gelir. 16

Gezegenin dağlık bölgelerinde kuyu açmak ve hidrolik kırılmaya benzer teknolojilerin kullanılması depremleri tetikleyebilir ve doğal yer altı rezervuarlarından soğutma sıvısı alınması toprak kaymalarına ve zemin çökmelerine neden olabilir (bu nedenle kural olarak formasyona geri pompalanır). Genel olarak bir jeotermal tesisin fauna, flora ve insanlar üzerindeki etkisi sistemin tasarımına, enerji taşıyıcı tipine, alınan güvenlik önlemlerine ve diğer faktörlere doğrudan bağlı olup, bu dezavantajlara rağmen oldukça düşük düzeydedir. .

Bu tür ekipmanların su soğutma devresinde temiz su tüketimi 6 bin - 19 bin l/MW/h arasında değişebildiği gibi bazı istasyon tipleri kuyu akışkanı kullanarak dış kaynaktan su çekmeden de yapabilmektedir. 17

Jeotermal santraller, insanlarda akciğer hastalıklarını ve kalp hastalıklarını tetikleyebilen kükürt dioksitin yanı sıra hidrojen sülfit, karbon oksitler, amonyak, metan, bor ve diğer maddeleri yayan bir hava kirliliği kaynağıdır. Ancak yine de bu üretim sektöründe SO2 emisyonlarının kömürlü termik santrallere göre onlarca kat daha az olduğu düşünülmektedir.

Genel olarak bu teknolojiyle kirlilik miktarının CO 2 eşdeğeri olarak 90 g/kWh olduğu tahmin edilmektedir ancak kapalı çalışma döngüsüne sahip sistemler için bu rakam, ekipmanın imalatı sırasında oluşan emisyonlarla sınırlıdır.

Biyokütle Sadece otomobil taşımacılığında değil aynı zamanda uçak ve gemilerde de termal ve elektrik enerjisi, sıvı ve gaz halindeki motor yakıtı üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının bu bölümünün arazi kaynakları, flora, fauna ve insanlar üzerindeki etkisi oldukça önemli olabilir. Örneğin, endüstriyel mahsullerin ekim alanını genişletmek için orman fonu yok edilebilir, bu da birçok hayvan ve kuş türünün yaşam alanlarının azalmasına yol açabilir; Tarım arazilerinde karşılık gelen mahsullerin alanının artması, gıda sektörüyle olan çatışmayı daha da kötüleştiriyor.

Aynı zamanda dünyada, işlenmesi çevrenin temizlenmesine yardımcı olan önemli miktarda biyolojik atık üretiliyor.

Geleneksel olarak biyokütle (odun atığı ve kömür, saman, bazı tarım ve hayvancılık atıkları, belediye katı atıkları vb.) yakılarak kullanılır. Bu durumda çevreye etki derecesi açısından hidrokarbon enerji taşıyıcılarına benzer ancak avantajı yenilenebilirliktir.

Modern teknolojilerin gelişimi, piroliz, gazlaştırma, biyolojik ve kimyasal yöntemlerle ikinci ve sonraki nesil biyoyakıtların (metanol, etanol, biyodizel ve sentetik yakıt, jet yakıtı, biyometan, hidrojen vb.) üretimi için yöntemlerin oluşturulmasına doğru ilerlemektedir. başta lignoselüloz olmak üzere her türlü biyolojik hammaddenin verimli bir şekilde işlenmesine olanak tanıyan işleme, hidrojenasyon vb. Uygun endüstriyel çözümlerin uygulamaya konması (AB'de bu, 2015 sonrası dönem için planlanmaktadır) sektörü niteliksel olarak yeni bir seviyeye taşıyacak ve tarım ve gıda sektörü üzerindeki etkisini azaltacaktır. Uzun vadede, biyoetanol ve biyoyakıt üretiminde istikrarlı bir artış bekleniyor ve maliyetleri de artacak (2021 yılına kadar küresel pazarda biyodizel yakıt fiyatının nominal olarak 1,4 dolar/litre civarında sabitlenmesi bekleniyor) , biyoetanol - 0,7 dolar/l). 18

Biyokütle sektörünün su kaynakları üzerindeki etkisi oldukça önemli olabilir (bölgeye bağlı olarak), çünkü endüstriyel mahsuller verimi artırmak için belirli bir miktarda neme ihtiyaç duyar. 19

Ayrıca gübre ve zirai ilaç kullanımına bağlı olarak bölgedeki yüzey sularının kirlenmesi meydana gelebilmektedir.

Biyoyakıt kullanıldığında termal ve elektrik enerjisi üretimi sektörlerinde su tüketimi çoğunlukla 1 bin - 1,7 bin l/MWh aralığındadır ancak teknik ihtiyaçlar için soğutma sisteminde çok daha büyük bir miktar kullanılabilir - yukarı 185 bin l/MW/saat'e kadar. 20

Biyokütleyi hem doğrudan yanma hem de ara enerji kaynaklarına çeşitli dönüştürme yöntemleri kullanıldığında, zararlı maddeler oluşur (karbon oksitler, nitrojen, kükürt vb.). Aynı zamanda, hidrokarbonlara (gaz, kömür, petrol ürünleri) göre CO2 emisyonlarının karşılaştırmalı bir analizi, bu göstergenin büyük ölçüde teknoloji ve yakıt türlerine (ortalama - 18 - 90 g/kWh) ve bazı durumlarda bağlı olduğunu göstermektedir. biyokütle için bu oran diğer enerji taşıyıcı türlerinden daha yüksektir.

Su enerjisi Ulusal enerji sistemlerine dahil olan mikro hidroelektrik santrallerden (birkaç kW) büyük hidroelektrik santrallere (25 MW'tan fazla) kadar çeşitli kapasitelerde hidroelektrik santraller kullanılmaktadır. Bu tür yenilenebilir enerji kaynaklarının arazi kaynağı üzerindeki etkisi öncelikle ekipmanın türüne ve gücüne olduğu kadar araziye de bağlıdır ve 1 MW kurulu kapasite başına birkaç yüz hektara ulaşabilir.

Hidroelektrik santrallerin, özellikle de büyük olanlarının, doğa ve insan üzerinde önemli etkileri vardır; WWF gibi çeşitli kuruluşlardan gelen çok sayıda bilimsel materyalde yeterince ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. 21

Hidroelektrik santrallerinde sera gazı emisyonlarının küçük istasyonlar için 4,5 - 13,5 g/kWh, büyük hidroelektrik santraller için ise 13 - 20 g/kWh olduğu tahmin edilmektedir.

Bazı durumlarda, yüksek güçlü hidroelektrik santraller, barajın yapımı sırasında çürüyen biyokütlenin taşması sonucu artan seviyelerde karbondioksit ve metan emisyonlarına neden olabilir.

Tablo 1.Çeşitli tipteki elektrik santrallerinin üretim döngüsünde su tüketimi 1)

1) Su tüketimi, suyun harici bir kaynaktan alınması ve daha ileri dönüşümler (buharlaşma, nihai ürüne dönüşüm vb.) yoluyla kullanılması anlamına gelir.

Tablo 2. Sabit elektrikli ekipmanlarda çeşitli yakıt türlerini yakarken atmosfere zararlı maddelerin emisyonu 1)

1) Isıtıcılar, çeşitli amaçlı fırınlar, kurutma ve diğer ekipmanlar dahil; büyük ölçüde hammadde türüne ve ünitelerin tasarımına bağlıdır.

KAYNAK: Yazar tarafından "ABD Çevre Koruma Ajansı", "Sabit Yanma Kaynaklarından Doğrudan Emisyonlar", Mayıs 2008'den hesaplanmıştır. http://www.epa.gov/climateleadership/documents/resources/stationarycombustionguidance.pdf

Tablo 3. Termal ve elektrik enerjisi üretiminde teknoloji türüne ve yakıt türüne bağlı olarak CO2 emisyonlarının karşılaştırmalı göstergeleri

Resim 1.
Termal ve elektrik enerjisi üretiminde teknoloji türüne ve yakıt türüne bağlı olarak CO2 emisyonlarının karşılaştırmalı göstergeleri, f./milyon Btu

KAYNAK: “Biyokütle Sürdürülebilirliği ve Karbon Politikası Çalışması”, “Manomet Koruma Bilimleri Merkezi”, 2010, s. 27. http://www.mass.gov/eea/docs/doer/renewables/biomass/manomet-biomass-report-full-hirez.pdf

Şekil 2.
Çeşitli enerji taşıyıcı türleri için çeşitli enerji taşıyıcı türlerini temel alan enerji tesislerinin yaşam döngüsü boyunca sera gazı emisyonları (CO 2 eşdeğerinde g/kWh) 1)

1) Göstergenin maksimum değerleri verilmiştir.

Kaynak: “Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılmasına İlişkin IPCC Özel Raporu”, 2011, s. 732.

Sonuçlar:

1. Yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji dengesindeki payını yalnızca ekonomik ve politik değerlendirmelere dayanarak artırma hedefinin düşüncesizce takip edilmesi, çevre ve daha da aşağısında bir bütün olarak ekonomi için çok daha ciddi sonuçlara yol açabilir. fosil yakıtların kullanımından daha fazladır.

2. Öte yandan, çevresel gerekliliklerin tam olarak dikkate alınmasının kaçınılmaz olarak enerji gelişiminde bir yavaşlamaya ve bunun sonucunda da ulusal ekonomide yeni kriz olgularına yol açacağını anlamalısınız. Bu nedenle, bizce, toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için doğanın yeteneklerini akıllıca kullanmak, YEK tesislerinin çevre üzerindeki etkisine ilişkin kapsamlı bir değerlendirme ve kapsamlı bir çalışma yapmak ve bunu sınırlandırmanın ve önlemenin yollarını aramak gerekir.

3. Şu anda OECD ülkeleri yenilenebilir enerjinin modern görünümünün oluşmasında 40 yıllık bir aşamayı tamamlıyor. Konuyla ilgili deneyim biriktirdiler, endüstrinin gelişimi için umut verici yönler belirlediler ve çeşitli sektörlere (elektrik ve termal üretim, sıvı yakıt tedarik sistemi vb.) entegrasyon yollarını belirlediler ve ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazla teşvik edilmesine yönelik stratejiyi ayarladılar. kendi ekonomilerinin gelişimine yeni bir ivme kazandırmak da dahil olmak üzere bölgesel ve küresel pazarlarda.

4. 2015'ten sonraki dönemde, görüşümüze göre, OECD ülkelerinde yeni nesil yenilenebilir enerji teknolojilerinin geniş çapta uygulanması bekleniyor; bu, diğer bilimsel ve teknik ilerleme başarılarıyla (yeni malzemelerin yaratılması, teknolojilerin geliştirilmesi) birlikte bilgi ve iletişim teknolojileri, akıllı enerji ağlarının genişletilmesi, ulaşımda hibrit ve elektrikli sürücülerin yaygın olarak uygulanması, vb.) enerjinin teknolojik düzeyini bir sonraki seviyeye yükseltecektir.

5. Birleşik Avrupa ülkelerinde yenilenebilir enerji, enerji piyasasının dönüşüm ve entegrasyon sürecinin ön saflarında yer almaktadır. Büyük ölçekli yenilenebilir enerji projelerinin uygulanması ve pan-Avrupa akıllı enerji sisteminin oluşturulması, yalnızca enerji güvenliği düzeyini arttırmayı değil, aynı zamanda AB içindeki devletlerin birliğini güçlendirmeyi de amaçlamaktadır.

