Альтернативні джерела енергії

Альтернативні джерела енергії з кожним роком все більше викликають інтерес, причому, не тільки на державному рівні, а й у приватних осіб. Причин багато - бажання забезпечити автономність, заробити, не залежати від ринкових цін електроенергії та т. д. 2018, 2019, 2020 і далі - рік від року альтернативна енергетика отримує все більше прихильників, а разом з ними, і частку в загальному обсязі генерації, віднімаючи її у традиційних джерел. Чому ж рух в цьому напрямку виявляється настільки привабливим і знаходить стільки послідовників? Для відповіді на це питання варто почати з самих основ.   

Альтернативна енергія - що це? 

Причини поступового переходу до нетрадиційних джерел не завжди були однакові. Так, спочатку це був просто науковий інтерес на кшталт «чи можна отримати електроенергію з...». Далі, ближче до кінця ХХ століття, на перший план вийшли питання екології - на тлі великих техногенних катастроф та поступової прояви симптомів глобального потепління стало в рази простіше доносити загрози традиційної енергетики. Зараз же додався і третій вагомий фактор - економічна вигода, яку дають альтернативні види енергії. 

Відразу відзначимо - мова йде зовсім не про «зелений» тариф або його аналоги з інших країн. На ділі, вже зараз класичні варіанти отримання електроенергії, на кшталт теплових електростанцій на вугіллі, виявляються просто дорожчими, ніж альтернативні енергії і, перш за все, сонячна. Тільки з цієї причини перспективи розвитку чистої енергетики вже стають повністю зрозумілими, а з урахуванням всіх інших причин, і зовсім неминучими.

Окремо варто вказати, що вельми дешева атомна галузь не входить в альтернативні і щоб зрозуміти чому так, варто прояснити найбільш характерні моменти в класифікації джерел. Так, за визначенням, відновлювальна енергія це та енергія, ресурси для якої можна відновлювати або вони вважаються невичерпними в масштабах людства. Це практично енциклопедичне визначення стане набагато зрозумілішим, якщо детально розглянути основні види нетрадиційної енергетики:

Гідроенергія

Варто почати саме з цього джерела, хоча б, в силу великої історії його використання. Крім цього, саме гідроенергія є зараз основним поновлюваним джерелом з найбільшою часткою в генерації, як в Україні, так і в усьому світі.

Основний принцип її роботи - використання потенційної енергії води, накопиченої вище за течією в спеціальних водосховищах. При скиданні, що здійснюється відносно рівномірно, вода обертає турбіни, які, в свою чергу, обертають генератори. У підсумку, на виході у нас буде відновлювальна енергія абсолютно без викидів СО2 . Втім, не все так райдужно. 

Порівнюючи плюси і мінуси ГЕС, легко помітити, що поновлюваність ресурсу компенсується значним рядом проблем - затоплення територій під водосховище, порушення течії річок, поява застійних областей з активним розмноженням мікроорганізмів, втрати рибного господарства і т. д. Саме тому нові види енергії і їхнє використання отримують все більший пріоритет.  

Сонячна енергетика

Наша улюблена, з цілком зрозумілих причин, галузь. Якщо простежити весь ланцюжок, то більшість з розглянутих у цій статті джерел енергії матимуть як першопричини саме Сонце: випаровування води і подальший дощ для ГЕС, нагрів повітряних мас з їхнім подальшим переміщенням для ВЕС, фотосинтез в разі біопалива. Але тільки такі види альтернативної енергії, як СЕС, роблять це безпосередньо, а значить, з найбільшою фактичної ефективністю.

Незважаючи на існування сонячних електростанцій побічної дії, чий принцип роботи передбачає нагрів теплоносія, найбільш популярними залишаються і залишатимуться СЕС прямої дії - на сонячних панелях і інверторах. Новини альтернативної енергетики постійно радують новими досягненнями в потужності і ефективності панелей, будівництвом нових масштабних СЕС і т. д.  

