Под крылом у стихии: откуда берётся альтернативная энергия и в чём её преимущества

Российские регионы всё активнее переходят с использования нефти, газа и угля на альтернативные источники энергии. Так, власти Ленинградской области объявили, что к 2023-2024 году построят на территории региона ветряные генераторы. А в период с 2022 по 2026 года, по данным компании по производству солнечных модулей «Хевел», ещё в пяти субъектах страны создадут сетевые солнечные электростанции. В том, почему сегодня расширяется применение «зелёной» энергии и откуда вообще её можно получать, разбирался «Диалог».

Переходим на экологичную сторону

Нефть и другие ископаемые ресурсы, дающие человечеству энергию, могут закончиться на Земле уже через 50 лет – такой неутешительный прогноз в марте 2020 года сделал президент Южного технологического университета КНР, член Китайской академии наук Сюэ Цикунь. Заявление исследователя ещё раз напомнило: традиционные источники энергии на планете невосполнимы, а потому пора переходить на альтернативные, нескончаемые, ресурсы.

Но истощение месторождений – не единственный аргумент в пользу «зелёной» энергетики. Бесспорны и экологические достоинства её применения: добыча энергии ветра или, к примеру, солнца не загрязняет атмосферу парниковыми газами (чего не скажешь о сжигании нефтепродуктов или угля) – и, как следствие, не нарушает и без того уже не идеальный климатический баланс.

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), у «зелёной» энергетики есть также и социально-экономические преимущества. Одно из них – появление большого количества рабочих мест: по оценкам IRENA, в секторе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в 2017 году были заняты 10,3 млн человек со всего мира.

Кроме того, как отмечают в агентстве, сфера ВИЭ более устойчива перед кризисами и крупномасштабными сбоями, так как она не требует сложных и длительных работ по созданию особой инфраструктуры.

Да будет свет

Солнце – один из известнейших источников альтернативной энергии, который масштабно применяют по всей планете. В одних только Соединённых Штатах количество солнечных электростанций (СЭС), по данным Solar Market Insight Report, достигает уже 2,8 миллиона.

На СЭС обычно устанавливают специальные солнечные батареи (их, кстати, можно увидеть и на некоторых умных остановках в Петербурге) – эти устройства состоят из цепочки фотоэлементов. Световой поток, попадая на них естественным путём, напрямую преобразуется в электрическую или тепловую энергию. Всё – экологично и без каких-либо выбросов.

Правда, есть у такого способа и недостатки: количество производимой энергии в течение суток неравномерно – по очевидным причинам. Тем не менее даже в пасмурную погоду солнечные батареи могут функционировать: лучи всё равно достигают поверхности фотоэлементов. Проблема с работой подключённых приборов в тёмное время суток решается при помощи аккумуляторов, которые днём запасают электроэнергию, ночью – отдают её.

Ветер в помощь

Другой помощник человека в альтернативной добыче энергии – ветер. Эксперименты с ветряной энергетикой начали проводиться ещё в 1830-х годах, а в Великобритании и США в 1887 и 1888 годах с помощью воздушных потоков уже успешно получали электричество.

Согласно данным IRENA, к 2016 году производство ветровой энергии стало покрывать целых 16% от всей электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников в мире.

Отметим, что процесс производства ветровой энергии довольно нехитрый: поток воздуха дует на ветровую установку и заставляет её лопасти вращаться. Движение вала в «ветряке» передаётся на генератор, а тот, в свою очередь, производит электрический ток. С этого самого генератора напряжение подаётся на аккумулятор, а оттуда ток, приведённый к стандартам (220В, 50 Гц), отправляется к потребителям.

Влага жизни

Гидроэнергетика – это отрасль, в которой человек получает энергию из обычной воды. Чем-то похожим более двух тысяч лет назад занимались древние греки – они приспособили водные потоки для специальных водяных мельниц: жидкость из водоёма текла на специальное колесо. То вращалось и заодно заставляло двигаться другие механизмы – к примеру, конструкции для помола зерна.

Основной принцип добычи энергии из воды с тех пор не изменился: всё по-прежнему построено на приведении турбин в движение напором жидкости. Вращение, которое получают турбины, передаётся с помощью вала на гидрогенератор (устройство, которое вырабатывает энергию), а оттуда может быть передано, к примеру, на завод или в жилой дом. Вода же при таком процессе сохраняется в неизменном, чистом, виде.

Успехов в гидроэнергетике добились уже многие страны. Так, в Норвегии, по данным IRENA, в настоящий момент 99% электричества производится на гидроэлектростанциях. А, к примеру, ГРЭС «Три ущелья» в Китае в год способна снабжать энергией около 70-80 миллионов местных домашних хозяйств.

Киловатты из биомассы

Среди альтернативных видов энергетики также выделяют биоэнергетику – получение энергии от так называемого биотоплива. В качестве него может выступать, к примеру, растительное сырьё, органические отходы или продукты жизнедеятельности животных (об этом подробнее можно почитать здесь).

Чаще всего подобные материалы подогревают в специальных реакторах для того, чтобы оживить метаногенные бактерии – микрооранизмы, которые вырабатывают метан. Впоследствии этот биогаз можно переработать в электроэнергию, как и самый обычный метан из нефти или каменного угля – но только экологично и без вреда для природы.

Вероника Бабкина / ИА «Диалог»