Vietinis ir centralizuotas: vietoj ar kartu?
Pradėkime nuo energijos gamybos. Čia vystosi du
Atominė energija.Energetikos ministerijos prognozėmis, branduolinės energijos gamybos dalis mšalis augs iki 2050 m. Atominės elektrinės yra kompaktiškos, efektyvios ir nekenksmingos aplinkai energijos gamybos požiūriu. O tai, kad kilogramas urano gali pagaminti 90 000 kartų daugiau energijos nei kilogramas anglies, kalba pats už save.
Nuošalių ir sunkiai pasiekiamų miestų oras jau greitaikeis mažuosius modulinius reaktorius, praneša Energetikos ministerija. Iš maždaug šimto projektų apie dešimt yra baigiamajame kūrimo etape ir ruošiasi gauti licencijas. Vietoj anglies, kurios deginimas turi įtakos oro kokybei, atsiras taikus atomas: pagerės aplinka.
Pasauliniu mastu net patys situaciją mato kitaipatomo mokslininkai. TATENA prognozuoja, kad iki 2050 metų bendra atominių elektrinių galia išaugs daugiausiai 82 proc., o bendra energijos gamyba iš visų šaltinių padvigubės. Taigi atominių elektrinių dalis, kuri šiandien yra 10,4%, palaipsniui mažės, nors ir ne kritiškai.
Hidroenergetika.Tačiau plėtojant hidroelektrines viskas nėra taipbūtinai. Naujų hidroelektrinių Rusijoje statyti neplanuojama, bet griauti ir esamų, nes jos tiekia palyginti pigią elektrą ir leidžia atlaikyti piko apkrovas. Amerikos mokslininkai teigia, kad dėl klimato kaitos vykdant daugelį vykdomų projektų bus pagaminama mažiau elektros nei planuota, kaip pavyzdį pateikia dvi užtvankas prie Madeiros upės Brazilijoje. O Gruzijoje šiemet vyko masiniai protestai prieš naują hidroelektrinę. Kuo stipresnė aplinkosaugininkų įtaka, tuo mažesnė tikimybė vystytis hidroenergetikai.
Hidroelektrinių plėtrai yra dar viena kliūtis -daugumos ekonomiškai perspektyvaus hidropotencialo plėtra Šiaurės Amerikoje (apie 70 proc.) ir Europoje (75 proc.). Ekspertai prognozuoja, kad Afrikoje, Azijoje ir Pietų Amerikoje bus statomos naujos hidroelektrinės, nes kituose žemynuose, kur tik galima pastatyti didelę hidroelektrinę, jos jau stovi. O besivystančių regionų ekologijos tema nėra taip atidžiai sekama.
Išplėtotas hidroenergijos potencialas Rusijoje siekia tik 20 proc., tačiau pramonės plėtros šalyje neplanuojama.
Kuro energija.Tam įtakos turi augantis elektromobilių populiarumas.Jie spaudžia naftos rinką, dėl to nafta ir dujos taps pigiais elektros energijos šaltiniais ir sukuria papildomą energijos poreikį. Ekspertai prognozuoja, kad iki 2050 metų naftos barelio kaina nukris iki 10–18 JAV dolerių.Rusijos mokslų akademijos Energetikos tyrimų instituto ir Maskvos vadybos mokyklos Skolkovo energetikos centro duomenimis, iki 2025 metų transportas sunaudos 17 proc. visos energijos (2015 m. buvo 16 proc.) ir išlaikys savo dalį dėl geležinkelių ir kelių transporto elektrifikavimo.
Dabar Maskvoje yra 200 įkrovimo stoteliųelektromobilių, o iki 2023 metų jų bus daugiau nei 600. Norint susidoroti su papildoma apkrova elektros tiekimo sistemai, būtina modernizuoti tinklus. Tai galima padaryti nedidinant elektros energijos gamybos ir transformatorių pastočių, dėl kompetentingo darbo su esama įranga. Pavyzdžiui, įdiegus RUTAS 4K technologiją Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK ir kitų elektros tinklų įmonių valdomų sistemų patikimumas padidės 67%, o taip pat iki 20% pridės iki 20% papildomos naudingosios galios, sumažinant efektą. energijos tiekimo sistemos reaktyviosios galios. Tai leis bent kiekviename gyvenamajame rajone ar kieme statyti naujas esamos galios elektros įkrovimo stoteles.
Kiemo įkrovimo stotelės nėra vienintelis būdasplėtra. Pavyzdžiui, Italijoje Izraelio startuolis „Electreon Wireless“ atnaujino skirtą pralaidumą naudodamas „Dynamic Wireless Power Transfer“ technologiją. Sistema yra po asfaltu ir įkrauna transporto priemones naudodama magnetines rites važiuojant.