Втім, одна з найбільш знакових новин цієї галузі з'явилася відносно недавно - нові сонячні електростанції стали дешевше старих вугільних. Це дозволяє розраховувати, що альтернативні джерела енергії в порівнянні з АЕС також незабаром продемонструють високу вигідність. Але це вже набагато більш серйозний виклик, хоч і досяжний. 

Вітроенергетика

Вітряні електростанції теж відносяться до технологій з довгою багатою історією. Вітряний привід використовувався і до повсюдної електрифікації, а з винаходом генератора швидко знайшов собі місце в перетворенні руху повітря в електрику. Вибираючи альтернативні джерела енергії для будинку, ще три десятки років тому з великою ймовірністю перевагу віддали б саме вітру, зважаючи на високу простоту і відносно легку масштабованість технології.

Звичайно, є і ряд помітних недоліків:

• Для промислової потужності вітряної електростанції потрібні досить значні розміри. Це різко підвищує вартість і складність конструкції, хоч і дозволяє розраховувати на достатню ефективність.

• Як і багато інших видів електроенергії, вітряна також створює проблему утилізації відпрацьованого обладнання. У разі ВЕС це зазвичай лопаті, що виготовляються з композитних матеріалів.

• Невдоволення екологів. Неприємна особливість вітряків - низька помітність і висока травматичність для птахів. Розробляючи поновлювані джерела енергії на вітряному приводі, доводиться враховувати і цей момент, хоч всі ефективні методи протидії і знаходяться поки на стадії досліджень. 

Біопаливо

Вельми перспективний, хоч і зі своїми окремими складнощами, напрямок. Розглядаючи різні нові види енергії, можна задатися цікавим питанням: «а чи можна поміняти все, нічого не змінюючи?». Наприклад, використовувати теплові електростанції, але з поновлюваним паливом, що не додає СО2 в атмосферне баланс. Саме таким шляхом і йде індустрія біопалива, пропонуючи біодизель з олійних культур (наприклад, насіння ріпаку), біоетанол з будь-якої рослинної маси і біометан з усього, що може бути перероблено спеціальними культурами бактерій.

Альтернативна енергетика в світі передбачає розширення робіт в цьому напрямку, так як доступність біопалива постійна і не має добових циклів, а тому добре підходить для накопичення енергії.

Розвиток галузі

За таким напрямком, як поновлювані джерела енергії в світі, статистика дає однозначні результати: незважаючи на те, що традиційні джерела поки все ще переважають, йде постійне їх витіснення альтернативними, причому, в прискореному темпі. Зараз все частіше в новинах можна почути про те, що багатьма країнами переглядаються терміни і цілі впровадження альтернативних джерел електроенергії, але всі вони мають на увазі тільки скорочення термінів і підвищення цілей.

На сьогоднішній день для того, щоб перерахувати країни, що використовують альтернативні джерела енергії, може знадобитися значний список, адже в тій чи іншій мірі державна підтримка подібних проектів існує майже всюди. Тому питання «чи є у них майбутнє?» вже навіть не ставиться - на добре відпрацьовані поновлювані технології вже зараз роблять ставку, як на повністю надійне і перевірене джерело електрики. Відповідно, частка відновлюваних джерел енергії продовжує рости, вже за рахунок підтримки безризикових інвестицій. 

Звичайно, дуже важливо продовжувати підтримувати галузь не тільки на промисловому рівні, але і на приватному, наприклад, у вигляді домашніх СЕС. Причому не тільки заради прибутків, а й тому, що альтернативна енергія для будинку дозволяє істотно знижувати навантаження на електромережі загального користування, пропонуючи перехід до розподіленої генерації замість поточної централізованої. Крім цього, місцевою генерацією закривається питання гарантованого забезпечення електроенергією та загальної стабільності електромережі.

У будь-якому випадку, нинішня альтернативна електроенергія вже в якнайшвидшому майбутньому буде вважатися основною, в той час як традиційні форми стануть дивним анахронізмом.