План по возобновляемой энергии на 2030 год

Несмотря на недавнюю негативную пропаганду ископаемого топлива, нефть и газ были полезны для развития нашего современного мира. Он помогал людям жить после наступления темноты, перевозил товары по всему миру и способствовал развитию технологий. Тем не менее, использование ископаемого топлива также отражается во многих негативных последствиях: оно привело к серьезному загрязнению, политическим конфликтам, экономическому контролю и полной зависимости стран, которым не хватает этого природного ресурса.

Запасы ископаемого топлива ограничены и встречаются только в некоторых частях мира. Спрос на ископаемое топливо вызывает конфликты, которые угрожают миру. Страны с соответствующими запасами ископаемого топлива могут потенциально угрожать безопасности и экономике стран, зависящих от этих стран. Кроме того, было сделано много оценок относительно количества ископаемого топлива, оставшегося в мире. Эти оценки зависят от прироста населения и от того, насколько значительно увеличится фактическое использование ископаемого топлива в ближайшем будущем. Эти оценки показывают, что этого достаточно для следующих 35 лет сырой нефти, 37 лет природного газа и 107 лет угля [1], В дополнение к негативным последствиям использования этих видов топлива для окружающей среды существует ограниченный запас ископаемых видов топлива, что приведет к использованию другой формы энергии. Это ограниченное предложение и высокий спрос приведут к неизбежному росту цен. Вот почему конец дешевой нефти приближается.

Использование ископаемого топлива для удовлетворения глобальных потребностей в энергии вызывает вредные побочные эффекты у людей, растений и животных. Отходы от этих видов топлива согревают атмосферу Земли и загрязняют воздух, воду и землю. Это приводит к снижению условий жизни для всех видов земель. Помимо угрозы нашей экосистеме и здоровью многих видов, загрязнение также меняет атмосферу мира. Эта тенденция называется глобальным потеплением и будет продолжать ухудшаться из-за увеличения сжигания ископаемого топлива для производства электроэнергии из-за растущего населения мира. При сгорании бензина в атмосферу выбрасываются оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие углеводороды. Катализаторы уменьшают много примесей, но они не идеальны. Многие города сейчас имеют опасные уровни озона в воздухе. Мир нуждается в источнике энергии с низким уровнем выбросов, энергоэффективным и неограниченным количеством топлива для растущего населения мира.

Многие альтернативные энергетические технологии были разработаны и разработаны. К ним относятся солнечная энергия, энергия ветра, биоэнергетика, геотермальная энергия и многое другое. Солнечные элементы используют солнце для выработки электричества, энергия ветра поступает из кинетической энергии ветра, биоэнергия берется из растений, а геотермальная энергия — это энергия из земли. Каждый из этих альтернативных источников энергии имеет свои преимущества и недостатки, и все они находятся на разных этапах развития.

Для большинства стран мира прекращение поставок ископаемого топлива — вся экономика остановится. Люди не могли бы ходить на работу или использовать электричество в своих домах или на рабочих местах. Население планеты потребляет нефтепродукты со скоростью, в 100 000 раз превышающей темпы их образования. Соединенные Штаты в настоящее время импортируют 70% нефти и продолжают расти. Около 80% всей энергии в мире обеспечивается ископаемыми источниками энергии [2], Международное энергетическое агентство [3] По оценкам, мировой спрос на энергию увеличится примерно на 45% к 2030 году. Стоимость удовлетворения этого спроса на энергию оценивается в 20 триллионов долларов США. [2, 3], Поэтому, поскольку в ближайшие годы вам придется выделять так много денег на инвестиции в энергетическую инфраструктуру, это позволит вам заменить инфраструктуру ископаемого топлива инфраструктурой возобновляемых источников энергии. Американские электростанции, работающие на угле и ископаемом топливе, уже достаточно старые, потому что по крайней мере половина электростанций была построена до 1970 года. Если самые старые заводы будут выведены из эксплуатации, это может быть простой способ перенести производство энергии в альтернативную энергию без выхода на пенсию. ; преждевременно.

Несмотря на растущий спрос на нефть, мировая добыча нефти достигла самого высокого уровня в 2005 году [1], В 2006 году страны, которые имели значительный процент своей энергии из возобновляемых источников энергии, были Канада (16%), затем Франция (6%), Италия (6,5%), Германия Великобритания (1,7%) [8], Мировое сообщество достигло точки, когда будущие потребности в энергии должны быть сбалансированы с будущими экономическими и экологическими потребностями. Теперь у нас есть реальная возможность изменить способ использования энергии в нашей экономике, чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение, и мы можем помочь обеспечить более безопасное и безопасное будущее.