Taip pat pripažįstama neišvengiama naftos eros pabaigašalių, kurių gerovė iki šiol visiškai priklausė nuo energijos eksporto. Pavyzdžiui, JAE gauti naftos doleriai investuojami į žemės ūkio, pramonės ir rekreacinių išteklių plėtrą. Laisvųjų ekonominių zonų dėka Dubajus tapo pasauliniu verslo centru: 2020 metais nafta jame sudarė mažiau nei 1% BVP, o Jabel Ali uostas dėl savo palankios padėties pateko į geriausių pasaulio lyderių dešimtuką. konteinerių terminalų.
Pamažu mažės anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių dalis, tačiau dėl pigių kuro gavimo sąnaudų ir galimybės jį panaudoti sunkiai pasiekiamose vietose jos bus paklausios dar dešimtmečius.
Anglims pritrūks pinigų.Per 2015–2018 metus 33 dideli bankai visame pasaulyje paskelbė apie apribojimus finansuoti projektus ir įmones anglies gavybos ir anglies gamybos srityje. Tarp jų – „Barclays“, „Credit Suisse“, „Goldman Sachs“, HSBC, „Morgan Stanley“ ir kt. Tai nėra geriausia jūsų starto kryptis.
Alternatyvi energija.Šio tipo energija tampa labiau prieinamas.JAV Energetikos departamentas planuoja iki 2030 metų saulės energijos kainą sumažinti 60 %: nuo 4,6 cento/kWh iki 2 centų/kWh. Būtent su saulės energija siejamos pagrindinės viltys: petroterminė (Žemės branduolio energija) yra nuostolinga, hidroterminė energija pasižymi dideliu efektyvumu tik ugnikalnio aktyvumo zonose, o vėjo turbiną lydi nuolatinis dūzgimas ir vibracijos. Tai netaps populiariu vietiniu „namuose“ instrumentu, ypač miestuose.
Tikėtina, kad sprendimas ateities miestuose busSolomon ir galės derinti centralizuoto (tai ekonomiškai ir ekologiškai naudinga) ir vietinio (automobilių stogai, namai, fasadai – viskas, kur galima dėti saulės baterijas) maitinimo kombinaciją.
Populiacijos augimas lems tankesnę plėtrąir urbanizacija ateityje – centrinis elektros tiekimas geriau pritaikytas daugiaaukščiams namams. Tikėtina, kad atsiras centralizuotos energijos vartojimo ribos, siekiant paskatinti žmones dalį energijos pasigaminti patiems. Nepaisant energiją taupančių technologijų, žmonių poreikiai auga. JT duomenimis, dideles pajamas gaunančių šalių ekologinis pėdsakas vienam gyventojui yra 10 kartų didesnis nei mažas pajamas gaunančių šalių.
Savo ekologinį pėdsaką galite apskaičiuoti naudodami specialią ekologinę skaičiuoklę iš JT.
Atsinaujinantis vs iškastinis
Antrasis konkurencijos lygis yra tarp tradicinių(iškastinė) ir alternatyvioji energija. JAV Energetikos informacijos administracija tikisi, kad alternatyvūs šaltiniai šalyje greitai aplenks fosilijas. Škotijoje atsinaujinantys energijos šaltiniai patenkina 97 % namų ūkio poreikių. Tačiau Rusijoje tradicinė energetika išliks pagrindinė dar mažiausiai 15 metų dėl ekonomikos žaliavinio pobūdžio.
ES Paryžiaus susitarimo įgyvendinimui irIšlaikant vidutinės pasaulio temperatūros kilimą žemiau 2 °C, taip pat planuojama sumažinti energetikos sektoriaus išmetamų teršalų kiekį iki nulio, o tai reiškia perėjimą prie atsinaujinančių energijos šaltinių. Straipsnyje Taikoma energija: Ar 100 % atsinaujinanti Europos elektros sistema įmanoma iki 2050 m., autoriai kiekvienai ES šaliai sumodeliavo optimalų santykį tarp skirtingų atsinaujinančių energijos šaltinių rūšių, atsižvelgdami į jų klimato ypatybes ir bendros energijos padidėjimo prognozę. suvartojimas iki 2050 m.