Rusya için sonuçlar:

1. Rusya, ekonominin tüm sektörlerinde enerji verimliliğini artırmak ve enerji maliyetlerini azaltmak, enerji arzını birçok tüketici kategorisine makul şekilde çeşitlendirmek, dünyadaki durumu iyileştirmek amacıyla yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi için muazzam bir potansiyele ve kapsamlı bir temele sahiptir. konut ve toplumsal hizmetler sektörünün yanı sıra küçük ve orta ölçekli işletmelerin ticari faaliyetlerinin güçlendirilmesi.

2. Yenilenebilir enerji, temel ve endüstriyel bilimin ve yüksek teknolojili imalat sektörünün gelişimi üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğundan, Rusya'nın teknolojik geri kalmışlığının üstesinden gelme sürecinin bileşenlerinden biri haline gelebilir.

3. Zaten orta vadede, iç piyasada, tüketici özerkliğini artıracak ve hem yenilenebilir enerji temelinde enerji üretim süreçlerini optimize edecek, hem de tüketici özerkliğini artıracak, çeşitli güç türlerindeki ekonomik enerji ekipmanlarına ve akıllı sistemlere olan talebin yoğunlaştırılması mümkündür. enerji kaynakları ve geleneksel enerji kaynakları ile kombinasyon halinde.

4. Yabancı (ve öncelikle Batı Avrupa) sermayesi, ekonomik, çevresel ve diğer nedenlerden dolayı (AB'nin sınırlı toprak ve su kaynakları, düzenleme özellikleri) eski SSCB'nin bazı ülkelerinde yenilenebilir enerji sektörünün geliştirilmesiyle ilgilenmektedir. GDO'lu mahsullerin cirosunun artması, ek "temiz" enerji tedarikine duyulan ihtiyaç, bazı bölge sakinlerinin protestoları vb.). Rusya için bu, yenilenebilir enerji pazarındaki aktif oyuncuları çekme fırsat penceresini genişletecek.

5. Rusya Federasyonu topraklarında uygun yatırımların akışı ve yenilenebilir enerji projelerinin uygulanması, projelerin çevresel bileşeninin (yerli uzmanların deneyim ve bilgisine dayanarak) kapsamlı bir şekilde incelenmesiyle, ithalatla sıkı bir şekilde bağlantılı olmalıdır. en ileri teknoloji ve ekipmanların yanı sıra üretimin maksimum yerelleştirilmesi. Çevreyi ve insanı olumsuz etkileyen “know-how”ın emilmesi ve “hammadde eklentisinin” bu enerji sektöründeki pasif rolü, en hafif tabirle yıkıcıdır.

________________

1 WWF, “Barajlar ve kalkınma. Karar vermede yeni metodolojik temel.” Dünya Barajlar Komisyonu Raporu, Moskova, 2009, s. 65 - 107.

2 “Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılmasına İlişkin IPCC Özel Raporu”, 2011, s. 732.

3 NABU-Bundesverband. “Windenergie und Naturschutz. Ein unlosbarer Konflikt?”, 2012, Berlin, ss. 5-7.

4 Hans R. Kramer, “Die Europaeische Gemeinschaft und die Oelkrise”, “Nomos”, Baden-Baden, 1974, s. 91.

5 Primakov E.M., Gromov L.M., Lyubimov L.L. ve diğerleri, “Kapitalist dünyanın enerji sektöründe yeni olgular”, IMEMO RAS SSCB, “Mysl” yayınevi, 1979, s. 204.

6 “BP Dünya Enerjisine İlişkin İstatistiksel İnceleme, Haziran 2012”, s.40.

8 IEA, “Enerji Teknolojisi Perspektifleri 2010”, s. 126.

9 EWEA, “Yeşil Büyüme. Rüzgar enerjisinin istihdama ve ekonomiye etkisi”, Mart 2012, s.11.

10 “İlgili Bilim Adamları Birliği”, http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/environmental-impacts-wind-power.html

11 Ulusal Rüzgar Koordinasyon Komitesi (NWCC), "Kuşlar, yarasalar ve bunların yaşam ortamlarıyla rüzgar türbini etkileşimleri: Araştırma sonuçlarının ve öncelikli soruların özeti" 2010, s. 4-5.

12 “Rüzgar Türbinlerinin Potansiyel İyileştirme Etkisi”, Heals Baş Tıbbi Görevlisi, Rapor, Mayıs 2010.

13 “IPCC Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılması Özel Raporu”, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli III. Çalışma Grubu tarafından hazırlanmıştır, s. 540.

14 ABD Çevre Koruma Ajansı, “Belediye Katı Atık Depolama Alanlarında Güneş Enerjili Fotovoltaiklerin Yerleştirilmesi için En İyi Uygulamalar”, Şubat 2013, s.20-22.

15 “IPCC”, “Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılması Özel Raporu”, 2011, s. 416.

16“Gayzerler”, http://www.geysers.com/geothermal.aspx

17 Macknick ve ark. 2011. Elektrik Üretim Teknolojileri İçin Operasyonel Su Tüketimi ve Çekilme Faktörlerinin İncelenmesi. Golden, CO: Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, s. 12.

18 OECD-FAO “Tarımsal Görünüm 2011-2020”, s. 79.

19 Clifton-Brown, J.C.; Lewandowski I. “Sınırlı ve Sınırsız Su Temini ile Üç Farklı Miscanthus Genotipinin Su Kullanım Verimliliği ve Biyokütle Bölümlenmesi”, 12 Nisan 2000.

20 Macknick ve ark. “Elektrik Üretim Teknolojileri İçin Operasyonel Su Tüketimi ve Çekilme Faktörlerinin İncelenmesi”, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, Mart 2011, s. 14.

21 WWF, “Barajlar ve kalkınma. Karar verme için yeni bir metodolojik çerçeve”, Dünya Barajlar Komisyonu Raporu. Moskova, 2009

Yenilenebilir enerji

İnsan ihtiyaçlarını karşılayan işler yapmak için doğanın güçlerinden yararlanmayı amaçlayan teknolojiler, ilk yelkenli gemi kadar eskidir. Çevreyi fosil yakıt yanmasının etkilerinden korumak için bu tür doğal güçlerden yararlanmanın temel bir çekiciliği vardır. Dünyanın güneşi, rüzgarı, dalgaları, nehirleri, biyokütlesi, jeotermal ısı akışları sürekli ve her zaman çalışır (bundan dolayı “yenilenebilir” terimi de budur). Yukarıdakilerin hepsinden şimdiye kadar yalnızca nehirlere düşen suyun enerjisi elektriğe dönüştürülmek üzere yaygınlaştı. İnsanoğlu, ısınma amacıyla giderek daha fazla kullanılmasına rağmen, fotosentez sayesinde güneş enerjisinden esas olarak tarım ve ormancılıkta yararlanmaktadır. Biyokütle (şeker kamışı kalıntıları gibi) enerji için yakılıyor ve tahılın otomobil yakıtı olarak kullanımı artıyor. Diğer doğal enerji türlerinin kullanım ölçeği şu anda önemsizdir. Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında da temel zorluklar bulunmaktadır. Örneğin fotovoltaik sistemler için soru, bunların nasıl kendi kendini harekete geçiren elektrik jeneratörleri haline getirileceğidir. Doğal ısının nasıl kullanılacağı, buhara nasıl dönüştürüleceği veya diğer enerji dönüşümü yöntemlerinin nasıl uygulanacağı.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının temel özelliği, bulunabilirliği ve nispeten geniş dağılımı ise, elektrik üretimindeki kullanımlarındaki temel sorun ise istikrarsızlıkları ve öngörülemezlikleridir. Bunun istisnası, yaygın olarak bulunmayan jeotermal enerjidir. Bu, ya yedek elektrik kaynaklarının olması ya da onu büyük ölçekte depolamanın yolları olması gerektiği anlamına gelir. Bununla birlikte, hidroelektrik enerjinin rezervuarlarda veya sıkıştırılmış havanın rezervuarlarda depolanması (aşağıya bakınız) dışında başka bir yöntem şu anda mevcut değildir veya gelecekte öngörülmemektedir. Otonom sistemler için enerji depolama konuları çok önemlidir. Bunları mevcut elektrik şebekelerine bağlarken, yinelenen kaynaklar sorunu ortaya çıkıyor. Güneş enerjisini büyük ölçekli ve özellikle temel elektrik üretimi için kullanma fırsatı çok azdır.

Güneş enerjisi: Nükleer karşıtı çevre hareketinin temsilcileri ve güneş ısısının doğrudan kullanımını savunan birçok "teknolojik iyimser" arasında popüler bir slogan olan "Güneş nükleer değildir" zaman zaman duyulmaya devam ediyor. Elbette gelecekte fiyatları düştükçe ve enerjiyi daha verimli kullanıp daha geniş çapta benimsendikçe çatılarda daha fazla güneş paneli görebiliriz. Ancak güneş enerjisinin elektrik üretme potansiyeli sınırlıdır çünkü aralıklıdır ve öngörülemezdir. Öncelikle gece ve bulutlu havalarda güneş enerjisinin akışı kesintiye uğrar. Bu, genellikle yüzde 15'in altında, oldukça düşük bir güneş enerjisi kullanım oranıyla sonuçlanır. İkincisi, modern güneş pilleri tarafından güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülme katsayısı yüzde 12-16'yı geçmemektedir ve bu alanda araştırmalar birkaç on yıldan fazla süredir devam etmesine rağmen hala artırmak mümkün olmamıştır. Avustralya'da, güzel güneşli bir günde, güneş ışınlarına dik olan dünyanın yüzeyi metrekare başına bir kilowatt'a kadar enerji alır. Kanada'da bu değer çok daha düşük çıkıyor. Bölgesinin çoğunda, bir metrekarelik bir alana sahip yatay bir yüzey, gün boyunca ortalama olarak bir kilowatt saatten fazla güneş enerjisi almaz. Şu anda dikkatler güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmenin iki yolu üzerinde yoğunlaşıyor. En iyi bilinen yöntem, elektrik üretmek için fotoselleri kullanan yöntemdir. Bu yöntem, örneğin Avustralya ve Kanada'daki uzak ağ düğümleri için uzay aracına ve iletişim ekipmanına enerji sağlamak için büyük önem taşıyor. Güneş pillerinin popülaritesi daha yüksek, verimlilikleri daha yüksek ve maliyetleri daha düşük olacaktır (bugün fotosellerin maliyeti, üretilen enerjinin kilowatt'ı başına yaklaşık 4.000 $'dır). Fotovoltaik hücrelerin maliyeti ev kullanımı için hala çok yüksek. Otonom sistemler için, karanlık veya bulutlu havalarda toplanan enerjiyi depolamak için bazı yöntemlerin kullanılması zorunludur. Bunlar piller, elektrolizle üretilen hidrojen veya süper iletkenler olabilir. Her durumda, enerji dönüşümünün ek aşamaları, genel verimliliği azaltan ve maliyetleri önemli ölçüde artıran kaçınılmaz enerji kayıplarına sahip süreçleri içermelidir. Avrupa ve ABD elektrik şebekelerinde 300 ila 500 kW kapasiteye sahip birçok deneysel güneş enerjisi santrali bulunmaktadır. Fotosellerin boyutlarının küçültülmesi ve verimliliklerinin artırılması konusunda bilimsel kurumlardaki araştırmalar devam ediyor. Bir diğer ana araştırma alanı ise fotovoltaik hücrelerin gündüz saatlerinde ürettiği enerjiyi depolamanın ekonomik yollarının geliştirilmesidir. Bir güneş enerjisi termik santralinde, güneş ışığını özel bir soğurucu üzerinde yoğunlaştırmak için bir ayna sistemi bulunur; burada üretilen ısı, yüksek basınçlı buhara dönüştürülür ve türbinleri çalıştırır. Yoğunlaştırıcı genellikle gün boyunca güneşin yolunu takip eden, kuzey ve güney arasında yönlendirilen parabolik bir reflektördür. Emici, bu reflektörün odak noktasında bulunur ve özel bir sıvıyı (genellikle sentetik yağ) yaklaşık 400 santigrat derece sıcaklığa ısıtmak için güneş enerjisi kullanır. Bu sıvı daha sonra türbini ve jeneratörü çalıştırır. Şu anda, 80 MW'lık ünite kapasitesine sahip bu tür birkaç enerji santrali faaliyettedir. Bu tür modüllerin her biri yaklaşık 50 hektarlık bir alanı kaplar ve çok hassas kontrol sistemleri gerektirir. Güneş enerjisi santralleri, üretilen toplam elektriğin yaklaşık dörtte birini üreten ve gece boyunca çalışır durumda kalan gazla çalışan modüllerle tamamlanıyor. 1990'lı yılların ortalarında toplam kapasitesi 350 MW'ı aşan bu santraller, dünya elektriğinin yaklaşık %80'ini güneşten üretiyordu. Gelecekte güneş enerjisinin asıl rolü ısıtma amacıyla doğrudan kullanılması olacaktır. İnsanların en büyük enerji ihtiyacı ısı ihtiyacıdır, örneğin sıcaklığı 60 santigrat dereceyi geçmeyen sıcak su temini. Endüstride daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır (60 - 110 santigrat derece aralığında). Bu ihtiyaçlar, sanayileşmiş ülkelerde enerji tüketiminin oranlarını birlikte belirler. Günün ilk ihtiyacı bazı bölgelerde güneş ışığı ve ısıdan yararlanılarak karşılanabiliyor. Endüstriyel tesislere ısı sağlamak için güneş enerjisinin ticari kullanımı yakın gelecekte muhtemelen mümkün olacaktır. Bu yaklaşımın pratikte uygulanması, elektrik tüketimini bir dereceye kadar azaltacak, fosil yakıt tüketimini azaltacak ve çevrenin korunmasına olumlu etki yapacaktır. Ve eğer ısı pompalarını uygun izolasyonla kullanırsanız, binaları çok az enerji girdisi ile de ısıtabilirsiniz (veya soğutabilirsiniz). Sonuçta sanayileşmiş ülkelerde toplam enerji tüketiminin yüzde onuna varan oranlarda güneş ışığı ve ısının akılcı kullanımı yoluyla elde edilebilmektedir. Bu, gerekli temel elektrik üretimi seviyesini kısmen azaltacaktır.