Информация о глобальном потеплении

Для всех, кто любит глобальное потепление — пожалуйста, читайте дальше!

Все понимают, что определение глобального потепления означает значительное повышение температуры Земли за короткий период времени из-за человеческой деятельности. Повышение температуры на 0,4 ° C является значительным на протяжении более столетия, а повышение на 1 ° C считается глобальным потеплением. Хотя 1 или 2 ° по Цельсию могут показаться незначительными, небольшие изменения температуры могут иметь значительные последствия. Когда вы слышите термин «ледниковый период», вы, вероятно, думаете о мире, покрытом снегом и льдом. Ледниковые периоды происходят каждые 50 000–100 000 лет, а глобальная средняя температура была всего на 5 ° C ниже, чем в настоящее время. [4, 5, 6],

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) — это группа из более чем 2500 ученых со всего мира, которые собрались в 2007 году для ускорения исследований климата. Одним из выводов этой встречи было то, что последние 15 лет были самыми теплыми с 1850 года. Некоторые из их наблюдений заключались в том, что ледники и снег выпали в северном и южном полушарии, а средняя арктическая температура за последние 100 лет удвоилась. Дождь увеличился в Северной и Южной Америке, Северной Европе и некоторых частях Азии, а в Южной Африке и Средиземном море наблюдаются тенденции к высыханию. В общем, жаркие дни во всем мире участились, а холодные стали реже и серьезнее [4 — 7],

Естественные климатические изменения, такие как нагревание из-за вулканической активности, солнечной радиации и изменения в химии атмосферы, иногда требуют, чтобы тысячи лет изменялись только на 1 ° C. Текущая концентрация углекислого газа (CO2), определяемая из кернов льда (от 180 до 300 ppm), значительно больше, чем естественный ареал, найденный за последние 650 000 лет. Если концентрация CO2 возрастет до 400-440 промилле и останется на этом уровне, ежегодное повышение температуры составит около 2,4-2,8 ° C. [4-7],

Чтобы стабилизировать уровень CO2, он должен достичь своего пика, а затем упасть. Чем быстрее это происходит, тем ниже уровень стабилизации пика. Согласно МГЭИК, чтобы стабилизировать концентрации эквивалентов CO2 примерно от 445 до 490 промилле, выбросы CO2 должны достичь самого высокого значения не позднее 2015 года, а затем к 2050 году упасть до 50-85% ниже уровня 2000 года. Последующие пики и более высокие концентрации приведут к для более высокого повышения температуры.

Видение пришло

Есть много способов создать «светлое будущее» благодаря возобновляемой энергии. Нет единого ответа на нашу будущую энергетическую систему. Будущее управление энергией будет состоять из многих технологий использования возобновляемых источников энергии, используемых в комбинации — ветряных, солнечных, геотермальных и топливных элементов. Технологии для достижения этого доступны или уже разрабатываются. Вот некоторые из задач, которые мы должны выполнить:

Создать отрасль, основанную на альтернативных энергетических технологиях
Уменьшите затраты энергии
Уменьшить изменение климата
Повысить энергетическую безопасность
Помогите создать условия для долгосрочного процветания
Для выполнения этих задач нам потребуется:

Используйте комбинацию энергии ветра (как на суше, так и на море)
Используйте как концентрические, так и стандартные фотоэлектрические системы
Используйте геотермальные системы
Используйте топливные элементы, которые вырабатывают водород при электролизе
Использовать биомассу и коммунальные отходы
Чтобы успешно создать общество, основанное на возобновляемой энергии, должен быть способ хранения энергии, потому что возобновляемая энергия (солнечная и ветровая энергия) прерывается. Солнечная и ветровая энергия являются отличными методами получения энергии из природных ресурсов, однако уровни инсоляции и интенсивности ветра различны. Если эти источники недоступны — вы не можете производить электричество. Когда генерируется большое количество энергии, водород может быть получен из воды. Водород может быть сохранен для последующего использования.

Когда речь идет о топливе, водород является одним из самых мощных видов топлива. Водород является наиболее распространенным элементом во вселенной; однако, он не существует в чистом виде на земле. Следовательно, его необходимо извлекать из обычных видов топлива или воды. Наиболее часто используемый процесс извлечения водорода — паровой риформинг природного газа. Он также может быть извлечен из угля, ядерной энергии, биотоплива или даже из отходов. Водород также может быть получен с использованием воды в процессе электролиза. Электролиз разделяет воду на водород и кислород с электричеством. Формы возобновляемой энергии, такие как фотоэлектрические элементы, энергия ветра, гидроэнергетика и геотермальная энергия, все чаще используются для производства электроэнергии, а избыточное электричество может использоваться для процесса электролиза. Водород можно использовать или хранить для выработки электроэнергии в более позднее время.