Labai tikėtina, kad įsipareigojimų vykdymuisumažinti CO2 emisiją įvairiose šalyse, taip pat ir ateities miestuose, stebės „klimato policija“. Projektas Climate TRACE – tai sistema, kuri, remiantis palydoviniais vaizdais infraraudonųjų spindulių spektre, naudojant kompiuterinį modeliavimą, gali rasti taršos šaltinius aplink planetą ir įvertinti jų žalingą poveikį. Prognozuojama, kad jau 2021 m. aplinkosaugos organizacijos galės patikrinti, kaip viso pasaulio vyriausybės laikosi įsipareigojimų mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.
Pagrindiniai dešimtmečio iššūkiai:išmokti efektyviai perdirbti panaudotus saulės ir vėjo energijos įrenginių komponentus ir nustatyti pakartotinį retųjų žemių metalų naudojimą. Pavyzdžiui, iki 2050 m. bendras naudotų vėjo turbinų menčių svoris sieks 40 mln. Europos technologijos & Vėjo energijos inovacijų platforma siūlo pjauti peilius ir susmulkinti juos į trupinius statybinėms medžiagoms gaminti. Tačiau juos apdoroti nelengva – tokio dydžio įrenginių beveik nėra, o jų patekimo logistika sudėtinga ir brangi.
Pramoninė vėjo jėgainė gali būti pastatyta per 7-10 dienų. Vidutinė jo gyvenimo trukmė yra 20-30 metų, o ašmenys suyra šimtus metų.
Saulės baterijos taip pat yra problemiškos.Fotovoltinėse plokštėse yra švino, kadmio ir stibio priemaišų. Išmontuotos jos patenka į dirvą ir ją nuodija, lietaus išplaunamos į vandeningus sluoksnius. Pastaraisiais metais tokios atliekos buvo nelegaliai išvežamos į neturtingas šalis. JT duomenimis, tai daroma su 60-90% visų tarnavusių skydelių. Kai kurios valstybės eina išmanesniu keliu parduodant naudotas mažai išteklių reikalaujančias plokštes trečiojo pasaulio šalims.
Alternatyvios energijos šalininkai galiprieštarauti ir priminti apie anglimi kūrenamas elektrines, kurios Azijos ir Ramiojo vandenyno regione užima 47 proc., tačiau yra ir atominės energijos iš iškastinio kuro. Atsižvelgiant į problemas, susijusias su saulės ir vėjo įrenginių perdirbimu, tai atrodo kaip ekologiškumo viršūnė. Ir šioje akistatoje nugalėtojo nėra.
Pakeliui pas vartotoją
Elektros gamyba nėra vienintelis elementaselektros energetikos sistema, kurios laukia dideli pokyčiai. Daug žadantis darbas taip pat atrodo energijos perdavimo ir naudojimo lygiu. RŪTOS duomenys rodo, kad šiandien reikia pagaminti 20–40% daugiau energijos, nei iš tikrųjų reikia vartotojui. Taip yra dėl techninių nuostolių (iki 20%) ir šiuolaikinės buitinės ir biuro įrangos reaktyviosios galios (iki 30%).
Įmonė turi technologiją, kuri apimavisi elektros perdavimo etapai: nuo generavimo (aukšta įtampa) per perdavimo linijas (vidutinė įtampa) iki vartotojų (žemos įtampos). Minėta elektromobilių infrastruktūros kontekste RUTAS 4K gali sumažinti techninius nuostolius iki 7% tiekiamos elektros energijos ir beveik visiškai panaikinti įrenginių reaktyviosios galios suvartojimą.
Sprendimas sumažina reikalingos energijos kiekįgeneruoti, tai reiškia, kad reikia mažiau degalų. Tai yra, šiluminės elektrinės Sibire, Tolimuosiuose Rytuose ir Urale galės gaminti mažiau anglies, išmesti mažiau CO2 ir taupyti išteklius. Tas pats tinka dujų gamybai ir bet kuriai kitai.
Tikslinga daryti analogiją su namo statyba.Elektros energijos pramonės pagrindas yra generavimo, kabelių ir oro linijos, transformatoriai ir elektros varikliai. Pamatas yra grubus grimzlė, ant kurio reikia grindų lygintuvo. Be jo negalite patalpinti baldų, buitinės technikos ir civilizuotam gyvenimui reikalingų atributų. RUTAS 4K technologija yra pats lygintuvas, padedantis panaudoti energiją, 67% sumažinti trikdžių, dėl kurių nutrūksta elektros tiekimas, skaičių.
Namų ūkiams miestuose, kuriuose pritaikyta RUTAS 4K technologija, laikas be maitinimo sutrumpėja 55%.
