.jpg "В 2016 ГОДУ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ОБГОНЯТ ГАЗ")
...Но как бы это красиво это ни звучало, в действительности поводов для радости не так уж много.
Международное энергетическое агентство (IEA) заявило, что к 2016 году электрогенерация ветряной, солнечной и гидроэнергетических отраслей совместно с иными видами альтернативной энергетики превысит долю, занимаемую на рынке газом.
В ближайшие пять лет, даже несмотря на мировой кризис, мощности альтернативной энергетики вырастут на 40% , то есть очень существенно, особенно с учётом того, что значительную часть этого сектора составляют довольно медленно строящиеся ГЭС. Далее: даже если убрать из расчётов ГЭС, доля альтернативной энергетики в общемировой генерации за ту же пятилетку увеличится на 8% к 2018 году (с 4% в 2011-м). Думаете, цифры чересчур оптимистичны? Напомним, что в 2006 году эта доля, по оценкам IEA, равнялась всего 2%, то есть удвоение альтернативной электрогенерации каждую пятилетку — реальность.
Но значит ли это, что мы уже на пути в светлое будущее без сжигания углеводородов на электростанциях, а той же газовой энергетике, не говоря уже об угольной, осталось коптить небо лет двадцать?
Уровень производства электричества фотоэлементами показан слева, кругами обозначен ввод новых мощностей за 2012 год.
Итак, можно прогнозировать лишь дальнейший рост альтернативных энергомощностей там, где они в моде, и их отсутствие там, где они эффективнее. Всё это означает, что экономия ископаемого топлива в той же Европе часто будет вестись за счёт конечного потребителя, которого субсидирующее дорогую энергию государство не спросит о том, какую ситуацию он сам хотел бы видеть на энергическом рынке.
Остаётся надеяться лишь на прогресс в создании новых фотоэлементов и уменьшение издержек при получении сверхчистого кремния для старых.
Биотопливо готовит удар по нефтяным державам - «дубина» в руках США
Ученый подсчитал, что необходимо для того, чтобы биотопливо начало влиять на мировой рынок энергоресурсов. Экономику России может подорвать всего 1,2 млн. гектаров американских пахотных земель.
При достижении определенного ежегодного количества произведенного биотоплива, нефть резко подешевеет, что отразится на экономике нефтедобывающих стран, в частности России. Ученый, футурист, специалист по нанотехнологиям, научный консультант и выпускник Стенфордского Университета Брайан Ванг (Brian Wang) подсчитал, какой производительности необходимо достичь, чтобы биотопливо могло конкурировать с нефтью и в конечном итоге снизить стоимость углеводородного сырья.
Насколько реальным является масштабный переход на биотопливо, в частности этанол? Прежде всего, нужно учесть, что потребление топлива сильно разнится от страны к стране, из-за чего всего несколько стран могут кардинально изменить облик энергетического рынка. Проще говоря, 15% этанола в Китае, это совсем другие объемы горючего, нежели 15% этанола в Лихтенштейне. То же касается и производства. Сегодня в промышленном производстве топливного этанола лидируют Бразилия и США, которые вместе взятые в 2010 году изготовили 87,8%, а в 2011 году 87,1% общемирового количества этанола. При этом в Бразилии производится 5,57 млрд. галлонов (21,1 млрд. литров), что составляет 24,9% от ежегодного общемирового производства топливного этанола.
Надо отметить, что и потребление энергоресурсов такое же неравномерное. В мире потребляется более 85 млн. баррелей нефти каждый день (более 30 млрд. баррелей в год). Из этого количества США потребляют более 20 млн. баррелей в день (более 7 млрд. баррелей в год). Для сравнения: Россия потребляет около 3,1 млн. баррелей нефти в день.