Rüzgar enerjisi: Onlarca yıldır rüzgar türbinleri uzak bölgelerde ev elektriği üretmek ve pilleri şarj etmek için kullanılıyor. 1 MW'ın üzerinde kapasiteye sahip üretim modülleri artık birçok ülkede faaliyet göstermektedir. Bir rüzgar türbininin ürettiği elektrik gücü, rüzgar hızının üçüncü gücüyle orantılıdır ve birçok türbin, yaklaşık olarak saniyede 7 ila 20 metre (veya 25 ila 70 km/saat) rüzgar hızlarında verimli bir şekilde çalışır. Dünyada bu kadar hakim rüzgarların olduğu çok fazla bölge yok. Güneş enerjisi gibi rüzgar enerjisi de daha sakin, daha sakin havalar için ek yedek güç kaynaklarına veya enerji depolama sistemlerine ihtiyaç duyar. Şu anda dünyanın çeşitli yerlerinde çalışan rüzgar türbinlerinin toplam kapasitesi yaklaşık 15.000 MW civarındadır. Büyük ölçekli baz yük enerji santrallerine değerli bir katkıdırlar. Örneğin Danimarka, elektriğinin yüzde 10'unu rüzgâr enerjisinden sağlıyor ve elektrik ithalatına bağımlı olduğundan bu payı artırmayı planlıyor. En ekonomik ve pratik olanı, küçük rüzgar santralleri halinde gruplandırılabilen, birden fazla MW kapasiteli ticari rüzgar modülleridir.

Nehirler: Nehirlerdeki suyun dönüştürülmüş potansiyel enerjisi olan hidroelektrik enerji, şu anda tüm küresel elektriğin %19'unu oluşturmaktadır (Avustralya'da %10, Kanada'da %59). Birkaç ülke dışında hidroelektrik enerji genellikle pik yükleri dengelemek için kullanılıyor, çünkü öncelikle mevcut elektrik şebekelerine hızla bağlanabiliyor ve ikinci olarak su kaynakları sınırlı. Her halükarda hidroelektrik enerjinin gelecekte kullanım şansı yoktur, çünkü dünyadaki suyun potansiyel enerjisinden yararlanma potansiyeline sahip coğrafi alanların çoğu ya halihazırda faaliyettedir ya da başka nedenlerle (çevresel nedenlerden dolayı) erişilemez durumdadır. örnek). Birçok hidrolik sistemin avantajı, elektrik tüketimindeki mevsimsel (aynı zamanda günlük) pik yükleri telafi edebilmeleridir. Uygulamada, su rezervlerinin kullanımı bazen pik yüklerle aynı anda meydana gelebilecek sulama talepleri nedeniyle karmaşık hale gelmektedir. Bazı bölgelerde coğrafi koşullar muson dönemlerinde hidroelektrik enerjinin kullanımını sınırlayabilmektedir. Jeotermal Isı: Sıcak yer altı buharının yer yüzeyine ulaşabildiği bölgelerde elektrik üretiminde kullanılabilmektedir. Bu tür jeotermal enerji kaynakları dünyanın Yeni Zelanda, ABD, Filipinler, İzlanda ve İtalya gibi bazı bölgelerinde yaygınlaşmıştır. Toplamda, bu enerji kaynakları bugün 6.000 MW'a kadar güç üretiyor. Sıcak yeraltı suyunun bulunmadığı yerlere pompalanarak bu yöntemin başka alanlarda da kullanılması ihtimali bulunmaktadır.

Gelgit: Gelgit enerjisinin körfezlerde veya haliçlerde ilk kullanımı Fransa ve Rusya'da (1966'dan beri) gerçekleştirildi. Türbinleri döndürmek için her iki yönde hareket eden gelgit suyu kullanılır. Bu tür enerji, önemli gelgit akışı alanlarının olduğu yerlerde kullanılabilir. Örneğin Kanada'da burası Nova Scotia ile New Brunswick arasındaki Fundy Körfezi'dir. Küresel olarak bu teknolojinin çok az potansiyeli var.

Dalgalar: Dalga hareketinin enerjisini kullanmak, gelgit enerjisinden çok daha büyük bir etkiye sahip olabilir. Dalga enerjisinin pratik kullanım olanakları bir zamanlar Büyük Britanya'da araştırılmıştı. Bu durumda elektrik jeneratörleri yüzer platformlara veya kıyı kayalarının oyuklarına yerleştirilmelidir. Gerekli cihazların yüksek maliyeti ve çok sayıda pratik sorun, bu tür projeleri gerçekçi olmaktan çıkarmaktadır.

Biyokütle:“Biyokütle” kavramı, bitkisel veya hayvansal kökenli maddeleri ve bunların işlenmesinden kaynaklanan atıkları ifade eder. Enerji amaçlı olarak biyokütle enerjisi iki şekilde kullanılır: doğrudan yakılarak veya yakıta (alkol veya biyogaz) dönüştürülerek. Biyokütleden yakıt elde etmenin iki ana yönü vardır: termokimyasal süreçlerin kullanılması veya biyoteknolojik işlemler yoluyla. Deneyimler, organik maddenin biyoteknolojik işlenmesinin en umut verici olduğunu göstermektedir. 80'li yılların ortalarında, farklı ülkelerde biyokütleden yakıt üretimine yönelik endüstriyel tesisler faaliyet gösteriyordu. En yaygın olanı alkol üretimidir. Biyokütlenin enerji kullanımı açısından en umut verici alanlardan biri, ondan %50-80 metan ve %20-50 karbondioksitten oluşan biyogaz üretimidir. Isıl değeri 5-6 bin kcal/m3'tür. Biyogaz üretmenin en verimli yolu gübredir. Bir tondan 10-12 metreküp alabilirsiniz. m metan. Ve örneğin tahıl samanı gibi 100 milyon tonluk tarla atığının işlenmesi yaklaşık 20 milyar metreküp üretebilir. m metan. Pamuk yetiştirilen alanlarda yılda 8-9 milyon ton pamuk sapı kalmakta ve bunlardan 2 milyar metreküpe kadar elde edilebilmektedir. m metan. Aynı amaçlarla, kültür bitkilerinin, otların vb. üst kısımlarından da faydalanmak mümkündür. Biyogaz, termal ve elektrik enerjisine dönüştürülerek içten yanmalı motorlarda sentez gazı ve yapay benzin üretmek için kullanılabilir. Organik atıklardan biyogaz üretimi üç sorunun aynı anda çözülmesini mümkün kılar: enerji, tarım kimyasalları (nitrofoska gibi gübre üretimi) ve çevre. Biyogaz üretim tesisleri genellikle büyük şehirlerin yakınında ve tarımsal hammaddelerin işlendiği merkezlerde bulunur.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının temel elektrik tüketimine oranı: Güneş, rüzgar, gelgit ve dalga enerjisi kömür, gaz veya nükleer enerji kullanımının yerini alamaz ancak dünyanın belirli bölgelerinde kullanım açısından son derece önemlidir. Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı, listelenen enerji kaynakları temel elektrik ihtiyacını sağlayamamakta veya gerektiğinde pik yükleri karşılayamamaktadır. Uygulamada toplam enerji talebinin yalnızca %10 - 20'sini karşılayabilirler ve hiçbir zaman kömür, gaz veya nükleer enerjinin yerini alamazlar. Ancak, kullanımları için uygun koşulların mevcut olduğu dünyanın belirli bölgelerinde son derece önemli hale gelebilirler. Yüzlerce devasa rüzgar türbininin çevresel etkisi, kullanılan ve kullanılmayan geniş alanlar veya devasa gelgit bariyerlerinin yanı sıra yeni hidroelektrik projelerinden kaynaklanan sorunlar, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında önemli bir sınırlamadır. Elbette bu tür teknolojiler, gezegenin enerji ihtiyacını karşılamanın asıl yükünü taşımasa da, geleceğin dünya enerji sektörüne bir ölçüde katkı sağlayacaktır. Eğer gelecekte insanlık güneş panelleri veya rüzgar jeneratörlerinden elde ettiği elektriği verimli bir şekilde depolamanın yollarını bulursa, bu teknolojilerin temel enerji ihtiyacının karşılanmasına katkısı çok daha büyük olacaktır. Bazı yerlerde, trafiğin yoğun olmadığı zamanlarda ve hafta sonları, kömür veya nükleer santrallerden elde edilen fazla enerji rezervuarlarda su depolamak için kullanılıyor ve bu su daha sonra hidroelektrik santraller tarafından pik yükleri dengelemek için kullanılıyor. Ne yazık ki pek çok yer bu nitelikte pompajlı baraj yapma kapasitesine sahip değil. Basınçlı havanın yer altı depolama tesislerinde depolanması şu anda çok daha az kullanılmaktadır. Büyük miktarda elektriğin dev pillerde depolanmasına yönelik yöntemler henüz geliştirilmedi. Enerji arzını bir bütün olarak ele aldığımızda, gelişmiş ülkelerde günlük pik yükleri karşılamak için 24 saatlik ve 7 günlük döngülerle enerji akışını tersine çevirme olanağı bulunmaktadır. Günümüzün pik yük dengeleme ekipmanı, öncelikle yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanan güç sistemlerinde bir dereceye kadar kullanılabilir. Bu kapasite, büyük ölçekli enerji üretiminin mümkün olmadığı zamanlarda güneş panelleri ve rüzgar türbinleri ile desteklenmesini mümkün kılacaktır. Şebekede elektrik üretmek için güneş panelleri veya rüzgar enerjisinin herhangi bir gerçek kullanımı, %100 yedekli üretim kapasitesi (hidro veya termal enerji) içermelidir. Bunun çok yüksek ekonomik maliyetlerle ilişkili olduğu açıktır, ancak bazı yerlerde gelecekteki enerjinin geliştirilmesinin temelini oluşturabilir. Temel elektrik ihtiyaçları önemsiz olan gelişmekte olan ülkeler için bu yaklaşım doğal olarak uygulanamaz.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının çevresel yönleri: Yenilenebilir enerji kaynakları, fosil veya nükleer yakıtlarla karşılaştırıldığında çevresel etkileri ve faydaları açısından farklı niteliklere sahiptir. Olumlu nitelikleri arasında atmosfere hiç karbondioksit yaymamaları ve başka kirleticiler üretmemeleri (su rezervuarlarının dibinde oluşan bazı çürüme ürünleri hariç) yer alır. Ancak nispeten düşük yoğunluklu enerji kullandıkları için kapladıkları alan çok daha büyüktür. Ayrıca ekipmanların fiziksel boyutları da aynı sebepten ötürü mevcut yüksek yoğunluklu enerji kaynaklarına göre çok büyük çıkıyor. İkinci durum, uygun yapıların imalatı için büyük malzeme ve enerji maliyetleri gerektirir. Örneğin Avustralya halkının Karlı Dağlardaki (bu arada tüm elektriğin %3,5'ini sağlayan ve sulama sağlayan) yeni hidrolik sistemlerinin çevresel etkisini onaylayacağı şüphelidir. Güneş enerjisi santralleri için şehirlerin yakınında geniş alanlar geliştirme projelerinin de, eğer bu tür projeler yapılırsa, onaylanması pek olası değildir. Avrupa'da rüzgar türbinleri, ürettikleri gürültü ve çevresel kaygılar nedeniyle uzun süredir sevilmiyor. Devasa dönen türbinler sürekli olarak çok sayıda kuşu öldürür. Ancak bazı durumlarda çevresel etki en aza indirilebilir. Örneğin güneş panelleri otoyollar boyunca kurulabilir, ek bir ses yalıtımı işlevi görebilir veya evlerin çatılarına yerleştirilebilir. Rüzgar türbinlerinin güvenli bir şekilde kurulumunun mümkün olduğu bazı yerler de vardır.

