كيف تتغير الطاقة في روسيا ولماذا لم نتحول إلى المصادر الخضراء بعد

محلي أم مركزي: بدلاً من أم معًا؟

لنبدأ بتوليد الطاقة. اثنان يتطوران هنا

التوجهات: الحصول على الكهرباء من المصادر المركزية والمحلية. الأول يشمل الطاقة النووية والحرارية والكهرومائية، والثاني بديل.

الطاقة النووية.وبحسب توقعات وزارة الطاقة فإن حصة التوليد النووي فيستنمو البلاد حتى عام 2050. محطات الطاقة النووية مدمجة وفعالة وصديقة للبيئة من حيث إنتاج الطاقة. وحقيقة أن كيلوغرام واحد من اليورانيوم يمكن أن ينتج طاقة تزيد بمقدار 90 ألف مرة عن كيلوغرام من الفحم تتحدث عن نفسها.

سوف يتجدد هواء المدن النائية والتي يصعب الوصول إليها قريبًاسيتم تغيير المفاعلات المعيارية الصغيرة، بحسب وزارة الطاقة. ومن بين حوالي مائة مشروع، هناك حوالي عشرة في المرحلة النهائية من التطوير وتستعد للحصول على التراخيص. فبدلاً من الفحم الذي يؤثر احتراقه على نوعية الهواء، ستكون هناك ذرة سلمية: البيئة سوف تتحسن.

على الصعيد العالمي ، حتى أنفسهم يرون الوضع بشكل مختلفعلماء الذرة. وتتوقع الوكالة الدولية للطاقة الذرية أنه بحلول عام 2050 ستنمو السعة الإجمالية لمحطات الطاقة النووية بنسبة أقصاها 82٪ ، وسيتضاعف إجمالي توليد الطاقة من جميع المصادر. لذا فإن حصة محطات الطاقة النووية ، وهي اليوم 10.4٪ ، ستنخفض تدريجياً ، وإن لم يكن ذلك بشكل خطير.

الطاقة الكهرومائية.ولكن مع تطور محطات الطاقة الكهرومائية، كل شيء ليس كذلكقطعاً. لا توجد خطط لبناء محطات جديدة للطاقة الكهرومائية في روسيا، ولكن لا توجد خطط لهدم المحطات القائمة أيضًا، لأنها توفر كهرباء رخيصة نسبيًا وتسمح لها بالتعامل مع الأحمال القصوى. ويقول علماء أمريكيون إنه بسبب تغير المناخ، فإن عددا من المشاريع الجارية ستولد كميات أقل من الكهرباء مما كان مخططا له، مستشهدين على سبيل المثال بسدين على نهر ماديرا في البرازيل. وفي جورجيا، اندلعت هذا العام احتجاجات حاشدة ضد إنشاء محطة جديدة للطاقة الكهرومائية. كلما كان تأثير دعاة حماية البيئة أقوى، قلت فرصة تطوير الطاقة الكهرومائية.

هناك عقبة أخرى أمام تطوير محطات الطاقة الكهرومائية -تطوير معظم الإمكانات المائية المجدية اقتصاديًا في أمريكا الشمالية (حوالي 70٪) وأوروبا (75٪). يتوقع الخبراء أنه سيتم بناء محطات جديدة لتوليد الطاقة الكهرومائية في إفريقيا وآسيا وأمريكا الجنوبية ، حيث أنه في قارات أخرى ، حيثما يمكن بناء محطة كبيرة لتوليد الطاقة الكهرومائية ، فإنها قائمة بالفعل. ولا يتم متابعة موضوع البيئة في المناطق النامية عن كثب.

تبلغ الإمكانات المطورة للطاقة الكهرومائية في روسيا 20٪ فقط ، لكن لا توجد خطط لتطوير الصناعة في البلاد.

طاقة الوقود.ويتأثر ذلك بالشعبية المتزايدة للسيارات الكهربائية.إنهم يضغطون على سوق النفط، الأمر الذي سيجعل النفط والغاز مصادر رخيصة للكهرباء، ويخلق طلبًا إضافيًا على الطاقة. ويتوقع الخبراء أن ينخفض ​​سعر برميل النفط إلى 10 إلى 18 دولارا بحلول عام 2050. ووفقا لمعهد أبحاث الطاقة التابع للأكاديمية الروسية للعلوم ومركز الطاقة التابع لكلية موسكو للإدارة سكولكوفو، بحلول عام 2025، سوف يستهلك النقل 17٪. من كل الطاقة (في عام 2015 كانت 16٪ ) وستحتفظ بحصتها بسبب كهربة السكك الحديدية والنقل البري.