Электричество для дома и бизнеса

Электроэнергия для бытового и коммерческого использования может быть произведена с использованием комбинации ветровых, солнечных и водородных топливных элементов. Косвенные решения и сотрудничество между корпорациями, коммунальными службами и подразделениями также будут необходимы для успешного перехода к возобновляемой, гидрологической и энергосберегающей экономике. Корпорации должны будут производить энергосберегающую электронику и устройства, которые минимизируют потребление энергии и автоматически отключаются, когда они не используются. Коммунальные службы и правительства должны побуждать людей использовать меньше энергии, а люди должны лучше понимать количество используемой ими энергии. Существуют убедительные доказательства того, что увеличение спроса на электроэнергию может быть уменьшено за счет использования более энергоэффективного оборудования и устройств, применения строительных норм и правил, финансовых стимулов и помощи людям в добровольном сокращении энергопотребления.

Министерство энергетики США недавно провело исследование, в котором изучалась энергия ветра, и обнаружило, что реализация 600 ГВт к 2030 году возможна. Если это произойдет, это будет около 50% от предполагаемого потребления энергии в Соединенных Штатах в 2030 году, где-либо еще), не мешая.

Солнечные фотоэлектрические системы — это технология, которую можно использовать немедленно, и продажи за последнее десятилетие значительно возросли. Тем не менее, он по-прежнему имеет небольшую долю рынка из-за высокой стоимости солнечных батарей. Концентрация солнечной энергии может быть принята быстрее, чем обычная солнечная технология, потому что затраты начинают конкурировать с традиционными энергетическими технологиями. Концентрация солнечных энергетических систем позволяет электростанциям производить электроэнергию от солнца в большем масштабе, что, в свою очередь, позволяет потребителям получать выгоду от солнечной энергии без инвестиций в личные солнечные системы. Геотермальная энергия также может обеспечить значительное количество энергии, если она будет доказана в течение следующих нескольких лет.

Топливные элементы использовались в течение десятилетий для бизнеса и жилищного строительства. Стационарные топливные элементы могут генерировать достаточно электричества и тепла для питания всего дома или бизнеса, что может принести значительную экономию, а также может генерировать достаточно энергии для продажи детали обратно в сеть. Топливные элементы могут также обеспечивать электричество, работая с большими электростанциями, чтобы добиться более децентрализованной и повышенной эффективности. Большая часть электроэнергии, производимой крупными электростанциями, работающими на ископаемом топливе, распределяется на большие расстояния по линиям электропередач высокого напряжения. Эти электростанции кажутся очень эффективными из-за их большого размера; однако в Европе потери электроэнергии в США составляют от 7 до 8 процентов и 10 процентов от потерь энергии при передаче на большие расстояния. Одна из основных проблем, связанных с этими линиями передачи, заключается в том, что они не работают должным образом все время. Для населения было бы безопаснее, если бы электричество не происходило на нескольких крупных станциях, но оно генерируется там, где необходима энергия. Топливные элементы могут использоваться везде, где требуется энергия, без использования больших линий электропередачи.

Топливные элементы могут питать жилые дома и компании, которые не имеют электричества. Иногда для дома, не подключенного к сети, может быть очень дорого иметь подключенную к нему сеть. Топливные элементы также более надежны, чем другие коммерческие генераторы, используемые для питания домов и предприятий. Это может принести пользу многим компаниям, учитывая, сколько денег они могут потерять, если мощность упадет даже на короткое время.

В будущем энергосбережение отдельные домохозяйства смогут производить свою собственную энергию. Это поможет перераспределить власть мировых нефтяных компаний и правительств среди людей. Отдельные домохозяйства могут делиться своей энергией с сетью, чтобы помочь распределять энергию в районах, которые могут иметь меньше из-за погодных условий.

Личные транспортные средства

Управление энергетической информации [2] утверждает, что автомобили потребляют 70% жидкого топлива, потребляемого США. Средняя эффективность использования топлива в настоящее время составляет около 22 миль на галлон. Тем не менее, не должно быть нереальным увеличение среднего расхода топлива до примерно 45 миль на галлон к 2030 году. Автомобили с гибридным, электрическим и топливным элементом обеспечат либо меньший, либо нулевой расход, и каждый из них может быть полезен для преобразования в водород. и экономика, основанная на возобновляемых источниках энергии. Все крупные производители автомобилей уже вложили значительные средства в транспортные средства на водородных топливных элементах.

