Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
08.07.2008 23:25 - Възходът на чистата енергия
Автор: meto76 Категория: Технологии   
Прочетен: 1153 Коментари: 0 Гласове:
0

Последна промяна: 08.07.2008 23:58


Възходът на чистата енергия

­Соларните инсталации, вятърните турбини и биогоривата - революция в технологиите и индустрията

Даниъл М. Кеймън *

Нито един план за устойчиво намаляване на парниковия ефект не може да успее, ако разчита единствено на повишаване на енергийната ефективност. И тъй като бумът на икономическия ръст поражда глад за енергия – необходими са повече въглища за новите фабрики, повече петрол за автомобилите, повече природен газ за отопление на домовете, въглеродните емисии ще продължават да нарастват, въпреки енергийно ефективните автомобили, сгради и уреди. За да парират стряскащите тенденции на глобално затопляне, САЩ и останалите държави трябва да насочаг усилията си към развитие на възобновяемите енергийни източници (ВЕИ), които генерират ниски или нулеви въглеродни емисии.

            Технологиите за възобновяема енергия изведнъж и за кратко станаха модерни в отговор на петролното ембарго от 70-те години на ХХ в. Тогава те не предизвикаха съществен интерес и поддръжка. В последните години обаче драматичните подобрения в експлоатацията и достъпността на соларните технологии, вятърните турбини и биогоривата – етанолът и др., които се добиват от растения, трасираха пътя за масовата комерсиализация на ВЕИ. В допълнение на това, че те са източници на енергия без вредни последствия за околната среда, е и фактът, че допринасят за енергийната независимост на отделните икономики. Най-силният аргумент за тяхното развитие все пак остават постоянно покачващите се цени на петрола и природния газ.

 

Нека грее слънце

            Клетъчните слънчеви инсталации ползват полупроводникови материали, за да преобразуват слънчевата енергия в електрически ток. В момента само малка част от добива на електроенергия в световен мащаб разчита на тях - глобално генерираният капацитет от 5 000 мегавата (МВт) представлява едва 0,15 на сто от общо генерирания електрически капацитет от всички източници. В същото време слънчевата енергия потенциално може да доставя 5 000 пъти повече енергия от тази, която светът консумира. Благодарение на подобренията в технологиите, намаляването на цените и благоприятните практики, годишното производство на енергия от слънчеви инсталации се повишава с над 25 на сто за година през миналото десетилетие и със забележителните 45 на сто през 2005 г. Световните лидери в тази област са Япония, Германия и САЩ.

            Днес соларните батерии могат да се произвеждат от широка гама изходни материали - от традиционните поликристални силициеви плочки, които все още преобладават на пазара, до тънките силициеви клетки и устройства, изработени от пластмасови или органични полупроводници. Тънките са по-евтини за производство от кристалните плочки, но и по-неефикасни при трансформиране на слънчевата светлина в електричество. При лабораторни тестове кристалните клетки достигат ефективност до 30 на сто по-голяма. Тези, които се продават на пазара, са с ефективност 15-20 на сто.

            Клетъчните слънчеви инсталации са лесни за употреба, защото се монтират на различни места - по покривите и стените на сградите, в пустините, върху дрехи с цел захранване на електронни портативни устройства. Американския щат Калифорния се нареди до пионерите Япония и Германия във водещата световна тройка на ползващите слънчеви инсталации територии. Съгласно плана “Милион слънчеви покриви” до 2018 г. в щата трябва да се създаде капацитет от 3000 МВт. Проучванията, направени от екипа на автора на тази статия в Лабораторията по възобновяема енергия към Университета на Калифорния “Бъркли”, показват, че годишното производство на енергия посредством слънчеви инсталации само в САЩ може да нарасне до 10 000 МВт за период от 20 години при съществуващите тенденции на развитие в сектора.

            Най-голямото предизвикателство е намаляването на цените. В САЩ произвежданата електроенергия от кристални клетки струва 20–25 сента за киловатчас. За сравнение - електричеството, добито от въглища, е с цена 4-6 цента за киловат час, енергията от природен газ - 5-7 цента за киловатчас, електроенергията от заводите за биомаса - 6-9 цента за киловатчас. Цената на ядрената енергия варира между 2 и 12 цента за киловатчас. Цените на този вид енергия все пак падат в рамките на последното десетилетие заради снижаването на производствените разходи и новите технологии.

            За изненада на мнозина Кения е световният лидер по брой на инсталирани на глава фотосоларни системи на глава от населението. Годишно в африканската държава се продават над 30 000 малки соларни панели, всеки един от които произвежда от 12 до 30 вата. Срещу $100 за панел и прилежащата система за включване инсталацията може да се използва за зареждане на обикновен акумулатор за автомобил, който след това е в състояние да дава достатъчно електроенергия за захранването на флуоресцентна лампа или малък черно-бял телевизор за няколко часа дневно. Повечето кенийци купуват подобни персонални соларни системи, вместо да се включват в електроразпределителната мрежа. Тези панели обикновено са направени от соларни клетки от аморфен силиций. Въпреки че те не са и наполовина ефективни, колкото произведените от кристални клетки, цената им е значително по-ниска. Така те се явяват по-достъпен източник на енергия за над 2 млрд. жители на планетата, които нямат пряк достъп до централната електрическа мрежа. Малките соларни системи бележат бум и в други африкански държави.

            Ренесанс изживяват и соларно-термалните системи, които генерират слънчева енергия за производството на топлина. Системи на подобен принцип се използват отдавна за отопление на домове и фабрики, а също и за производство на електричество без помощта на скъпоструващи соларни панели. Принципът на подобна разработка се състои в система от огледала. Такава е високоефективната “машина на Стърлинг” – съоръжение, съдържащо работен флуид, който циркулира между топли и студени камери. Флуидът се разширява при нагряване от слънчевата топлина, избутва бутало, което задвижва турбина. През есента на 2005 г. компанията “Стърлинг енерджи системс” от Финикс (Аризона), обяви намерението си да построи два големи соларно-термални завода в Калифорния. Дружеството подписа 20-годишна спогодба с южнокалифорнийската “Едисън” за продажба на 500 МВт електричество, добито от завода, който ще се намира в пустинята Мохаве. Инсталацията ще се простира на 4500 акра и ще включва 20 000 полусферични огледала, всяко от които ще концентрира слънчеви лъчи върху Стърлинг генератор с големината на варел. Очаква се заводът да заработи през 2009 г., а по-късно ще увеличи обема си на 850 МВт. “Стърлинг” са подписали и 20-годишен договор с локализираната в Сан Диего “Газ&Илектрик” и ще строят завод за 300 МВт мощности с 12 000 огледала в Ипериъл Вали. Финансовите детайли около тези два калифорнийски проекта не са публично достояние, но електричеството, произведено по соларно-термалната технология, струва около 13 цента на киловатчас. Тъй като проектът предвижда високо надеждна технология и масово производство, очаква се производствените мощности да паднат до 4-6 цента на киловатчас. Тази цена вече е конкурентна на цената на електричеството, добито от въглища.

 

Танцуващи с вятъра

            Вятърната енергия “диша във врата” на слънчевата индустрия. Световното производство на енергия от вятърни турбини нараства средно с 25 на сто годишно за последните 10 години, като през 2005 г. достигна почти 60 000 МВт. Бумът е главно в Европа – между 1994 г. и 2005 г. мощностите на инсталираните вятърни централи в страните от ЕС скочи от 1700 на 40 000 МВт. Само Германия разполага с капацитет за над 18 000 МВт благодарение на агресивната строителна кампания. Северногерманската провинция Шлезвиг-Холстайн понастоящем посреща 1/4 от годишните си нужди за потребление, разчитайки на 2400 вятърни турбини. През някои месеци вятърната сила доставя дори над половината от електричеството в провинцията. Испания разполага с 10 000 МВт капацитет, Дания – с 3000 МВт, а Великобритания, Холандия, Италия и Португалия - с по 1000 МВт инсталирани мощности.

            В САЩ вятърната енергия отбеляза значителен напредък през последните 5 години. Общият генериран капацитет скочи с 36 на сто, като достигна 9100 МВт през 2005 г. Въпреки че засега вятърните турбини произвеждат едва 0,5 на сто от националното електричество, капацитетът е огромен, особено във ветровитите щати (Северна Дакота например има далеч по-голям ресурс от Германия, но инсталираните мощности там са едва 98 МВт). Максималният ветрови потенциал на САЩ се оценява на 11 трилиона киловатчаса електроенергия – три пъти повече от произведена през 2005 г. електроенергия.

Зеленото гориво

            Значителен напредък в последните години бележат и биогоривата. Най-разпространеното биогориво в САЩ е етанолът, който се произвежда от царевица и след това се смесва с бензин. Производителите на етанол са облагодетелствани от данъчен кредит в размер на субсидия от 2 млн. долара годишно, а продажбите в САЩ за 2005 г. възлизат на 16 млрд. л (3 на сто от обема горива, използван от всички автомобили). В края на 2007 г. това количество нарастна двойно. Изследователи установиха, че етанолът значително повишава количеството на парниковите емисии. Биогоривото, произведено на базата на слънчоглед, сравнено с бензина, намалява парниковите газове с 18 на сто. Анализите обаче дават сериозни поводи за съмнение при резултатите за влиянието на използваните торове върху околната среда. Те са твърде противоречиви. Макар биогоривото да допринася до известна степен за енергийната независимост от петрола, то може да окаже влияние върху глобалното затопляне, ако производството му не стане по-чисто.

            "Сметките" на специалистите значително се променят, ако етанолът се получава от целулозни източници - отпадъци от дърводелската индустрия, сенокос. При този метод се гори лигнин – неферментиращата част от органичния материал. Изгарянето не добавя парникови газове в атмосферата, защото емисиите на въглеродния двуокис се абсорбират по време на развитието на растенията, от които ще се произвежда етанол. При това производство заместването на бензина с етанол ще доведе до спад с 90 на сто на вредните емисии. Производството на етанол от трева е по-ефективно от това, което се базира на царевичната реколта.

            Многообещаващ е т.нар. зелен дизел. Той се получава чрез превръщането на биомасата в газ . Резултатът би бил икономически конкурентно течно гориво за моторните превозни средства без изхвърляне на парникови газове в атмосферата. Понастоящем петролният гигант “Ройал Дъч/Шел” сериозно инвестира в разработване на технологията.

 

 

каре с подложка

Факти

През последните 8 години възобновяемите енергийни източници бележат значителен напредък. Годишното световно производство на соларни панели скочи с 45 на сто само през 2005 г. Стоежът на вятърни паркове в Европа увеличи капацитета на вятърната енергия 10 пъти за последните 10 години. Производството на етанол - най-масовото биогориво, нарастна до 36,5 млн. л през 2006 г.

 

Каре към снимка, например автомобил на бъдещето и пр.

Ползата за околната среда от използването на биогоривата ще е по-голяма при комбинираната им употреба в хибридните автомобили (PHEVs). Тези коли и камиони комбинират двигатели с вътрешно горене с електрически захранвани двигатели, но PHEV имат по-големи батерии, които се захранват с ток от мрежата. Те могат да вървят само на електричество на относително кратки разстояния, след това преминават на биогориво

 

Каре

Бъдещето

Всеки от видовете възобновяеми енергийни източници в момента се намира в критична фаза на инвестиции и иновации. Колкото и атрактивни да са възможностите, енергията от ВЕИ все още е маргинална в сравнение с конвенционалните енергийни източници в регионален и световен мащаб. В същото време политиката в сектора става все по-агресивна. 20 американски щата са приели законодателни стандарти, които налагат минимум от частта на енергията да е добита от ВЕИ. Германия планира да произвежда 20 на сто от енергията си от ВЕИ към 2020 г., а Швеция възнамерява изцяло да се откаже от минералните горива.

            През последните 25 години общественото и частното финансиране на проучвателната дейност в сектора на икономиката се свиха. В САЩ за периода от 1980 до 2005 г. те спаднаха от 10 на 2 на сто (от 12 до 4 млрд. долара годишно). Надзорният комитет по наука и технологии към кабинета на президента изготви през 2004 г. съвместен доклад с Националната комисия по енергийна политика, който препоръча на федералното правителство да удвои разходите за развойна дейност в сектора на икономиката. Според анализ на изследователската група по ВЕИ в Бъркли е необходимо финансиране от около 45 млрд. долара – десетократно над моментното, за да може проучванията да дадат резултат и чистата енергия да се превърне в национален приоритет за САЩ.

            Най-сигурната стъпка към създаването на устойчива енергийна икономика е налагането на пазарни схеми, при които цената на въглеродните горива да включи и тяхната социална стойност. Употребата на въглища, петрол и природен газ прибавя огромна социална цена като разходи за лекарства, необходими заради замърсяване на въздуха, щети върху околната среда от минната дейност, военни разходи за осигуряване сигурността на петролните доставки и потенциални икономически щети от глобалното затопляне. Налагането на такси за карбоновите емисии е лесен, логичен и прозрачен метод за прехвърляне на средства за развой на ВЕИ и чисти енергийни източници. Най-доброто решение е на енергийните компании да бъдат предоставени значителни финансови стимули за развитие и комерсиално прилагане на ВЕИ технологиите.

            Пред САЩ стои възможността да лансира коренно нова индустрия. Климатичните заплахи дават старт на революция в областта на чистите технологии, която ще открие и милиони нови работни места. Този преход може да превърне националния енергиен сектор в нещо повече - в жив механизъм за изграждане на устойчива и неуврежаща околната среда индустрия.

 

* Авторът е делегиран професор по енергетика към Калифорнийския университет “Бъркли”, където е ръководител на изследователска група по ВЕИ. Чете лекции в Училището по обществена политика “Голдмън” и в Департамента по ядрена енергетика. Основател и директор на Лабораторията за възстановяема и чиста енергия, член на Борда на директорите на Института по околна среда в Бъркли.

http://www.eko21.org/?q=node/10

http://www.capital.bg/show.php?storyid=363251

http://www.solar.sts.bg/

http://elpromenergy.com/services-solar-bg.html

http://greentech-bg.net/






Гласувай:
0
0



Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: meto76
Категория: Политика
Прочетен: 13134183
Постинги: 4396
Коментари: 12131
Гласове: 9760
Спечели и ти от своя блог!
Архив
Календар
«  Април, 2021  
ПВСЧПСН
1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930