يوجد الآن 200 محطة شحن في موسكو لـالسيارات الكهربائية ، وبحلول عام 2023 سيكون هناك أكثر من 600 منها ، ولمواجهة الحمل الإضافي على نظام الإمداد بالطاقة ، من الضروري تحديث الشبكات. يمكن القيام بذلك دون زيادة توليد الطاقة والمحولات الفرعية ، بسبب العمل الكفء مع المعدات الموجودة. على سبيل المثال ، سيؤدي إدخال تقنية RUTAS 4K إلى زيادة موثوقية الأنظمة التي تديرها Rosseti و MOESK و DRSK و RES و EESK وشركات شبكات الطاقة الأخرى بنسبة 67٪ ، بالإضافة إلى إضافة ما يصل إلى 20٪ من الطاقة المفيدة الإضافية عن طريق تقليل التأثير من الطاقة التفاعلية على نظام إمداد الطاقة. وهذا سيجعل من الممكن بناء محطات شحن كهربائية جديدة بالسعات الحالية على الأقل في كل منطقة سكنية أو فناء.

محطات شحن الفناء ليست هي الطريقة الوحيدةتطوير. على سبيل المثال ، في إيطاليا ، قامت الشركة الإسرائيلية الناشئة Electreon Wireless بترقية النطاق الترددي المخصص باستخدام تقنية Dynamic Wireless Power Transfer. يقع النظام أسفل الأسفلت ويقوم بشحن المركبات باستخدام ملفات مغناطيسية أثناء القيادة.

كما تم التعرف على النهاية الوشيكة لعصر النفط فيالبلدان التي كانت رفاهيتها حتى وقت قريب تعتمد كليًا على صادرات الطاقة. على سبيل المثال ، تستثمر دولة الإمارات العربية المتحدة البترودولارات المستلمة في تنمية الزراعة والصناعة والموارد الترفيهية. بفضل المناطق الاقتصادية الحرة ، أصبحت دبي مركزًا تجاريًا عالميًا: في عام 2020 ، كان النفط يمثل أقل من 1 ٪ من الناتج المحلي الإجمالي هناك ، ودخل ميناء جبل علي ، بفضل موقعه المتميز ، إلى المراكز العشرة الأولى من قادة العالم من حيث محطات الحاويات.

ستنخفض حصة محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم تدريجيًا ، ولكن نظرًا لانخفاض تكلفة الحصول على الوقود وإمكانية استخدامه في المناطق التي يصعب الوصول إليها ، سيكون الطلب عليها لعقود قادمة.

سوف تنفد أموال الفحم.خلال الفترة 2015-2018 ، أعلن 33 بنكًا كبيرًا حول العالم عن قيود على تمويل المشاريع والشركات في مجال تعدين الفحم وتوليد الفحم. ومن بين هؤلاء بنك باركليز وكريدي سويس وجولدمان ساكس وإتش إس بي سي ومورجان ستانلي وغيرها. هذا ليس أفضل اتجاه لبدء التشغيل الخاص بك.

طاقة بديلة.هذا النوع من الطاقة يصبح أكثر سهولة.تخطط وزارة الطاقة الأمريكية لخفض تكلفة الكهرباء الشمسية بنسبة 60٪ بحلول عام 2030: من 4.6 سنت / كيلوواط ساعة إلى 2 سنت / كيلوواط ساعة. ترتبط الآمال الرئيسية بالطاقة الشمسية: فالحرارة البترولية (طاقة نواة الأرض) غير مربحة ، وللحرارة المائية كفاءة عالية فقط في المناطق ذات النشاط البركاني ، والرياح مصحوبة بالطنين المستمر والاهتزازات. لن تصبح آلة موسيقية محلية مشهورة "في المنزل" ، خاصة في المدن.

الحل في مدن المستقبل من المرجح أن يكونسليمان وستكون قادرة على الجمع بين مزيج من مركزية (مفيدة اقتصاديا وبيئيا) والمحلية (أسطح السيارات والمنازل والواجهات - كل شيء حيث يمكن وضع الألواح الشمسية) إمدادات الطاقة.