Güneş anlamına gelir enerji ve türevleri: enerji rüzgâr, enerji bitki biyokütlesi, enerji su akıntıları. İLE yenilenebilir kaynaklar enerji ...

Özet >> Fizik

VE yenilenebilir kaynaklar enerji" 2009 İçindekiler Giriş Geleneksel olmayan türler yenilenebilir kaynaklar enerji ve bunların geliştirilmesine yönelik teknolojiler yenilenebilir kaynaklar enerji Yenilenebilir kaynaklar enerji Rusya'da...

Rusya, yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi için muazzam bir potansiyele ve kapsamlı bir temele sahip

Bilim ve teknolojinin mevcut gelişme aşamasında, küresel enerji ekonomisinin her kesiminin çevremizdeki dünya üzerinde yıkıcı bir etkisi vardır. Bu tamamen yenilenebilir enerji kaynakları (RES) alanı için geçerlidir, çünkü kesinlikle "temiz" enerji taşıyıcıları ve RES cihazları henüz mevcut değildir, sadece yenilenebilir enerji tesislerinin her durumda enerjinin ve kütle değişiminin doğal seyrini değiştirmesi nedeniyle. biyosferin.

Örneğin hidroelektrik barajların inşası uzun vadede nüfusun yaşam standardının düşmesine, ekosistemlerin ve balık kaynaklarının bozulmasına neden olabilir.

Rüzgar enerjisi kuşlar, yarasalar, sudaki yaşam ve insanlar için olumsuz etki kaynağı olabilir ve radyo frekansı girişimi yaratabilir. Jeotermal enerji, depremlerin yanı sıra heyelan ve obruklara neden olması açısından potansiyel olarak tehlikelidir.

Güç RES cihazlarının kullanımı, aynı zamanda çevreyi kirleten enerji depolama cihazlarının (kimyasal, termal, elektrik, mekanik, hidrojen gibi ara tip enerji taşıyıcıları üreten vb.) kullanımıyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Biyokütle segmentinde çevresel yük, hammadde elde etme aşamasında (tarımsal çalışmalar sırasında, GDO'lu bitkilerin kullanımı sonucunda, araziyi genişletmek için ormansızlaştırma vb.), ilgili endüstriyel ekipmanların üretimi, işletme sırasında ortaya çıkmaktadır. yenilenebilir enerji tesislerinin (çeşitli türlerdeki emisyonlar ve atıklar) imhası ve imhası, biyoyakıt üretme sürecinde ve ayrıca biyo veya karışık yakıt kullanan araçların çalıştırılmasında (motorun teknik ömrünü azaltma olasılığı artar, orada) özel otomotiv ekipmanlarının kullanılması, yeni yağlayıcı türlerinin tanıtılması vb. bir ihtiyaçtır.) Bununla birlikte, biyokütle büyürken, fotosentez reaksiyonunun bir sonucu olarak atmosferden aktif bir CO2 emiliminin olduğu, dolayısıyla denge açısından (toplam emilim ile toplam CO arasındaki fark) unutulmamalıdır. 2 emisyonları) tüm yaşam döngüsü boyunca sera gazı emisyonları nedeniyle, bu yenilenebilir enerji sektörü net karbondioksit emicidir.

Yenilenebilir enerji modern dünyayı nasıl fethetmeye başladı?

Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının genişletilmesi talebi, petrol piyasasının dönüşümü, OPEC petrol kartelinin yaratılması ve bunu takip eden 1970'lerdeki petrol ve ekonomik krizlerin, petrol piyasasının kırılganlığını ortaya çıkardığı 20. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Batılı ülkelerin ekonomileri, dış hammadde tedariklerinden hidrokarbon ithal ediyor. İlgili ulusal hükümetler, yalnızca enerji tüketimini azaltmanın ve fosil yakıt ithalatını optimize etmenin yollarını bulma konusunda değil, aynı zamanda alternatif enerji kaynağı türlerini kullanma olasılıkları konusunda da ciddi zorluklarla karşı karşıyadır.

70'li yılların sonunda SSCB bilim adamları şunu belirtti: “Önde gelen kapitalist ülkelerin gelecekte enerji ihtiyaçlarını karşılamak için geniş kapsamlı seçenekler arama isteklerinin ciddiyeti, yürütülen çalışmanın ölçeğiyle doğrulanıyor, yeni araştırma sonuçlarının hızla birikmesi ve beklenen gelişme tarihleri açısından giderek uzaklaşan projelerin geliştirilmesi.”

Aynı zamanda, çevre üzerindeki antropojenik yükü azaltmanın yollarını sunan çözüm ve teknolojilerin (ve bir argüman olarak "sera etkisi" teorisinin) geleneksel olarak politika ve sermayenin çıkarlarıyla karıştırıldığını anlamalıyız. kârı maksimuma çıkarmak. Bu, ilgili çevresel YEK riskleri sepetinin niteliksel ve niceliksel olarak doldurulmasında ayarlamalar yapar ve toplum henüz tam ve objektif ilgili verilere sahip değildir.

Bu konuyu daha fazla ele almadan önce, yenilenebilir kaynakların iş hacmine katılımının ölçeğini ve RES'in ana kullanım alanlarını özetlemek tavsiye edilir.

2001 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarının küresel enerji tüketimi yapısındaki payı (büyük hidroelektrik santraller hariç) %0,5 olarak tahmin edilirken, ikinci on yılın başında bu rakam (büyük hidroelektrik santraller dahil) %1,6'ya yakındı. -%8,1). Bu, mutlak anlamda çok önemli bir miktara tekabül ediyordu: 195 milyon tep. (986,3 milyon ayak parmağı). Karşılaştırma için, 2011 yılında Birleşik Krallık'ta toplam birincil enerji tüketimi (her türlü enerji taşıyıcısı) 198 milyon, İtalya - 168 milyon, İspanya - 146 milyon TEP seviyesindeydi.

2007 krizi öncesinde, yenilenebilir enerji küresel elektrik üretiminin yaklaşık %18'ini oluşturuyordu; ana kaynak ise %86,8'i su enerjisiydi (hidroelektrik santral).

Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevresel boyutuna dönelim

Arazi kaynakları üzerindeki etki;

Flora ve fauna üzerindeki etki;

İnsanlar üzerindeki etkisi;

Su kaynaklarına etkisi.

“Temiz” kalkınma doktrini ile bağlantılı olarak, RES ekipmanının tüm yaşam döngüsü boyunca üretilen “sera” gazlarının emisyonunu CO2 eşdeğerinde değerlendiren göstergeler de genel olarak kabul edilmektedir.

Rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretiminde yaygın olarak yararlanılmaktadır. Küresel ölçekte önemli teknik kaynaklara, yüksek düzeyde kullanılabilirliğe ve tutarlılığa ve ayrıca nispeten düşük maliyete sahiptir. Rüzgar enerjisi santralleri (RES'ler) hem karada hem de kıyı sularında deniz sahanlığında yerleştirilebilir. Bu avantajlar rüzgar enerjisinin fosil yakıtlarla rekabet etmesine olanak tanıyor; 2011 yılında bu enerji taşıyıcısı AB'nin elektrik üretim yapısının %6'sından fazlasını oluşturuyordu.

Ekipman zemine yerleştirildiğinde rüzgar türbin çarkının 5-10 çapı kadar daire şeklinde küçük bir arazi doğrudan işin içine dahil olur ve kablo yönetimi yer altına döşenir. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (ABD) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, arsanın toplam büyüklüğü tesisin tasarım kapasitesinin 1 MW'ı başına 12-57 hektar arasında değişmekte olup, sadece küçük bir kısmı sürekli olarak işgal edilmektedir. en az 0,4 hektar/MW ve 1,5 ha/MW geçicidir (çoğunlukla inşaat sırasında).

Böylece, rüzgar türbini kulesinin etrafındaki ana alan, örneğin konut dışı ve altyapı tesislerinin inşası, hayvan otlatma vb. gibi diğer ihtiyaçlar için kullanılabilir. Ayrıca rüzgar türbinleri, tarıma veya diğer faaliyetlere uygun olmayan arazilere yerleştirilebilir. ekonomik ihtiyaçların yanı sıra sanayi bölgelerinde de bu tür yenilenebilir enerji kaynaklarının arazi kaynaklarının kullanımı açısından çekiciliğini önemli ölçüde artırmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde rüzgar türbinlerinin kuşların ve yarasaların yaşam alanları üzerindeki etkisi sürekli olarak araştırılmaktadır. Ulusal Rüzgar Koordinasyon Komitesi'ne (NWCC) göre, kurulu rüzgar türbini kapasitesinin 1 MW'ı başına yılda 11,7 kuş ve 43,2 yarasa ölüyor, ancak uzmanlar bunun tür popülasyonları için bir tehdit oluşturmadığına inanıyor.