Понятно, что больше всего на мировой рынок способны повлиять США и частично Бразилия. При этом американцы лидируют и по потреблению конкретно топлива: в 2012 году они потребляли 134 млрд. галлонов (507,2 млрд. литров) бензина, в котором содержалось около 13 млрд. галлонов (49,2 млрд. литров) этанола (смесь с 9,7% этанола). Таким образом, даже с учетом повышения расхода топлива за счет меньшей энергоемкости этанола, американцы отказались от 87 млрд. галлонов (32,9 млрд. литров) бензина.
Сегодня основная масса нефти перерабатывается в горючее для транспорта: бензин и дизтопливо. Эти виды топлива можно заменить горючим из растительного сырья
В настоящее время наша цивилизация ежегодно потребляет около 600 млрд. галлонов бензина (это 2271 млрд. литров). Исходя из этого количества, всемирное распространение 10-15% топливной смеси смесь этанол-бензин потребует от 60 до 90 млрд. галлонов (227,1 – 340,7 млрд. литров) этанола. Но главное, если производить этанола больше, то автопроизводители начнут выпускать многотопливные моторы, так называемые FlexFuel-моторы, которые могут работать на бензине, чистом этаноле или их смеси. В итоге потребление этанола еще больше возрастет, а нефти наоборот снизится. Кроме того, синтетическая биология может «подарить» технологии, которые позволят непосредственно производить дизельное топливо и еще больше снизят потребление нефти. В качестве примера можно привести технологию Joule, которая с помощью микроорганизмов и солнечного света производит топливо из углекислого газа.
Внедрение подобных технологий и совершенствование существующих, уже в ближайшие десятилетия позволят производить до 25000 галлонов биотоплива на акр (около 200 тыс. литров на 1 гектар). Получается, что для производства 75 млрд. галлонов (283,9 млрд. литров) в год потребуется площадь в 3 млн. акров – это всего 1,2 млн. гектаров или 12, 1 тыс. кв. км. Это площадь, сравнимая со всей территорией Черногории.
Заметим, что наибольшая в мире площадь пахотной земли опять же приходится на США – 179 млн. гектаров. Судя по всему, американцы без особых проблем могут выделить 2-3 млн. гектаров под биотопливо и нанести серьезный удар по мировому рынку нефти. Для этого у американского правительства есть все возможности, включая финансовое стимулирование фермеров, ведь продовольственный кризис стране, выбрасывающей половину продуктов в мусорную корзину, не грозит. Остальным странам, особенно сидящим на «нефтяной игле», стоит всерьез озаботиться данной проблемой: пока производство биотоплива растет медленно, и есть время грамотно распорядиться нефтяными прибылями, которые уже через несколько десятилетий резко пойдут на убыль.
Как Финляндия становится экологической заправкой Европы
Когда Паси Торри (Pasi Torri) подъезжает на своем автомобиле VW Kombi к расположенной на окраине финского города Эспоо заправке, на его лице возникает улыбка: он знает, что заполнение топливного бака обойдется ему в 33 евро – то есть, половину суммы, которую платят большинство водителей. И, кроме того, его автомобиль почти не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода. Дело в том, что принадлежащий Тори Volkswagen работает на биогазе.Экологическое топливо является профессией Тори – этот финн возглавляет в компании финского поставщика природного газа Gasum отдел, занимающийся биогазом. С тех пор, как в октябре 2011 года первая установка биогаза была подключена к финской газовой сети, у Торри прибавилось работы. Уже сегодня сотни автомобилей в Финляндии заправляются биогазом, предоставляемым фирмой Gasum. Помимо этого, биогазом отапливаются тысячи домовладений.
Однако до 2025 года концерн Gasum намерен реализовать еще более масштабные планы: 10% потребляемого им газа он собирается сам получать из возобновляемых источников – из осадков сточных вод и из древесных отходов. В ближайшие годы финны планируют вложить в производство новых установок по производству биогаза 400 миллионов евро. Однако существующий потенциал значительно больше: «Финские леса дают возможность получать достаточное количество древесных отходов для того, чтобы производить с помощью газа 17 тераватт-часов электроэнергии», - отмечает Тори. Это соответствует двум третям потребления газа в Финляндии».
Биогаз является одной из многих инноваций, с помощью которых жители севера Европы превратились в пионеров зеленой перестройки. Они создают новые ветряные парки, изучают возможности использования электростанций, работающих на энергии волн, охлаждают базы электронных данных морской водой, а также изготовляют биодизель из животных жиров. Согласно принятому политическому решению, к 2020 году полное снабжение Финляндии необходимой энергией – электричество, тепло, горючее – должно покрываться на 36% из возобновляемых источников. В отличие от этого, цель Евросоюза составляет только 20%.
От разрабатываемой финнами техники Европа также должна получить пользу: зеленым топливом из Финляндии уже сейчас заправляются европейские автомобили. Чистые газовые двигатели из Финляндии вскоре должны сделать судоходство в акватории от Роттердама до Санкт-Петербурга более дружественным по отношению к окружающей среде. Неудивительно, что сектор чистых технологий бурно развивается в Финляндии, и подобные процессы происходят лишь в немногих странах: на 15% в прошлом году вырос по объему зеленый бизнес, а его оборот составляет в настоящее время 24,6 миллиарда евро.
Корабли, не выбрасывающие копоть
Так, например, на заводах финского машиностроительного концерна Waertsilae немецкий вариант энергетического поворота является основным направлением развития. Финны строят работающие на газе электростанции, которые можно будет включить на полную мощность за пять минут и меньше чем за одну минуту выключить. Подобного рода техника хорошо вписывается в энергетическую систему, в которой непостоянно работающие источники вроде солнца и ветра занимают все большее место.
Уже сейчас объем продаж быстрых электростанций компании Waertilae составляет 1,5 миллиардов евро. «К 2016 году мы хотим увеличить оборот в два раза», - подчеркивает глава отдела маркетинга Кеннет Энгблом (Kenneth Engblom). Германия, где парк электростанций в ближайшие годы должен быть существенным образом модернизирован , является для финнов особенно интересным рынком. Однако добываемое с помощью газа электричество не может конкурировать с электростанциями, работающими на угле. И пока, говорит Энгблом, не хватает рыночных стимулов для производства гибких установок по производству электроэнергии.
Еще один вид чистой техники, с которой концерн Waertsilae занимает в настоящий момент 90% рынка и является мировым лидером, это работающие на газе двигатели для морских судов. По мнению экспертов, сжиженный природный газ, сокращенно СПГ, будет играть в будущем ключевую роль, так как он представляет собой хорошее решение для того, чтобы выполнить к 2016 году более жесткие установки по выбросам в Северном и Балтийском морях.
Паром Viking Grace, на который компания Waertsilae установила двигатель, работающий на СПГ, уже больше года курсирует между Турку и Стокгольмом. В сравнении с работающими на дизельном топливе двигателе, он уже почти не выбрасывают тонкодисперсную пыль, у него на 90% меньше выброс угарного газа и почти на 20% меньше выброс CO2. Эксперты ожидают, что в ближайшие годы тысячи судов будут оснащены подобного рода новой техникой.
Топливо из животных жиров и водорослей
На зеленые виды топлива делает ставку и финский нефтяной концерн Neste Oil, но рассчитывает он на совершенно иные ресурсы – на животные жиры. Недалеко от небольшого финского городка Порвоо этот концерн построил крупнейший в Северной Европе нефтеперерабатывающий завод. Здесь не только подвергаются переработке тяжелые фракции нефти, но также используются природные жиры: тысячи тонн отходов скотобоен и миллионы литров растительного масла.
Из всего этого финны получают топливо такого качества, что и нынешние автомобильные моторы могу на 100% им заправляться. В настоящее время компания Neste Oil производит в год 2 миллиона тонн зеленого дизеля и – для сравнения – 15 миллионов тонн дизельного топлива из нефти. Производимое зеленое топливо позволяет сократить такое количество выбросов CO2 в год, которое производят 1,4 миллиона автомобилей, говорит Петри Лемус (Petri Lehmus), заместитель главы исследовательского отдела концерна Neste Oil. И даже один из самолетов компании Lufthansa уже в течение нескольких месяцев совершает полеты между Франкфуртом и Гамбургом, использую чистое топливо, производимое концерном Nestle Oil.
Однако использование пальмового масла подвергается критике: для этих плантаций в Азии вырубаются влажные тропические леса, жалуются экологи. Поэтому в будущем концерн Neste Oil собирается сделать ставку на совершенно новый способ получения масла: в лабораториях города Порвоо исследователи уже выводят микробов, способных превращать остатки растений в биодизель. Кроме того, они изучают вопрос о возможности использования в качестве сырья водорослей.
Ученые еще должны поработать над тем, чтобы сделать новую технику дешевой. Однако не позднее конца 2014 года руководство Neste Oil намерено принять решение о строительстве первой коммерческой установки, в которой горючее будет производиться с помощью микробов. Тогда как техника использования водорослей, судя во всему, вряд ли будет готова к коммерческому использованию до конца нынешнего десятилетия, считает Лемус. Для развития новых способов производства энергетического сырья требуется время – и поэтому финны уделяют большое внимание энергетической эффективности. Возьмем, к примеру, работу электронных баз данных: в расположенном на юге Финляндии городе Хамина поисковый концерн Google превратил старую бумажную мельницу в хранилище данных. Старые водопроводные трубы специалисты компании Google используют для того, чтобы с помощью насосов закачивать воду из Балтийского моря, которая затем используется для охлаждения помещений, где расположено электронное оборудование.
В будущем электронные базы данных смогут обогревать целые жилые кварталы. Дело в том, что многие дома в Финляндии сегодня не имеют собственных обогревательных котлов в подвале и подключены к системе центрального отопления. И эта система будет в будущем все более зеленой, считает Юкка Лескелэ (Jukka Leskelae), директор отраслевого союза Finnish Energy Industries, и сделано это будет с помощью биогаза или отходящего тепла промышленных предприятий.
Дешевые солнечные батареи из страны полярных ночей
В Университете Аалто в Хельсинки ученые тем временем изучают вопрос о том, каким образом тепло можно вновь превратить в электричество – для того, например, чтобы работали кондиционеры в автомобилях. Изучается также возможность продления работы смартфонов с использованием энергии тепла человеческого тела. Для этого финские специалисты разрабатывают материалы, способные производить электричество в том случае, если с разных направлений они подвергаются воздействию различных температур.
«Такого рода термоэлектрические генераторы могут использовать тепло выхлопных газов автомобильных моторов для выработки электрического тока, - подчеркивает Маарит Карппинен (Maarit Karppinen), специалист в области материаловедения Университета Аалто. – И таким образом можно сделать автомобили на 8% эффективнее». В Соединенных Штатах даже изучается возможность создания солнечных батарей, превращающих тепло солнечного света в электрическую энергию.
В отличие от этого, в Финляндии фотовольтаика является единственным видом возобновляемой энергии, который не играет почти никакой роли. Но и в этой области могут произойти изменения. В городе Миккели, расположенном в 230 километрах в северу от Хельсинки, финское предприятие Cencorp, работающее в области фотовольтаики, строит завод, который будет производить в год 500 000 солнечных модулей. Он полностью автоматизирован, и поэтому у него будут низкие затраты, связанные с заработной платой.
Именно из Финляндии, где зимой большая часть страны погружена во тьму, могут в скором времени поставляться дешевые солнечные батареи. Революция в области чистой техники (cleantech-revolution) в этой стране северных сияний находится еще только в самом начале своего пути.
http://rnd.cnews.ru/tech/energy/news/top/index_science.shtml?2013/06/11/531756
http://compulenta.computerra.ru/tehnika/energy/10007608/
http://inosmi.ru/world/20130520/209172719.html
Комментарии (1)