سيؤدي النمو السكاني إلى تنمية أكثر كثافةوالتحضر في المستقبل - يعتبر مصدر الطاقة المركزي أكثر ملاءمة للمباني الشاهقة. هناك احتمال لظهور قيود على استهلاك الطاقة المركزية من أجل تحفيز الناس على توليد جزء من الطاقة بأنفسهم. على الرغم من التقنيات الموفرة للطاقة ، فإن الاحتياجات البشرية تتزايد. وفقًا للأمم المتحدة ، فإن البلدان ذات الدخل المرتفع لديها بصمة بيئية للفرد تزيد بمقدار 10 أضعاف عن البلدان منخفضة الدخل.

يمكنك حساب التتبع البيئي الخاص بك باستخدام حاسبة بيئية خاصة من الأمم المتحدة.

متجدد مقابل الأحفوري

المستوى الثاني من المنافسة بين التقليدي(الأحفوري) والطاقة البديلة. تتوقع إدارة معلومات الطاقة الأمريكية أن تتفوق مصادر بديلة في البلاد على الأحافير قريبًا. في اسكتلندا ، تغطي مصادر الطاقة المتجددة 97٪ من احتياجات الأسرة. لكن في روسيا ، ستظل الطاقة التقليدية هي الطاقة الرئيسية لمدة 15 عامًا أخرى على الأقل بسبب طبيعة المواد الخام للاقتصاد.

في الاتحاد الأوروبي لتنفيذ اتفاق باريس ومن المخطط أيضًا الحفاظ على ارتفاع متوسط ​​درجة الحرارة العالمية دون 2 درجة مئوية لتقليل الانبعاثات من قطاع الطاقة إلى الصفر ، مما يعني الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة. في مقال الطاقة التطبيقية: هو نظام طاقة أوروبي متجدد بنسبة 100٪ أمر ممكن بحلول عام 2050 ، وضع المؤلفون لكل دولة من دول الاتحاد الأوروبي النسبة المثلى بين أنواع مختلفة من مصادر الطاقة المتجددة ، بناءً على خصائصها المناخية والتنبؤ بزيادة إجمالي الطاقة الاستهلاك بحلول عام 2050.

من المرجح جدا أن من أجل الوفاء بالالتزاماتللحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من قبل مختلف البلدان ، بما في ذلك في مدن المستقبل ، سيتم رصدها من قبل "شرطة المناخ". مشروع كلايمت TRACE هو نظام ، يعتمد على صور الأقمار الصناعية في طيف الأشعة تحت الحمراء ، باستخدام المحاكاة الحاسوبية ، ويمكنه إيجاد مصادر التلوث حول الكوكب وتقييم آثارها الضارة. في وقت مبكر من عام 2021 ، من المتوقع أن تكون المنظمات البيئية قادرة على التحقق من كيفية امتثال الحكومات في جميع أنحاء العالم لالتزامات الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

أهم تحديات العقد:تعلم كيفية إعادة تدوير المكونات المستخدمة لمنشآت الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل فعال وتحديد الاستخدام المتكرر للمعادن الأرضية النادرة. على سبيل المثال، بحلول عام 2050، سيصل الوزن الإجمالي لشفرات توربينات الرياح المستخدمة إلى 40 مليون طن. التكنولوجيا الأوروبية & تقترح منصة الابتكار في مجال طاقة الرياح قطع الشفرات ثم سحقها إلى فتات لإنتاج مواد البناء. لكن ليس من السهل معالجتها - لا توجد منشآت بهذا الحجم تقريبًا، كما أن الخدمات اللوجستية للوصول إليها معقدة ومكلفة.

يمكن بناء توربينات الرياح الصناعية في 7-10 أيام. يبلغ متوسط ​​عمرها الافتراضي 20-30 عامًا ، وتتحلل الشفرات لمئات السنين.