Rüzgar türbinlerinin yaşam döngüsüyle ilişkili CO2 eşdeğerindeki zararlı emisyonların hacmi, termik santraller için aynı göstergeden çok daha düşüktür ve kural olarak 10-20 g/kWh aralığındadır (benzin istasyonları için - 270-900, kömür - 630-1600 g/kW- h).

Güneş enerjisi çok büyük bir kaynağa sahiptir ve termal enerji (güneş kollektörleri vb.) ve elektrik enerjisi (fotovoltaik tesisler, güneş yoğunlaştırıcılar, jeomembran istasyonları vb.) üretiminde kullanılabilir; Çevresel etkinin derecesi büyük ölçüde güneş enerjisi ekipmanının tasarımına ve gücüne bağlıdır.

Güneş enerjisi sistemlerinin kullandığı dünya yüzeyinin alanı kurulum tipine göre belirlenir. Düşük güçlü santraller bu yükü en aza indirebilir ve binaların çatılarına yerleştirilebilir veya çeşitli bina elemanlarına (duvar, pencere vb.) entegre edilebilirken, endüstriyel tesisler geniş bir alanı kapsayabilir. Fotovoltaik kurulumlar (PGU) için bu gösterge 1,5-4 ha/MW, güneş yoğunlaştırıcılar - 1,5-6 ha/MW aralığında yer almaktadır.

Dünya yüzeyinin önemli bir alanını kaplayan güneş yoğunlaştırıcı projeleri var (termik santraller ve nükleer santraller için aynı rakamla karşılaştırılabilir). Ancak flora, fauna ve insanlar üzerindeki etkiyi azaltmak amacıyla elementler tarımsal ürünlerin yetiştirilmesine uygun olmayan alanlara, altyapı tesislerine, evsel atık depolama alanlarına veya diğer alanlara yerleştirilebilir.

İşletme sırasında FGU'nun su kaynakları üzerindeki etkisi minimum düzeydedir; Su yalnızca güneş pili bileşenlerinin üretim sürecinde kullanılır. Ancak güneş kolektörlerinin tasarımı, suyun soğutucu olarak kullanılmasını içerir ve bazı güneş yoğunlaştırıcı türlerinde su tüketimi (sistemi soğutmak için) 2,5 bin l/MW- saat'e ulaşabilmektedir.

İnsanlar üzerindeki olumsuz etki esas olarak, zararlı ve toksik maddelerle (hidroklorik, sülfürik ve nitrik asitler, aseton, hidrojen florür, galyum arsenit, kadmiyum tellür, bakır-indiyum veya) temasın mümkün olduğu silikon FGU elemanlarının üretim süreci tarafından belirlenir. bakır-galyum diselenid vb.). İnce film modüllerinin üretiminde daha az zararlı madde kullanılır, ancak aynı zamanda güvenlik önlemlerine sıkı sıkıya bağlı kalınması da gerekir.

FGU için CO2 emisyonlarının hacmi 36-80 g/kWh, güneş yoğunlaştırıcılar için ise 36-90 g/kWh'dir.

Yerin derinliklerinden (200 metreden 10 kilometreye kadar) çıkarılan jeotermal enerji, dönüşüm (buhar türbinleri kullanılarak) veya doğrudan (buhar türbinleri kullanılarak) yoluyla elektrik ve/veya termal enerjinin yanı sıra soğuk ve buhar üretmek için de kullanılabilir. kuyu sıvısının bina sistemlerine pompalanması). 2010 yılı başı itibarıyla dünyada elektrik üreten jeotermal istasyonların toplam kapasitesi yaklaşık 11 GW, termal enerji üretimi ise 51 GW civarındadır.

Bu tip istasyonlar hem tarıma uygun olmayan bölgelerde hem de çevre bölgelerde oluşturulmaktadır. Oldukça geniş bir alanı kaplayabilirler, örneğin dünyanın en büyük jeotermal kompleksi The Geysers (ABD), 112 kilometrekareden fazla bir alanda yer alır ve bu, 15 hektarlık güç birimi başına belirli bir alana karşılık gelir. /MW(e).

Gezegenin dağlık bölgelerinde kuyu açmak ve hidrolik kırılmaya benzer teknolojilerin kullanılması depremleri tetikleyebilir ve doğal yer altı rezervuarlarından soğutma sıvısı çekilmesi toprak kaymalarına ve zemin çökmelerine neden olabilir (bu nedenle kural olarak formasyona geri pompalanır). Genel olarak bir jeotermal tesisin fauna, flora ve insanlar üzerindeki etkisi sistemin tasarımına, enerji taşıyıcı tipine, alınan güvenlik önlemlerine ve diğer faktörlere doğrudan bağlı olup, bu dezavantajlara rağmen oldukça düşük düzeydedir. .

Bu tür ekipmanların su soğutma devresinde temiz su tüketimi 6-19 bin l/MWh arasında değişebildiği gibi bazı istasyon tipleri kuyu akışkanı kullanarak dış kaynaktan su çekmeden de yapılabilmektedir.

Jeotermal santraller, insanlarda akciğer hastalıklarını ve kalp hastalıklarını tetikleyebilen kükürt dioksitin yanı sıra hidrojen sülfit, karbon oksitler, amonyak, metan, bor ve diğer maddeleri yayan bir hava kirliliği kaynağıdır. Ancak bu üretim sektöründe SO2 emisyonlarının kömürlü termik santrallere göre onlarca kat daha az olduğu düşünülmektedir.

Biyokütle, yalnızca motorlu taşıtlarda değil, uçak ve gemilerde de termal ve elektrik enerjisi, sıvı ve gaz halindeki motor yakıtı üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının bu bölümünün arazi kaynakları, flora, fauna ve insanlar üzerindeki etkisi oldukça önemli olabilir. Örneğin, endüstriyel mahsullerin ekim alanını genişletmek için orman fonu yok edilebilir, bu da birçok hayvan türünün çeşitliliğinin azalmasına yol açabilir; Tarım arazilerinde karşılık gelen mahsullerin alanının artması, gıda sektörüyle olan çatışmayı daha da kötüleştiriyor.

Aynı zamanda dünyada, işlenmesi çevrenin temizlenmesine yardımcı olan önemli miktarda biyolojik atık üretiliyor.

Modern teknolojilerin gelişimi, piroliz, gazlaştırma, biyolojik ve kimyasal yöntemlerle ikinci ve sonraki nesil biyoyakıtların (metanol, etanol, biyodizel ve sentetik yakıt, jet yakıtı, biyometan, hidrojen vb.) üretimi için yöntemlerin oluşturulmasına doğru ilerlemektedir. başta lignoselüloz olmak üzere her türlü biyolojik hammaddenin verimli bir şekilde işlenmesine olanak tanıyan işleme, hidrojenasyon vb. Uygun endüstriyel çözümlerin uygulamaya konması (AB'de bu, 2015 sonrası dönem için planlanmaktadır) sektörü niteliksel olarak yeni bir seviyeye taşıyacak ve tarım ve gıda sektörü üzerindeki etkisini azaltacaktır. Uzun vadede, biyoetanol ve biyoyakıt üretiminde istikrarlı bir artış bekleniyor ve maliyetleri de artacak (2021 yılına kadar küresel pazarda biyodizel yakıt fiyatının nominal olarak litre başına 1,4 dolar civarında istikrar kazanması bekleniyor, biyoetanol - 1 litre için 0,7 dolar).

Ayrıca gübre ve zirai ilaç kullanımına bağlı olarak bölgedeki yüzey sularının kirlenmesi meydana gelebilmektedir.

Biyokütleyi hem doğrudan yanma hem de ara enerji kaynaklarına çeşitli dönüştürme yöntemleri kullanıldığında, zararlı maddeler oluşur (karbon oksitler, nitrojen, kükürt vb.). Aynı zamanda, hidrokarbonlara (gaz, kömür, petrol ürünleri) göre CO2 emisyonlarının karşılaştırmalı bir analizi, bu göstergenin büyük ölçüde teknoloji ve yakıt türlerine (ortalama 18-90 g/kWh) ve bazı durumlarda biyokütle diğer enerji taşıyıcı türlerinden daha yüksektir.

Su enerjisi, mikro hidroelektrik santrallerden (birkaç kW) ulusal enerji sistemlerinin bir parçası olan büyük hidroelektrik santrallere (25 MW'tan fazla) kadar çeşitli kapasitelerdeki hidroelektrik santraller tarafından kullanılır. Bu tür yenilenebilir enerji kaynaklarının arazi kaynağı üzerindeki etkisi öncelikle ekipmanın türüne ve gücüne olduğu kadar araziye de bağlıdır ve 1 MW kurulu kapasite başına birkaç yüz hektara ulaşabilir.

Hidroelektrik santrallerin, özellikle de büyük olanlarının, doğa ve insan üzerinde önemli etkileri vardır; WWF gibi çeşitli kuruluşların çok sayıda bilimsel materyalinde yeterince ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Hidroelektrik santrallerinde sera gazı emisyonlarının küçük istasyonlar için 4,5-13,5 g/kWh, büyük hidroelektrik santraller için ise 13-20 g/kWh olduğu tahmin edilmektedir.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji dengesindeki payını yalnızca ekonomik ve politik mülahazalara dayanarak artırma hedefinin düşüncesizce takip edilmesi, çevre ve zincirin daha aşağısında bir bütün olarak ekonomi için çok daha ciddi sonuçlara yol açabilir. fosil yakıtların kullanımı. Öte yandan, çevresel gerekliliklerin tam olarak dikkate alınmasının kaçınılmaz olarak enerji gelişiminin engellenmesine ve bunun sonucunda da ulusal ekonomide yeni kriz olgularına yol açacağını anlamalısınız. Bu nedenle, bizce, toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için doğanın yeteneklerini akıllıca kullanmak, YEK tesislerinin çevre üzerindeki etkisine ilişkin kapsamlı bir değerlendirme ve kapsamlı bir çalışma yapmak ve bunu sınırlandırmanın ve önlemenin yollarını aramak gerekir.

Şu anda OECD ülkeleri yenilenebilir enerjinin modern görünümünün oluşmasında kırk yıllık bir aşamayı tamamlıyor. Konuyla ilgili deneyim biriktirdiler, endüstrinin gelişimi için umut verici yönler belirlediler ve çeşitli sektörlere (elektrik ve termal üretim, sıvı yakıt tedarik sistemleri vb.) entegrasyon yollarını belirlediler ve ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazla teşvik edilmesine yönelik stratejiyi ayarladılar. kendi ekonomilerinin gelişimine yeni bir ivme kazandırmak da dahil olmak üzere bölgesel ve küresel pazarlarda.

Görüşümüze göre, 2015'ten sonraki dönemde OECD ülkelerinde yeni nesil yenilenebilir enerji teknolojilerinin geniş çapta uygulanması bekleniyor; bu, diğer bilimsel ve teknik ilerleme başarılarıyla (yeni malzemelerin yaratılması, bilgi ve iletişim teknolojilerinin gelişmesi, akıllı enerji ağlarının genişletilmesi, ulaşımda hibrit ve elektrikli tahriklerin yaygınlaşması vb.) enerjinin teknolojik düzeyini bir sonraki seviyeye taşıyacaktır.