Многие факторы способствуют продвижению топливных элементов на автомобильном рынке. Доступность ископаемого топлива ограничена, и последует неизбежный рост цен. Кроме того, законодательство становится все более строгим в отношении контроля выбросов в окружающую среду. Одним из новых правил, которые помогут представить автомобильный рынок топливных элементов в Соединенных Штатах, является мандат калифорнийского автомобиля с нулевым уровнем выбросов (ZEV), который требует продажи определенного количества автомобилей в Калифорнии каждый год. Транспортные средства с топливными элементами также могут быть более экономичными, чем транспортные средства, работающие на других видах топлива. Эта энергетическая технология обеспечивает новый диапазон потребления энергии в небольших двухколесных и четырехколесных транспортных средствах, лодках, скутерах, беспилотных транспортных средствах и других коммерческих транспортных средствах.

В будущем автомобили будут подключаться к розеткам в домах и офисах, чтобы помочь генерировать электричество как для автомобилей, так и для домов. Дома нужно всего 10 кВт для питания всего. А поскольку автомобили могут генерировать 40 кВт, автомобиль может стать электростанцией для вашего дома или офиса. Автомобили также могут быть подключены к посту, когда люди идут на работу, чтобы привести здание в действие. Этот переход к водородной экономике является важной задачей и прекрасной возможностью для 21-го века.

Портативная энергия

Портативная электроника, такая как ноутбуки, камеры и мобильные телефоны, может работать в 10-20 раз дольше из-за использования водорода. В ближайшие годы портативные устройства, такие как ноутбуки, мобильные телефоны, видеомагнитофоны и другие, будут нуждаться в большем количестве энергии в течение длительного времени. Топливные элементы очень масштабируемы и имеют простоту зарядки по сравнению с аккумуляторами. Технологии мобильной связи стремительно развиваются, но мощность является ограничивающим фактором для новых технологий. Требуется большая мощность, чтобы предоставить потребителям все функции устройства, в которых они нуждаются и хотят. Армия также нуждается в долгосрочной портативной силе для новой солдатской техники. Кроме того, топливные элементы работают тихо и имеют низкие показатели нагрева, что является явным преимуществом для военных.

Создание рабочих мест в новой отрасли возобновляемой энергии

Строительство альтернативной энергетики легко создаст миллионы рабочих мест в течение следующих 10 лет. Эта работа будет включать в себя строительство и эксплуатацию новых электростанций, производство технологий использования возобновляемых источников энергии (например, солнечной и ветровой энергии), исследования и разработки в области новых технологий использования возобновляемых источников энергии и рабочих мест, которые возникают из-за расходов на эти технологии.

Чтобы преобразовать нашу экономику с помощью нефти, мы должны инвестировать в ее изменение. Нам нужно убедиться, что мы планируем, как накормить наш мир в ближайшие 20 лет и далее.

[1] Shahriar S. и Topal E. (2009). Когда будут устранены запасы ископаемого топлива? Энергетическая политика, 37: 181-189.
[2] Управление энергетической информацией. (2008). International Energy Outlook 2008, Вашингтон, округ Колумбия, ноябрь 2008 г. (DOE / EIA-0484 (2008)). Источник: 25 января 2009 г. http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html
[3] Международное энергетическое агентство, Организация экономического сотрудничества и развития. (2008). World Energy Outlook 2008. Источник: [http://www.sourceoecd.com/]
[4] Hegerl, GC, FW Zwiers, P. Braconnot, NP Gillett, Y. Luo, JA Marengo Orsini, N. Nicholls, JE Penner and PA Stott, 2007: понимание и объяснение изменения климата. В: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor and HL Miller (eds. .]], Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
[5] Бейтс, BC, ZW Kundzewicz, S. Wu и JP Palutikof, Eds., 2008: Изменение климата и вода. Технический документ Межправительственной группы экспертов по изменению климата, Секретариат МГЭИК, Женева, 210 с. Источник: 8 февраля 2009 г. От http://www.ipcc.ch/pdf/technical-papers/climate-change-water-en.pdf
[6] Le Treut, H., R. Somerville, U. Cubasch, Y. Ding, C. Mauritzen, A. Mokssit, T. Peterson and M. Prather, 2007: Исторический обзор изменения климата. В: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor and HL Miller (eds. .]], Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
[7] МГЭИК, 2007: резюме для политиков. В: Изменение климата 2007: Основы физики. Вклад Рабочей группы I в четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата[SolomonSDQinMManning[SolomonSDQinMManning[SolomonSDQinMManning[SolomonSDQinMManning
[8] Садорский П. (2009). Потребление возобновляемой энергии, выбросы CO2 и цены на нефть в странах G7, Energy Economics, doi: 10.1016 / j.eneco.2008.12.010.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *