Альтернативные источники энергии – кто и для каких целей используют

Интерес к альтернативным источникам энергии растет – они возобновляемы и безопасны для экологии. Всего 30 лет назад солнечные панели и частные ветряки казались чем-то полуфантастическим, а сегодня они обеспечивают электроэнергией предприятия и целые города. Смотрим, где они чаще всего применяются и какие задачи решают.

Энергию ветра человек давно научился использовать в своих целях — достаточно вспомнить мельницы, которые впервые упоминаются еще до нашей эры. Ветроэнергетика наряду с солнечной энергетикой в 2020 году показала стремительный рост и по объемам генерируемых мощностей уверенно приближается к традиционным способам получения электроэнергии. Больше всего ветроустановок сейчас работают в Дании, Великобритании, США, Китае и Индии. Например, в Дании 48 % электричества получают именно из ветра, в Великобритании — 22 %.

Так выглядят современные ветряные установки

Использовать ветроустановки целесообразно там, где средняя скорость ветра стабильно держится на высокой отметке. Энергия ветра неисчерпаема и напрямую зависит от солнечной активности, потому доступна на всех континентах. Ограничивают распространение ветровых электростанций (несколько ветряков, объединенных в общую сеть) некоторые технические моменты и экономический фактор. Впрочем, последний уже не играет большой роли: страны, которые заинтересованы в развитии альтернативной энергетики, предоставляют налоговые льготы для производителей «зеленой» электроэнергии.

Треть ветровых установок в России базируется на Дальнем Востоке, еще 14 % — в Северном экономическом районе, для которого характерна высокая средняя скорость ветра. В 2019 году «Росатом» совместно с голландским партнером, компанией Lagerwey, занялись строительством ветропарков. В декабре 2020 года «Росатом» ввел в эксплуатацию самую крупную ветроэлектростанцию в России. С января 2021-го Кочубеевская ВЭС, что в Ставропольском крае, поставляет электроэнергию на оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Всего до 2024 года корпорация «Росатом» планирует ввести в эксплуатацию ветроэлектростанции общей мощностью около 1,2 ГВт. Также в строительстве ветровых электростанций в России активно участвуют такие компании, как «Роснано», Fortum (Финляндия), Dongfang Electric Wind Power Co. (Китай), Vestas (Дания).

На мировом рынке альтернативной энергетики за последнее время отличилась компания Apple, которая недавно заявила о своих планах инвестировать в строительство наземных ветряных турбин на территории Дании. Американская компания планирует обеспечивать электроэнергией более 20 тысяч домохозяйств, а также поддерживать работу собственного центра обработки данных в Виборге. Кстати, основные продукты — магазин контента, сервис голосовой помощи, музыкальный сервис — в Европе полностью обслуживают вычислительные мощности, которые питаются от возобновляемых источников энергии.

Воспользоваться энергией солнца сегодня может каждый — достаточно купить, например, пауэрбанк, укомплектованный небольшими солнечными панелями. В глобальных масштабах этот вид альтернативной энергии производят солнечные электростанции. Они вместе с солнечными коллекторами преобразуют энергию светового потока в электрическую или тепловую, которая используется для нагрева воды. Минус солнечной электроэнергии в том, что ее запасы восполняются неравномерно в течение суток и разных сезонов. Из-за этого приходится использовать аккумуляторы, которые сильно повышают стоимость одного киловатта такой электроэнергии.

Типичная фотоэлектрическая ферма

Хотя солнечная энергия по умолчанию считается экологичной, производство аккумуляторов все-таки вредит окружающей среде, потому что они содержат токсичные компоненты, требующие специальной утилизации. Но это не останавливает строительство новых солнечно-тепловых электростанций. Одновременно растет количество солнечных модулей, из которых эти электростанции могут состоять. Рекорд — фотоэлектростанция в Абу-Даби (ОАЭ), рассчитанная на 1170 МВт и включающая более трех миллионов солнечных модулей!

Помимо того, что электроэнергия с солнечных радиостанций поступает в общую сеть, ее часто используют крупнейшие предприятия России. Группа компаний «Хевел» в 2019 году построила в Ставрополье солнечную электростанцию мощностью 30,7 кВт для электроснабжения железнодорожной станции Светлоград. А сам завод по производству модулей и ячеек «Хевел» полностью перешел на возобновляемые источники электроэнергии в 2020 году. В 2019-м холдинг «Росэлектроника» представил многофункциональную автономную станцию с солнечными панелями и мощным аккумулятором. Она должно решить проблему освещения улиц и организации беспроводных точек интернета.

Большая проблема альтернативных источников энергии в том, что они неспособны обеспечить стабильные поставки электроэнергии.

Интернет-гиганты используют солнечную энергию для жизнеобеспечения дата-центров. Например, солнечная электростанция мощностью 102,5 МВт в штате Джорджия (США) обеспечивает электроэнергией центр обработки данных Facebook. А крупнейшим покупателем солнечной электроэнергии стала компания Amazon — площадки с ее генерацией для лидера интернет-торговли расположены в Австралии, Франции, Италии, Германии, Южной Африке и США. Ранее больше всего электроэнергии из возобновляемых источников получала разве что компания Google.

Интересен и опыт eBay, которая соорудила на крыше своего дата-центра Topaz в Саут-Джордан (штат Юта, США) мощную солнечную ферму и получила за нее LEED Gold — сертификат, подтверждающий соблюдение всех экологических стандартов при строительстве ЦОД. Еще одна крупная солнечная ферма находится у компании IBM, она обеспечивает электроэнергией дата-центр в городе Бангалор (Индия).

Этот способ добычи электроэнергии популярен в Исландии, Центральной Америке и на Филиппинах. Его плюс в том, что активность геотермальных источников не зависит ни от времени суток, ни от сезона. Электроэнергию в прямом смысле добывают из недр Земли — там, где магма выходит на ее поверхность. Так как подобных участков немного, доля геотермальной энергии на рынке альтернативной энергетики все еще не дотягивает даже до 1 %.

90 % мощностей в сфере альтернативной энергетики введены в эксплуатацию в течение последних десяти лет.

Геотермальная энергия обеспечивает теплом город Рейкьявик (Исландия). Впервые для этих целей ее начали использовать еще в 1943 году, когда пробурили 32 скважины, по которым поднимается горячая вода. На территории США горячие источники сосредоточены в Долине гейзеров — там расположены 19 геоТЭС суммарной мощностью более 1300 МВт. Чаще всего тепло из геотермальных источников используют для обогрева бассейнов, обеспечения работы насосного оборудования, обогрева теплиц и в промышленности.

Высокотехнологичные компании давно обратили внимание на геотермальную энергию. Компания Verne Global подключила свой кампус в Исландии к местным горячим источникам. Крупнейшей геотермальной станции России уже более 20 лет, все это время Мутоновская геоТЭС обеспечивает теплом и электроэнергией жителей Камчатского края.