Birleşik Avrupa ülkelerinde yenilenebilir enerji, enerji piyasasının dönüşüm ve entegrasyon sürecinin ön saflarında yer almaktadır. Büyük ölçekli yenilenebilir enerji projelerinin uygulanması ve pan-Avrupa akıllı enerji sisteminin oluşturulması, yalnızca enerji güvenliği düzeyini artırmak için değil, aynı zamanda AB içindeki devletlerin birliğini güçlendirmeye yardımcı olmak için de tasarlanmıştır.

Rusya, ekonominin tüm sektörlerinde enerji verimliliğini artırmak ve enerji maliyetlerini azaltmak, enerji arzını birçok tüketici kategorisine makul şekilde çeşitlendirmek, konut ve konut sektöründeki durumu iyileştirmek amacıyla yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi için muazzam bir potansiyele ve kapsamlı bir temele sahiptir. toplumsal hizmetler sektörünün yanı sıra küçük ve orta ölçekli işletmelerin ticari faaliyetlerinin güçlendirilmesi. Yenilenebilir enerji, temel ve endüstriyel bilimin ve yüksek teknolojili imalat sektörünün gelişimi üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğundan, Rusya'nın teknolojik geri kalmışlığının üstesinden gelme sürecinin bileşenlerinden biri haline gelebilir.

Zaten orta vadede, iç pazarda, tüketici özerkliğini artıracak ve hem yenilenebilir enerji kaynakları temelinde enerji üretim süreçlerini optimize edecek, çeşitli güç türlerindeki ekonomik enerji ekipmanlarına ve akıllı sistemlere olan talebin yoğunlaştırılması mümkündür. ve geleneksel enerji taşıyıcılarıyla birlikte.

Yabancı (ve öncelikle Batı Avrupa) sermayesi, ekonomik, çevresel ve diğer nedenlerden (AB'nin sınırlı toprak ve su kaynakları, AB'nin düzenlemelerinin özellikleri) dolayı eski SSCB'nin bazı ülkelerinde yenilenebilir enerji sektörünün geliştirilmesiyle ilgilenmektedir. GDO'lu mahsullerin dolaşımı, ek "temiz" enerji tedarikine duyulan ihtiyaç, bazı bölge sakinlerinin protestoları vb.). Rusya için bu, yenilenebilir enerji pazarındaki aktif oyuncuları çekme fırsat penceresini genişletiyor.

Rusya Federasyonu'na uygun yatırımların akışı ve yenilenebilir enerji projelerinin uygulanması, projelerin çevresel bileşeninin (yerli uzmanların deneyim ve bilgisine dayanarak), en ileri teknolojilerin ithalatının ve ekipmanın yanı sıra üretimin daha sonra maksimum yerelleştirilmesi. Çevreyi ve insanları olumsuz etkileyen bilgi birikiminin emilmesi ve bu enerji sektöründe “hammadde eklentisinin” pasif rolü, en hafif tabirle yıkıcıdır.

Edebiyat

1.WWF. Barajlar ve geliştirme. Karar vermede yeni metodolojik temel: Dünya Barajlar Komisyonu Raporu / M., 2009. - S. 65-107.

2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılmasına İlişkin IPCC Özel Raporu. - 2011. - R.732.

3. NABU-Bundesverband. Windenergie ve Naturschutz. Konflikt'i kaldırabilir misiniz? - Berlin, 2012. - S.5-7.

4. Hans R. Kramer. Die Europaeische Gemeinschaft ve die Oelkrise. - Nomos. - Baden-Baden, 1974. - S. 91.

5. E.M. Primakov, L.M. Gromov, L.L. Lyubimov ve diğerleri Kapitalist dünyanın enerji sektöründe yeni olgular / IMEMO RAS SSCB, 1979. - S. 204.

6. BP Dünya Enerjisinin İstatistiksel İncelemesi. — Haziran 2012. — S. 40.

8. IEA. Enerji Teknolojisi Perspektifleri 2010. - S. 126.

9. Yaşam Döngüsü Küresel Isınma Emisyonları

10.EWEA. Yeşil büyüme. Rüzgar enerjisinin istihdam ve ekonomi üzerindeki etkisi. — Mart, 2012. — S. 11.

11. İlgili Bilim Adamları Birliği. http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/environmental-impacts-wind-power.html

12. Ulusal Rüzgar Koordinasyon Komitesi (NWCC). Rüzgar türbinlerinin kuşlar, yarasalar ve yaşam ortamlarıyla etkileşimleri: Araştırma sonuçlarının ve öncelikli soruların özeti. - 2010. - S.4-5.

13. Rüzgar Türbinlerinin Etkisini İyileştirme Potansiyeli. —Heals Baş Tıbbi Görevlisi, Rapor, Mayıs 2010.

14. Rüzgar Türbinlerinin Potansiyel İyileştirme Etkisi / Heals Baş Sağlık Görevlisi, Rapor, Mayıs 2010.

15. ABD Çevre Koruma Ajansı. Güneş Fotovoltaiklerinin Belediye Katı Atık Depolama Alanlarına Yerleştirilmesine ilişkin en iyi uygulamalar. - Şubat, 2013. - S. 20-22.

16. IPCC. Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve İklim Değişikliğinin Azaltılması Özel Raporu, 2011. - R. 416.

17. Gayzerler. — http://www.geysers.com/geothermal.aspx

18. Macknick ve diğerleri. 2011. Elektrik Üretim Teknolojileri İçin Operasyonel Su Tüketimi ve Çekilme Faktörlerinin İncelenmesi. — Golden, CO: Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı. -R.12.

19. OECD-FAO. Tarımsal Görünüm 2011—2020. - S.79.

20. J. C. Clifton-Brown, I. Lewandowski. Sınırlı ve Sınırsız Su Temini ile Üç Farklı Miscanthus Genotipinin Su Kullanım Verimliliği ve Biyokütle Bölümlenmesi. — 12 Nisan 2000.

21. Macknick ve diğerleri. Elektrik Üretim Teknolojileri İçin Operasyonel Su Tüketimi ve Çekilme Faktörlerinin İncelenmesi / Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı. - Mart, 2011. - S. 14.

22.WWF. Barajlar ve geliştirme. Karar Vermede Yeni Bir Çerçeve: Dünya Barajlar Komisyonu Raporu. - M., 2009.

Igor Matveev, Yakıt ve Enerji Kaynakları Sektörü Başkanı

Tüm Rusya Araştırma Piyasası Enstitüsü, www.eprussia.ru

2015-05-15

Bu makale yenilenebilir enerji kaynaklarına (RES) dayalı enerji geliştirme konusunun devamı niteliğindedir. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerjinin sera gazı emisyonlarına katkısından ve genel olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerji geliştirmenin çevresel yan etkilerinden bahsediyoruz. Bazı durumlarda, yenilenebilir enerjinin çevre ve toplum açısından olumsuz sonuçları büyük olabilir - çevresel performansın iyileştirilmesine yönelik belirtilen hedeflerin aksine ve her proje ayrı ve kapsamlı bir analiz gerektirir. Genel olarak yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin olumlu ve olumsuz çevresel etkileri halen ilave kapsamlı araştırmalar gerektiren bir konudur.

Yenilenebilir enerjinin geliştirilmesinin iklim yönü, yenilenebilir kaynaklar kullanan güneş, rüzgar, hidrolik ve diğer enerji santrallerinin işletilmesinde “sıfır CO2 emisyonu” ile ilişkilidir. Aslında bu durumlarda enerji, hidrokarbonlar yakılmadan ve bunun sonucunda da sera gazları ve diğer kirleticiler atmosfere salınmadan üretiliyor.

Ancak hazırlık aşamalarından başlayarak enerji üretim sürecindeki yan etkileri de içeren üretim yaşam döngüsünün tamamını ele aldığımızda durum daha karmaşık hale geliyor.

Enerji elde etmek için enerji ekipmanlarının imalatı ve kurulumu, altyapının oluşturulması ve işletilmesi için şartların sağlanması, hammaddelerin hazırlanması, kullanım ömrü sonunda atık malzeme ve ekipmanların bertaraf edilmesi gerekmektedir. Bu, metalurji, makine mühendisliği, tarım ve diğer işletmelerin işletilmesini, fosil kaynaklardan enerji kullanılmasını gerektirir ve sıfır olmayan emisyon anlamına gelir.

Çevresel etkilerin tüm aşamalarda dikkate alınması, yenilenebilir enerjiye geçişin, CO 2 ve diğer sera gazı emisyonlarında azalma da dahil olmak üzere, çevre kirliliğinde her zaman bir azalmaya yol açmadığını göstermektedir.

Yenilenebilir enerjinin yan etkilerine (çevresel olanlar dahil) ilişkin araştırmaların bir bütün olarak nispeten yakın bir geçmişi var, ancak son zamanlarda insanlar bu konu hakkında daha aktif bir şekilde konuşmaya başladılar. Son zamanlardaki dikkate değer çalışmalardan biri, Batı Norveç Araştırma Enstitüsü'ndeki (WNRI) Norveçli araştırmacı, araştırmacı ve proje yöneticisi Otto Andersen'in “Yenilenebilir Enerjinin İstenmeyen Sonuçları” adlı çalışmasıdır. Çözülmesi gereken sorunlar." Andersen'in çalışması, çeşitli araştırmacılar tarafından bireysel enerji türleri ve bölgeler hakkında daha önce toplanmış bilgileri kullanıyor ve bu bilgilere dayanarak, yenilenebilir enerjinin çevresel risklerinin genelleştirilmiş bir resmi inşa ediliyor.

Temel kavramlar ve yaklaşımlar, yaşam döngüsü analizi (Yaşam Döngüsü Analizi, LCA) ve yerli literatürde tercüme edilen "karşı etkiler", "geri tepme etkileri" veya "ters etkiler" - geri tepme etkilerinin değerlendirilmesi ile ilgilidir. “restorasyon etkileri” veya çeviri olmadan “geri tepme etkileri” olarak.

Yaşam döngüsü analizi ve karşı etkiler açısından ana odak noktası biyoenerji (biyoyakıt üretimi için enerji bitkileri yetiştirmek), güneş fotovoltaik enerjisi, hidrojen enerjisinin bazı yönleri ve elektrikli araçların kullanımıdır.

Bir dizi soru hala açık: Yenilenebilir enerjinin yan etkilerine ilişkin araştırmalar henüz iyi çalışılmış bir konu olarak adlandırılamaz, ancak önceki yıllarda bu konu üzerinde bir dizi yerel çalışma ve deney gerçekleştirilmiştir.

Yenilenebilir enerji ve sera gazı emisyonları

Sera gazı emisyonlarından bahsedersek, farklı yenilenebilir enerji türleri, Andersen'in ifadesiyle, tüm yaşam döngüsü perspektifinden ele aldığımızda hiç de "eşit derecede yeşil" değildir. Anderson da dahil olmak üzere enerji üretimiyle ilişkili sera gazı emisyonları açısından ana gösterge, üretilen enerji birimi başına CO2'nin gram eşdeğeri miktarıdır, özellikle elektrik enerjisi endüstrisi için 1 kWh alınır yani gCO 2 eşdeğeri /kWh

Bu durumda hesaplama metodolojisi ve başlangıç varsayımları önemlidir; öncelikle hesaplamanın hangi zaman aralığı için yapıldığı, üretim kapasitesi kullanımı (kurulu kapasite kullanım faktörü yani ICUF) ve buna bağlı olarak Belirli bir süre için beklenen enerji üretimi. Buradaki resim, makalede tartıştığımız, bir birim enerji üretimi için Seviyelendirilmiş Maliyetlerin (LC) hesaplanmasıyla aynıdır. En sık kullanılan aralık 20 yıldır.

