Альтернативная энергетика – это совокупность конкурентоспособных технологий получения, транспортировки, хранения и использования источников энергии, менее распространенных в сравнении с традиционными источниками (нефть, угль, природный газ).
Предпосылки и задачи использования возобновляемых источников энергии
Возобновляемые источники энергии (далее ВИЭ) обладают большим спектром преимуществ – они более экологически чистые, в сравнении с традиционным топливом, многие из них эксплуатируют неоцениваемый источник энергии, такой как энергия ветра, световой поток, движение воды и т.д., их запас потенциально неограничен, наконец, электростанции такого типа могут быть размещены на территории страны-потребителя и делать ее таким образом менее зависимой от поставок топлива, запасов которого в стране может и не быть.
Вместе с тем идея о необходимости все большего внедрения ВИЭ и альтернативной энергетики вообще, появилась в европейских странах не сразу и не сама по себе. Существенным толчком к развитию альтернативной энергетики стал существенный скачок цен на нефть в 70-х годах, когда цены на топливо возросли в четыре раза, а после начали уверенно прибавлять в цене каждый год. В таких условиях экономика многих европейских стран оказалось под серьезной угрозой, в силу их топливной зависимости от поставок нефти, угля и природного газа. В это же время широким рядом стран были инициированы проекты по переходу на альтернативные источники энергии.
В качестве достаточно популярного направления энергетики до середины 80-х годов оставалась атомная энергия, однако после серии серьезных аварий на АЭС, таких как авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США или Чернобыльской АЭС в СССР, проекты по развитию атомной энергетики начали сворачиваться в пользу «зеленых» и возобновляемых источников.
В 2007 году правительством ЕС была принята Директива о Возобновляемой энергетике, предполагающая многолетний план, по наращиванию мощностей ВИЭ в общем энергопроизводстве стран Евросоюза, снижению использования нефти и угля, использованию биотоплива.
Согласно Директиве доля ВИЭ к 2020 году должна достигнуть 20%, а доля биотоплива 10% от потребления бензина и дизеля. В 2019 году Европарламент поддержал намерение к 2030 году полностью отказаться от сжигания угля. Вместе с тем по состоянию на 2019 год, многие страны ЕС все еще далеки от достижения планируемых нормативов, так в Германии доля возобновляемых источников энергии не превышает 16%, а в Франции 10%. К числу лидеров данной отрасли можно отнести следующие страны:
- Швецию (55%),
- Финляндию (41%),
- Данию (36%).
Виды альтернативной энергетики
Источники альтернативной энергии крайне разнообразны. К числу основных видов можно отнести:
- ветроэнергетику,
- гелиоэнергетику,
- биотопливо,
- альтернативную гидроэнергетику,
- геотермальная энергетика.
Ветроэнергетика использует энергию движения ветра, и наиболее распространена в тех областях, где есть постоянные и продолжительные ветра, например, на побережье. Гелиоэнергетика представлена как фотоэлектрическими элементами, так и солнечными коллекторами, в которых за счет солнца нагревается вода, что позволяет получать как тепловую, так и электрическую энергию.
Биотопливо наиболее широкая и универсальная группа ВИЭ, которая может использоваться как для получения электроэнергии, тепла, так и в качестве топлива. Существуют жидкие (этанол, метанол, биодизель), твердые (древесина и ее производные), а также газообразные (биогаз), варианты биотоплива. Биотопливо может производиться не только из древесины, но также многих сельскохозяйственных культур, таких как сахарный тростник, сорго, водоросли.
Альтернативная гидроэнергетика представлена с одной стороны приливными и волновыми электростанциями, требующими специфических географических условий размещения, а с другой микрогидроэлектростанциями, размещаемыми на малых реках.
Геотермальная энергетика использует собственную тепловую энергию Земли, как для обогрева, так и для выработки электроэнергии.
Основные проблемы внедрения ВИЭ
Несмотря на многочисленные преимущества использования возобновляемых источников энергии, а также достигнутые успехи развития в данном направлении, реализация ВИЭ в качестве полноценной замены угля и нефти, установленное в перспективных планах ЕС наталкивается на ряд сложностей его реализации.
Одной из главных проблем является не универсальность ВИЭ. Альтернативные источники крайне разнородны как по условиям, в которых могут быть использованы, так и по требованиям к материально-технической базе и вложениям в их производство, что ослабляет их возможности конкурентного участия на рынке энергоресурсов. В настоящее время рентабельность различных энергетических проектов достигается за счет использования «зеленых» тарифов, а также протекционистских мер, таких как введение углеродного сбора за выбросы СО2, или обязательства на приобретение «зеленой» энергии для производств.
Существенной проблемой является также нестабильность ВИЭ. Солнечные панели требуют устойчивой ясной погоды, ветрогенераторы – постоянного сильного ветра, и т.д., одна интенсивность данных параметров не всегда одинакова и обладает существенной динамикой в зависимости от времени суток или сезона. Решение данной проблемы требует с одной стороны комбинации различных типов ВИЭ, а с другой создания значительных аккумуляторных мощностей, что предполагает дополнительные траты.
Также в настоящее время источники ВИЭ значительно уступают по своему КПД более традиционным видам энергоресурсов, так для фотоэлементов он составляет порядка 25-28%, для ветротурбин – 40%, геотермики 5-25%, биомассы – 8-40%. Кроме того, в отличии от нефти, газа и угля, большинство ВИЭ не могут одновременно занимать ниши и источника электроэнергии, и тепла, и топлива, и химического сырья. На данный момент подобной универсальностью обладает лишь биотопливо. Вместе с тем развитие альтернативной энергетики в ЕС идет достаточно уверенно, и позволяет предположить решение многих из озвученных проблем уже в обозримом будущем.