Technologijos padeda ir privačiuose sprendimuose.2020 metais žurnalas „Time“ išrinko „BrainBox AI“ patalpų valdymo sistemą į 100 geriausių 2020 metų išradimų. Dirbtiniu intelektu pagrįsta sistema naudoja orų pranešimus, kritulius ir kitus aplinkos reiškinius, kad nuspėtų pastato šilumines sąlygas, o tada koreguoja oro kondicionavimo ar šildymo galią. Praėjusiais metais pradėta naudoti technologija stebi daugiau nei 3,6 milijono kvadratinių metrų pastato temperatūrą, o tai padeda sumažinti CO2 emisiją 20-40%. O „Tesla“ sukurta ličio jonų „Powerwall“ baterija padeda paskirstyti tinklo apkrovą ir naudojama kaip atsarginis energijos šaltinis privačiuose namuose: kaupia jėgainių ar atsinaujinančių energijos šaltinių generuojamą energiją mažo vartojimo laikotarpiais ir ją išleidžia. piko metu arba elektros tiekimo nutraukimo metu.
Statyba keičia energiją
Šiandien šalia yra energijos vartojimo efektyvumasaplinką, o darbas siekiant darnaus vystymosi padeda pritraukti darbuotojų ir rasti investicijų. Logika nesudėtinga: pastatuose ir statiniuose, kuriuose daug natūralios šviesos, mažiau resursų išleidžiama apšvietimo įrenginiams, su gera šilumos izoliacija – šildymui ir pan. Nuo 1990 metų pasaulyje egzistuoja pastatų efektyvumo aplinkai vertinimo metodas (BREEAM), pagal kurį sertifikuota daugiau nei 200 tūkst.
Pavyzdžiui, Rusijoje beveik visa prekybaMEGA centrai išlaikė tarptautinį BREEAM in USE sertifikatą su labai geru įvertinimu. Šiais metais „Ingka Investments“ (kaip ir „Ingka“ grupei priklausanti MEGA) įsigijo 49% aštuonių saulės elektrinių pietvakarių Rusijoje akcijų. Projektų energetinė galia sieks 160 MW: tiek pakanka elektra aprūpinti dalį prekybos centrų ir visas IKEA parduotuves Rusijoje.
Pakeitimai taip pat taikomi būstui ir biuruistatyba. Pavyzdžiui, Zaha Khadid Architects miesto Šendženo mieste esantis dangoraižis „Tower C“ bus pastatytas naudojant tik perdirbtas medžiagas, o bokštų konstrukcijoje esantis specialus šešėliavimo fasadas skatins ventiliaciją ir neleis perkaisti – oro kondicionavimui reikia mažiau energijos.
Nauji pastatai Rusijoje yra 7–9 kartus efektyvesni,nei chruščiovų. Chruščiovo energijos sąnaudos siekia 350-450 kWh vienam kvadratiniam metrui per metus, o dažniausiai naujame pastate – ne daugiau kaip 90 kWh vienam kvadratiniam metrui. Skaičiavimas atliktas Maskvos pavyzdžiu. Pasirodo, senas penkių aukštų namas naudoja tiek pat elektros energijos, kiek naujas 35 aukštų namas su tokiu pat baziniu plotu.
Keičiasi ir statybinių medžiagų gamyba, netdaug energijos vartojančių, pavyzdžiui, plieno ir betono. Pavyzdžiui, kitas 2020 m. žurnalo „Time“ nugalėtojas „Heliogen HelioHeat“ pristato 100 000 lauko veidrodžių. Jie valdomi kompiuteriu, atspindėtą saulės spindulį koncentruojant ant 40 metrų bokšto Temperatūra ten siekia 1100 °C: užtenka išlydyti plieną ir pagaminti cementą. Galite išsiversti nedegindami iškastinio kuro. „Heliogen“ įkūrėjas Billas Grossas teigė, kad būsimose versijose ši technologija taip pat bus naudojama vandeniliui sukurti nulinės emisijos transporto priemonėms.
Galbūt už tokio daugiafunkcio,экологичными и умными проектами и есть будущее промышленности и городов. Мы не можем точно знать, какими именно встретят нас мегаполисы спустя 10 или 20 лет, зато через инновации в энергетике легко делаем «слепки будущего». Все эти удивительные технологии в очередной раз подтверждают фразу писателя-фантаста Уильяма Гибсона: «Будущее уже наступило. Просто оно еще неравномерно распределено».
Taip pat žiūrėkite:
Paaiškino, kaip visata atsispindi šalia juodųjų skylių
Masinis apsinuodijimas ir naujos civilizacijos mirties versijos: kaip pasikeitė mūsų žinios apie majus
Pasirodė išsamios artimiausių mums galaktikų nuotraukos