Yaşam döngüsü analizi, farklı elektrik enerjisi üretimi türleri için aşağıdaki emisyon göstergelerini verir [gCO 2 eq/kWh]: rüzgar - 12; gelgit - 15; hidrolik - 20; okyanus dalgası - 22; jeotermal - 35; güneş (fotovoltaik) piller - 40; güneş yoğunlaştırıcıları - 10; biyoenerji - 230.

Ancak bu, her durumda, fosil hammaddelerle çalışan enerji sektörü için verilen değerlerden daha küçük bir mertebedir: kömür - 820; gaz - 490. Aynı zamanda, bu anlamda en “çevre açısından güvenli”, GCO 2 eşdeğeri / kWh emisyon oranının yalnızca 12 olduğu nükleer enerjidir, yani bu parametre en düşük göstergelere eşittir. yenilenebilir kaynaklardan enerji. Farklı enerji türleri için sera gazı emisyonlarının üretim yaşam döngüsünün aşamalarına göre dağılımının kökten farklı olduğu açıktır (Şekil 1, Tablo 1).

Rüzgâr, güneş, jeotermal ve hidroelektrik enerji söz konusu olduğunda, temel çevresel yük malzeme, ekipman üretimi ve tesis inşaatı aşamasına düşmektedir. Nükleer enerji de benzer bir yapıya sahiptir. Fosil yakıtlı enerji üretiminde emisyonların büyük kısmı, yakıtın yanmasını gerektiren tesisin işletimi sırasında meydana gelir. Aynı şey biyoenerji için de geçerli. Dolayısıyla burada maliyet yapısıyla da bir benzetme yapabiliriz - ilk durumda, "çevresel maliyetler" daha çok sabitler kategorisine, ikincisinde ise değişkenler kategorisine aittir. İlk durumda, faydalar daha uzun zaman aralıklarında daha belirgindir. İkinci durumda ise “üretimin karbon emisyon kapasitesi”ndeki fark, yakıt tüketimini azaltan teknolojiler ve sera gazı yakalama sistemleri aracılığıyla azaltılabilir. Bu durumda rüzgar ve kömür santrallerinin “emisyon kapasitesi” karşılaştırıldığında 20 yıllık bir zaman aralığına izin veriliyor ve rüzgar santrallerinin kapasite faktörü %30-40 oluyor.

Yaşam döngüsü analizi ve karşı etkiler açısından asıl dikkat biyoenerjiye (biyoyakıt üretimi için enerji bitkileri yetiştirme), güneş fotovoltaik enerjisine, hidrojen enerjisinin bazı yönlerine ve elektrikli araçların kullanımına verilmektedir.

Yukarıdakilerin kaba ortalama (medyan) değerler olduğu dikkate alınmalıdır, burada çok fazla doğruluk söz konusu olamaz. Pek çok şey teknolojiye ve spesifik üretim koşullarına bağlıdır. Farklı çalışmalardan ve farklı kaynaklardan elde edilen veriler önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Özellikle rüzgar enerjisi için yayılma 2 ila 80 gCO2 eşdeğer/kWh arasında olabilir (onlinelibrary.wiley.com).

Hidroelektrik santraller için gCO 2 eq/kWh göstergesi 180'e ulaşabilir. Fosil yakıtlı santraller için ise “düşük” değerler 200-300 gCO 2 eq/kWh'dir.

Hidroelektrik santraller, güneş, biyoenerji ve jeotermal santrallerin yaşam döngüleri için sera gazı emisyonlarının yüksek değerlere ulaşabilme nedenleri farklıdır. Hidroelektrik santral durumunda bu, öncelikle baraj bölgesinde organik maddenin mikrobiyolojik ayrışması ile emisyonun artmasına neden olan durgun bir rejimin oluşabileceği barajda bir rezervuar oluşumudur. CO2 ve CH4 (metan). Gelgit enerji santrallerinin bulunduğu bölgelerde de benzer süreçler mümkündür. Güneş fotovoltaik enerjisinde ana sorunlar güneş pillerinin üretim süreciyle ilişkilidir, çünkü çevre ve sağlık açısından diğer risklerin yanı sıra bir dizi flor bileşiğinin (heksafloroetan C 2 F 6, nitrojen triflorür NF) emisyonuna yol açar. 3, güçlü sera gazları olan kükürt heksaflorür SF 6. Jeotermal enerji söz konusu olduğunda, çoğu şey enerji taşıyıcısının bileşimine bağlıdır - yüksek sıcaklık ve karmaşık bir kimyasal bileşime sahip mineralizasyon ile karakterize edilen termal su. Kullanımı ve bertarafı sırasında hem çevrenin doğrudan termal olarak kirlenmesi hem de sera gazları dahil birçok kimyasal bileşiğin toprağa, suya ve atmosfere salınması mümkündür.

Biyoenerji kullanımı sırasında sera gazı emisyonları her aşamada meydana gelir. Her şeyden önce, özellikle kolza tohumu ve palmiye yağı olmak üzere enerji bitkilerinin yetiştirilmesi aşamasında ortaya çıkar. Kolza tohumunun yoğun ekimi, büyük miktarda nitrojenli gübre gerektirir; bu da, aynı zamanda ozon tabakasının da tahrip edicisi olan güçlü bir sera gazı olan nitrojen dioksit N20 emisyonunda artışa yol açar.

Ortalama olarak görüldüğü gibi, geri tepme etkisine rağmen, yenilenebilir enerji kaynaklarının yaşam döngüsündeki sera gazı emisyonları, yenilenemeyen enerji kaynaklarına (nükleer enerji hariç) kıyasla önemli ölçüde düşük kalmaktadır.

Güneydoğu Asya'da (Endonezya, Malezya, Tayland), doğal "tuzaklar" ve karbon "depoları" olan turba bataklık arazilerinde ve "koruyucu" görevi gören tropikal ve ekvator yağmur ormanlarının bulunduğu bölgede büyük palmiye yağı tarlaları oluşturuldu. gezegenin akciğerleri”. Bu, toprak örtüsünün hızla tahrip olmasına, doğal karbon emilim rejiminin bozulmasına ve buna bağlı olarak sera gazlarının (CO2 ve CH4) atmosfere akışında artışa neden oldu. En kötü senaryoda, fosil yakıtlardan biyoyakıtlara büyük ölçekli bir geçiş sera gazı emisyonlarını azaltmayabilir, hatta %15'e kadar artırabilir.

Henüz pratik olarak incelenmemiş bir başka husus ise, teorik olarak iklim ısınmasında bir faktör haline gelebilecek enerji mahsullerinin geniş ölçekli yayılmasıyla Dünya'nın genel albedo'sunda (yansıtıcılık) olası bir azalmadır.

Operasyonel aşamada - genellikle fosil yakıtlarla karışım halinde üretilen biyoyakıtların (ulaşım ve enerji santrallerinde) yanması, ortaya çıktığı gibi, hem toksik hem de sera tehlikesi taşıyan yeni kimyasal bileşikler de oluşuyor. Azaltma eylemlerinin bir sonucu olarak sera gazı emisyonlarındaki artış, geri tepme etkisinin bir örneğidir.

Ortalama olarak görüldüğü gibi bu etkiye rağmen yenilenebilir enerji kaynaklarının yaşam döngüsündeki sera gazı emisyonları, yenilenemeyen enerji kaynaklarına (nükleer enerji hariç) kıyasla önemli ölçüde düşük kalmaktadır.

Aynı zamanda, bu her durumda doğru değildir ve yenilenebilir kaynaklara dayalı enerjinin geliştirilmesine yönelik her özel proje veya program, çevresel bakış açısı da dahil olmak üzere dikkatli bir analiz gerektirir; diğerleriyle karşılaştırıldığında her zaman "daha yeşil" olarak kabul edilemezler. seçenekler.

Diğer yan etkiler

Yenilenebilir enerjinin karşı etki olarak sera gazı emisyonunun yanı sıra başka çevresel yan etkileri de vardır. Hidroelektrik santraller ve gelgit enerji santralleri, nehirlerin ve deniz körfezlerinin akıntı ve sıcaklık rejimlerini değiştirir ve balıkların göç yolları ile diğer madde ve enerji akışlarının önünde engel haline gelir. Ayrıca hidroelektrik santrallerin önemli yan etkilerinden biri de yerleşim, tarım ve diğer faaliyetlere uygun alanların sular altında kalmasıdır.

Aynı zamanda hidroelektrik santrallerdeki rezervuarların kıyılarında heyelan süreçleri gelişebilir, yerel iklim koşullarında değişiklikler ve sismik olayların gelişmesi mümkündür. Rezervuarlardaki durgun su rejimi, yalnızca sera gazı emisyonlarında artışa değil, aynı zamanda insan sağlığı da dahil olmak üzere tehdit oluşturan zararlı maddelerin birikmesine de neden olabilir.

Hidroelektrik barajların kırılması ve çökmesi özellikle dağlık ve depreme yatkın bölgelerde ayrı bir tehlike oluşturabilmektedir. Bu türden en büyük felaketlerden biri, 1963 yılında İtalyan Alpleri'ndeki Vajont Nehri'nde meydana geldi; burada hidroelektrik baraj rezervuarında dev bir heyelan meydana geldi ve dalganın barajı taşmasına ve 90 metreye kadar bir "tsunami" oluşturmasına neden oldu. Birçok yerleşim yeri yıkıldı, 2.000'den fazla insan öldü.

Jeotermal enerji, su ve toprakta kimyasal kirlilik riski taşır - termal akışkanlar, karbondioksite ek olarak kükürt sülfit H2S, amonyak NH3, metan CH4, sodyum klorür NaCl, bor B, arsenik As, cıva Hg içerir. Tehlikeli atıkların bertarafı sorunu ortaya çıkıyor. Ek olarak, termal istasyonların yapılarında korozyon hasarı mümkündür ve termal suyun dışarı pompalanması, kaya katmanlarının deformasyonuna ve katmanlararası yeraltı suyunun herhangi bir madenciliği veya çıkarılması sırasında meydana gelenlere benzer yerel sismik olaylara neden olabilir.

Biyoenerji, tarım arazilerinin (ve diğer kaynakların) enerji mahsullerinin yetiştirilmesi için yabancılaştırılmasını içerir ve bu, biyoenerji kullanımına büyük ölçekli bir geçişle birlikte dünyanın gıda sorununu daha da kötüleştirebilir.

En kaba hesaplama, biyoyakıt için hammadde olarak kolza tohumu veya ayçiçeği yetiştirmenin sonuçta 1 hektar ekili alan başına yaklaşık bir ton biyoyakıt üretebileceğini göstermektedir. Dünyadaki toplam enerji tüketimi petrol eşdeğerinde yılda 20 milyar tona ulaşıyor. Bu hacmin yalnızca %10 oranında, yani 2 milyar ton kadar biyoyakıtla değiştirilmesi, yaklaşık 2 milyar hektar alanın, yani dünyadaki tüm tarım arazilerinin yaklaşık %40'ının, yani 15 milyar hektarın yabancılaştırılmasını gerektirecektir. % Antarktika hariç dünyanın tüm kara alanı. Enerji monokültürlerinin büyük ölçekli yayılması, birçok flora ve fauna türünün yaşam koşullarının bozulması yoluyla biyolojik çeşitliliği hem doğrudan hem de dolaylı olarak azaltmaktadır.