الألواح الشمسية مشكلة أيضًا.تحتوي الألواح الكهروضوئية على شوائب من الرصاص والكادميوم والأنتيمون. عند تفكيكها ، تسقط في التربة وتسممها ، وتغسلها الأمطار في طبقات المياه الجوفية. في السنوات الأخيرة ، تم تصدير هذه النفايات بشكل غير قانوني إلى البلدان الفقيرة. وفقًا للأمم المتحدة ، يتم ذلك مع 60-90 ٪ من جميع اللوحات التي خدمت. تتخذ بعض الدول الطريق الأكثر ذكاءً من خلال بيع اللوحات منخفضة الموارد المستخدمة إلى دول العالم الثالث.

يمكن لمناصري الطاقة البديلةللاعتراض والتذكير بشأن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ، والتي تحتل 47٪ في منطقة آسيا والمحيط الهادئ ، ولكن هناك أيضًا طاقة نووية من الوقود الأحفوري. على خلفية المشاكل المتعلقة بمعالجة منشآت الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، يبدو أنه ذروة الصداقة البيئية. ولا منتصر في هذه المواجهة.

في الطريق إلى المستهلك

إنتاج الكهرباء ليس العنصر الوحيد فينظام الطاقة الكهربائية الذي ينتظر تغييرات كبيرة. يبدو العمل أيضًا واعدًا على مستوى نقل الطاقة واستخدامها. تظهر بيانات RUTAS أنه من الضروري اليوم توليد 20-40٪ طاقة أكثر مما يحتاجه المستهلك بالفعل. ويرجع ذلك إلى الخسائر الفنية (حتى 20٪) واستهلاك الطاقة التفاعلي بواسطة الأجهزة المنزلية والمكتبية الحديثة (حتى 30٪).

الشركة لديها التكنولوجيا التي تغطيجميع مراحل مرور الكهرباء: من التوليد (الجهد العالي) عبر خطوط النقل (الجهد المتوسط) إلى المستهلكين (الجهد المنخفض). المذكورة أعلاه في سياق البنية التحتية للسيارات الكهربائية RUTAS 4K يمكن أن تقلل من الخسائر الفنية بنسبة تصل إلى 7٪ من الكهرباء المزودة وتقضي بشكل كامل تقريبًا على استهلاك الطاقة التفاعلية بواسطة المعدات.

الحل يقلل من كمية الطاقة المطلوبةلتوليد ، فهذا يعني الحاجة إلى وقود أقل. وهذا يعني أن محطات الطاقة الحرارية في سيبيريا والشرق الأقصى وجزر الأورال ستكون قادرة على استخدام كميات أقل من الفحم للتوليد ، وانبعاث كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون وتوفير الموارد. يعمل نفس الشيء لتوليد الغاز وأي شيء آخر.

من المناسب إجراء تشابه مع بناء منزل.أساس صناعة الطاقة الكهربائية هو التوليد والكابلات والخطوط الهوائية والمحولات والمحركات الكهربائية. الأساس عبارة عن مسودة تقريبية ، يلزم فوقها ذراع تسوية الأرضية. بدونها ، من المستحيل وضع الأثاث والأجهزة والسمات الضرورية للحياة المتحضرة. تقنية RUTAS 4K هي ذراع التسوية الذي يساعد على تسخير الطاقة ، ويقلل بنسبة 67٪ من عدد الاضطرابات التي تؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي.

يتم تقليل الوقت بدون مصدر طاقة بنسبة 55٪ للأسر في المدن التي تم فيها تطبيق تقنية RUTAS 4K.

تساعد التكنولوجيا أيضًا في الحلول الخاصة.وفي عام 2020، اختارت مجلة تايم نظام إدارة المرافق BrainBox AI كأحد أفضل 100 اختراع لعام 2020. ويستخدم النظام القائم على الذكاء الاصطناعي تقارير الطقس وهطول الأمطار والظواهر البيئية الأخرى للتنبؤ بالظروف الحرارية في المبنى، ومن ثم ضبط قوة تكييف الهواء أو التدفئة. تم إطلاق هذه التقنية في العام الماضي، وهي تراقب درجة حرارة أكثر من 3.6 مليون متر مربع من المباني، مما يساعد على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 20-40%. وتساعد بطارية الليثيوم أيون Powerwall، التي طورتها شركة Tesla، على توزيع الحمل على الشبكة وتستخدم كمصدر طاقة احتياطي في المنازل الخاصة: فهي تجمع الطاقة المولدة من محطات الطاقة أو مصادر الطاقة المتجددة خلال فترات الاستهلاك المنخفض وتطلقها في أوقات الذروة أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

يغير البناء الطاقة

تأتي كفاءة الطاقة اليوم بعد ذلكالبيئة ، والعمل نحو التنمية المستدامة يساعد على جذب الموظفين وإيجاد الاستثمارات. المنطق واضح: المباني والهياكل التي تحتوي على الكثير من الضوء الطبيعي تنفق موارد أقل على أجهزة الإضاءة ، مع عزل حراري جيد للتدفئة ، وما إلى ذلك. منذ عام 1990 ، كانت هناك طريقة للتقييم البيئي لفعالية المباني (BREEAM) في العالم ، والتي تم بموجبها اعتماد أكثر من 200 ألف مبنى ومنشأة.

في روسيا ، على سبيل المثال ، كل التجارة تقريبًالقد حصلت مراكز MEGA على شهادة BREEAM في USE الدولية بتقدير جيد جدًا. هذا العام ، استحوذت Ingka Investments (مثل MEGA ، جزء من Ingka Group) على 49٪ من الأسهم في ثماني محطات للطاقة الشمسية في جنوب غرب روسيا. ستبلغ قدرة الطاقة للمشاريع 160 ميجاوات: وهذا يكفي لتوفير الكهرباء لجزء من مراكز التسوق وجميع متاجر ايكيا في روسيا.

تنطبق التغييرات أيضًا على السكن والمكتباعمال بناء. على سبيل المثال ، سيتم بناء ناطحة سحاب Tower C في Shenzhen (الصين) من قبل شركة Zaha Khadid Architects باستخدام المواد المعاد تدويرها فقط ، وستعمل واجهة تظليل خاصة في هيكل الأبراج على تعزيز التهوية ومنع ارتفاع درجة الحرارة - مطلوب طاقة أقل لتكييف الهواء.

المباني الجديدة في روسيا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من 7 إلى 9 مرات ،من خروتشوف. يبلغ استهلاك الطاقة في خروتشوف 350-450 كيلو واط في الساعة لكل متر مربع سنويًا ، ولا يزيد المبنى الجديد الأكثر شيوعًا عن 90 كيلو واط في الساعة لكل متر مربع. تم الحساب على مثال موسكو. اتضح أن المنزل القديم المكون من خمسة طوابق يستخدم نفس كمية الكهرباء التي يستخدمها منزل جديد مكون من 35 طابقًا بنفس المساحة الأساسية.

إنتاج مواد البناء يتغير أيضًاكثيفة الاستهلاك للطاقة مثل الصلب والخرسانة. على سبيل المثال ، هناك فائز آخر في مجلة Time عام 2020 ، وهو Heliogen HelioHeat ، يقدم 100،000 مرآة في هذا المجال. يتم التحكم فيها بواسطة كمبيوتر ، مع تركيز شعاع الشمس المنعكس على برج يبلغ ارتفاعه 40 مترًا ، وتصل درجة الحرارة هناك إلى 1100 درجة مئوية: ما يكفي لصهر الفولاذ وصنع الأسمنت. يمكنك الاستغناء عن حرق الوقود الأحفوري. قال مؤسس شركة Heliogen ، بيل جروس ، إن الإصدارات المستقبلية ستستخدم أيضًا التكنولوجيا لإنتاج الهيدروجين للمركبات عديمة الانبعاثات.

ربما وراء هذه الوظائف المتعددة ،التصاميم الخضراء والذكية هي مستقبل الصناعة والمدن. لا يمكننا أن نعرف بالضبط كيف ستلتقي بنا المدن الكبرى في غضون 10 أو 20 عامًا ، ولكن من خلال الابتكارات في قطاع الطاقة يمكننا بسهولة صنع "قوالب من المستقبل". تؤكد كل هذه التقنيات المذهلة مرة أخرى عبارة كاتب الخيال العلمي ويليام جيبسون: "لقد وصل المستقبل بالفعل. إنه فقط لم يتم توزيعها بالتساوي حتى الآن ".

انظر أيضا:

شرح كيف ينعكس الكون بالقرب من الثقوب السوداء

Массовые отравления и новые версии гибели цивилизации: как изменились наши знания о майя

ظهرت صور مفصلة للمجرات الأقرب إلينا