Biyolojik yakıtın özellikle ulaşımda yanması aşamasında, fosil yakıtla (normal dizel veya benzin) karıştırıldığında ve kış koşullarında daha iyi çalışmasını sağlayan katkı maddeleri kullanıldığında toksik olan yeni kimyasal bileşikler oluşur. ve kanserojen özelliklere sahiptir. Bu, özellikle "Yakıttaki biyobileşen içeriğinin dizel motorlardan kaynaklanan emisyonlar ve motor yağının bozulması üzerindeki etkisi" çalışması çerçevesindeki gözlemler ve deneylerle gösterilmiştir.

Bu bakımdan alg enerjisi (alglerden enerji hammaddesi üretimi) nispeten tercih edilebilir görünmektedir. Ünlü bitkiler şunları içerir: Botryococcus branili Ve Arthrospira (Spirulina) Platensis. Algler, “kara” enerji mahsulleriyle karşılaştırıldığında, birim zaman başına birim alan başına daha yüksek (belirli koşullarda - daha yüksek bir büyüklük sırası) verimlilik ve biyoyakıt üretimi için hammadde olan daha yüksek yağ (lipit) içeriği ile ayırt edilir. . Ayrıca alglerin büyümesi, verimli tarım arazilerinin yabancılaştırılmasını, karmaşık yapı ve ekipmanların oluşturulmasını veya büyük miktarlarda gübre kullanılmasını gerektirmez. Algler aynı zamanda güçlü karbondioksit emici ve oksijen üreticilerinden biridir. Bu bakımdan henüz yeterince gelişmemiş olan bu yenilenebilir enerji alanı, hem üretim hem de çevre açısından oldukça umut verici olarak değerlendirilebilir.

Rüzgar enerjisi, sera gazları ve kirletici emisyonlar açısından en az tehlikeli olanıdır ancak aynı zamanda çevrecilerin başka konularda da bir takım şikayetlerine neden olmaktadır. Bunlar arasında bölgenin gürültü kirliliği, “estetik kirlilik” ve dönen bıçakların ruh üzerindeki etkileri yer alıyor. Diğer bir iddia grubu ise fauna üzerindeki etkilerle ilgilidir; özellikle rüzgar türbinleri kuşları korkutabilir ve kanatlarla çarpıştıklarında ölümlerine neden olabilir.

Özellikle açık deniz (açık deniz) rüzgar santralleri inşa edildikçe zamanla büyüyen bir sorun: bakım ve acil durum hizmetlerine erişimle ilgili sorunlar, bakımdaki zorluklar, arızaların ortadan kaldırılması ve özellikle rüzgar jeneratörlerinin alev almasıyla ortaya çıkan acil durumlar.

Batı Avrupa'da yaklaşık 20 yıl öncesine dayanan rüzgar jeneratörlerinin çalıştırılmasıyla ilgili birikmiş deneyim, bu iddiaların doğası gereği oldukça spekülatif olduğunu gösteriyor - her halükarda, rüzgar jeneratörlerinin yoğunluğu ve özellikle rüzgar jeneratörlerinin yerleştirilmesi gibi belirli güvenlik önlemlerine uygunluk göz önüne alındığında. yerleşim alanlarından en az birkaç yüz metre uzakta. Diğer sorunlar daha gerçek görünüyor. Bunlardan biri açıktır; rüzgar santralleri geniş alanlar gerektirir ve nüfus yoğunluğunun ve altyapısının yüksek olduğu bölgelerde kurulumlarının belirli sınırları vardır. Zamanla giderek daha acil hale gelen bir diğer sorun ise kompozit malzemelerden yapılmış ve yüksek çevre kirliliği potansiyeli taşıyan kullanılmış rüzgar türbini kanatlarının imhasıdır.

Özellikle açık deniz (açık deniz) rüzgar santralleri inşa edildikçe zaman içinde büyüyen bir sonraki sorun, servis ve acil durum hizmetlerine erişimle ilgili sorunlar, bakım zorlukları, arızaların giderilmesi ve özellikle rüzgar jeneratörleri alev aldığında ortaya çıkan acil durumlardır.

Rüzgar enerjisinin daha geniş dağılımıyla, yukarıda sayılan sorunların tümü artarak çarpan etkisi yaratabilir. Şu anda Almanya'daki toplam elektrik üretiminin yaklaşık %9'unu, yaklaşık 5'ini oluşturmaktadır. % İtalya'da, İspanya'da %18. Diğer büyük elektrik üreten ülkelerde bu çok daha küçük bir paydır, ancak dünya ortalamasında bu oran %2,5 civarındadır. Rüzgar enerjisi kapasitesinin iki ila üç kat veya daha fazla arttırılmasının ne gibi etkiler yaratabileceği ayrı bir çalışma sorusudur.

Güneş enerjisinde ana çevresel riskler, güneş pillerinin üretiminde büyük miktarlarda toksik ve patlayıcı bileşenlerin kullanılmasıyla ilişkilidir. Güneş pilleri özellikle kadmiyum tellür CdTe, kadmiyum sülfür CdS, galyum arsenit GaAs içerir ve üretim sürecinde bir dizi toksik bileşik oluşturan flor kullanılır. Bu durum, kullanım ömrü tükenen pillerin önce üretim aşamasında, daha sonra da imha aşamasında sorunlar yaratmaktadır. Bu sorun da kaçınılmaz olarak zamanla artacaktır. Güneş paneli üretimindeki bir diğer sorun ise büyük miktarda su tüketimidir. Amerika verilerine göre 1 MW elektrik üretmek için yüksek derecede arıtılmış su tüketimi yaklaşık 10 l/dk civarındadır.

Belirli bir faaliyet türünün topluma ve çevreye verdiği zararı değerlendirmek için kullanılan ayrılmaz bir gösterge, dış veya dış maliyetlerdir, bir bütün olarak toplum tarafından karşılanan, yani sosyo- ekonomik ve sosyal-doğal zararlar. Dış maliyetler arasında insan sağlığına zarar, korozyon ve malzeme ve yapılara verilen diğer hasarlar, verimin azalması vb. yer alır.

Dış maliyetlerin tahmin edilmesinde, büyük ölçüde, ülkeler arasında büyük farklılıklar gösterebilen temel varsayımlara bağlıdır. Özellikle, AB ülkeleri için, çeşitli enerji kaynaklarına yönelik elektrik üretiminin dış maliyet aralığı (kWh başına eurocent) (ec.europa.eu'ya göre): kömür - 2-15; yağ - 3-11; gaz - 1-4; nükleer enerji - 0,2-0,7; biyokütle - 0-5; hidroelektrik - 0-1; güneş (fotovoltaik) enerjisi - 0,6; rüzgar - 0-0,25.

Almanya için (yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerjinin yaygın gelişimi ile Avrupa'nın en büyük elektrik üreticisi), çeşitli kaynaklardan elektrik üretiminin dış marjinal (değişken) maliyetleri aşağıdaki değerlerde (kWh başına euro sent) tahmin edilmektedir: kömür - 0,75; gaz - 0,35; nükleer enerji - 0,17; güneş - 0,46; rüzgar - 0,08; hidroelektrik - 0,05.

Burada ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin, fosil hammaddelerden enerji elde etmeye kıyasla toplum için ortalama olarak önemli ölçüde daha düşük maliyetlere yol açtığını görüyoruz.

Aynı zamanda, Çernobil ve Fukushima'daki nükleer santrallerde yaşanan bilinen felaketler nedeniyle toplumun gözündeki itibarının gözle görülür şekilde zayıflamış olmasına rağmen, nükleer enerji çevresel açıdan daha az yüksek bir rekabet gücü göstermiyor.

Yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi, yenilenemeyen kaynakların ek kullanımını gerektirir: biyoenerji durumunda gübre için hammaddeler, ekipman ve bina yapıları için metal, hidrojen yakıtı üretimi için fosil doğal gaz, tesislerin işletilmesi için fosil kaynaklardan elde edilen enerji. bu endüstriler

Yaşam döngüsü aşamalarının farklı ülkelere dağılmış olması gerçeğinden dolayı ek karmaşıklıklar ve sorunlar ortaya çıkmaktadır. Özellikle, enerji bitkileri yetiştirmek veya güneş panelleri üretmek gibi dış maliyetlerin büyük bir kısmını oluşturan başlangıç aşamaları genellikle Avrupa ve Kuzey Amerika dışında gerçekleşme eğilimindedir. Yani şu anda dünyadaki güneş panellerinin neredeyse yüzde 60'ı Çin'de üretiliyor.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının minimum maliyet payını oluşturduğu operasyonel aşama, Batı ülkeleri - “yeşil” enerji tüketicileri ile ilişkilidir ve son aşamanın maliyetleri - imha da diğer bölgelere de aktarılabilir. .

Başka bir deyişle, yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı enerji söz konusu olduğunda, bazı grupların asıl faydayı elde ederken, maliyetlerin diğerlerine düştüğü durumlar da mümkündür. Fayda ve maliyetlerin dağıtımı da zaten sosyal boyutu olan önemli bir konudur.

Temel sorun, yenilenebilir enerjinin geliştirilmesinin yenilenemeyen kaynakların ek kullanımını gerektirmesidir: biyoenerji durumunda gübre için hammaddeler, ekipman ve bina yapıları için metal, hidrojen yakıtı üretimi için fosil doğal gaz, fosil kaynaklardan enerji. Bu endüstrilerin işletilmesi için. Buna göre yenilenebilir enerji kaynakları yoluyla enerji üretiminin artırılması, yenilenemeyen kaynakların tüketiminin de artırılmasını gerektirecektir. Yenilenebilir enerjinin koşulsuz başarısı ve yaşayabilirliğinden bahsetmenin mümkün olacağı durum, yenilenebilir enerji üretiminin yenilenebilir kaynaklardan sağlandığı tam üretim döngülerinin oluşturulmasıdır.

Andersen O., Yenilenebilir Enerjinin İstenmeyen Sonuçları. Çözülmesi gereken sorunlar. Springer-Verlag. Londra. 2013.
Degtyarev K.S. Yenilenebilir enerji kaynakları - coşkudan pragmatizme // S.O.K. Dergisi, Sayı 4/2015.
Schlomer S., Bruckner T., Fulton L., Hertwich E., McKinnon A., Perczyk D., Roy J., Schaeffer R., Sims R., Smith P. ve Wiser R. Ek III: Teknolojiye özgü maliyet ve performans parametreleri. İçinde: İklim Değişikliği 2014: İklim Değişikliğinin Azaltılması. Çalışma Grubu III'ün Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli Beşinci Değerlendirme Raporuna Katkısı. Cambridge University Press, Cambridge, Birleşik Krallık ve New York, ABD.

Popüler

SSCB'de parfüm neydi Sovyet döneminde popüler parfümler

« Sovyet zamanlarından kalma parfüm aromalarını hatırlıyor musunuz? Belki birisinin hâlâ SSCB'de üretilmiş parfüm şişeleri vardır? Bugün, sıklıkla... »

Bir çocuğun doğum günü için DIY çelenk fikirleri

« Yeni yıl için yepyeni çelenkler aramaya başladım... Her Aralık ayında okula veya anaokuluna ev yapımı bir dekorasyon getirmemi istiyorlar, deniyorum... »

Adım adım fotoğraflarla ustalık sınıfı

« İçindekiler Büyülü tatiller giderek yaklaşıyor - Yeni Yıl ve Noel! Sevdiklerinize sıra dışı bir sürpriz yapmak istiyorsanız... »