Según el director del Departamento de Eficiencia Energética, Modernización y Desarrollo del Complejo de Combustibles y Energía del Ministerio de Energía, Pavel Svistunov, el programa vinculará las medidas de apoyo estatal y los volúmenes de financiación, así como los indicadores objetivos que se deben alcanzar. Rusia tiene enormes recursos de energía renovable. El potencial técnico de estos recursos es cinco veces mayor que el consumo anual de recursos energéticos primarios en Rusia, y el potencial económico es capaz de satisfacer en un tercio las necesidades energéticas anuales de la economía rusa. Hasta hace poco, este potencial prácticamente no se aprovechaba. Esto se debe a que el nivel actual de precios en el mercado mayorista de electricidad es inferior al coste de generar electricidad a partir de fuentes de energía renovables.

Mientras tanto, hoy ha surgido un círculo de empresas que consideran las energías renovables una de las áreas clave de su desarrollo y tienen recursos suficientes para formar el mercado. Se trata de Renova, Russian Technologies, Rosatom y Rusnano.

Sin duda, un factor positivo que puede estimular el desarrollo de energías alternativas en Rusia es el lanzamiento del programa de la Corporación Financiera Internacional (CFI) para el desarrollo de fuentes de energía renovables. Su objetivo es desbloquear el potencial del mercado de energías alternativas en Rusia.

Durante cinco años, con el apoyo de socios rusos, incluida la Agencia Rusa de Energía y RusHydro, la IFC planea implementar al menos 30 proyectos piloto con una capacidad total de 205 MW. El volumen total de inversión será de unos 366 millones de dólares, de los cuales 150 millones serán aportados por la IFC. Las áreas prioritarias serán la energía eólica (en el sur y noreste del país, así como en el Lejano Oriente) y la energía de biomasa (principalmente en el sur de Rusia).

Según estimaciones de la CFI, para aumentar el nivel de generación de energía renovable, según lo planeado por el gobierno, al 4,5% para 2020, se requieren inversiones de 50 mil millones de dólares. Por lo tanto, la corporación utilizará fondos adicionales de 10 millones de dólares para crear las condiciones para la inversión a nivel federal y regional, así como para ayudar a los bancos a desarrollar productos financieros para la energía renovable.

Sin embargo, hasta ahora las principales inversiones en el desarrollo del sector de energías alternativas en Rusia no se dirigen a la generación de energía "limpia", sino a la producción de equipos energéticos o fuentes para la producción de energía, por ejemplo, pellets de combustible.

Los países líderes en el desarrollo de la producción de energía a partir de fuentes no tradicionales son Islandia (alrededor del 25% proviene de fuentes de energía renovables, energía geotérmica), Dinamarca (20,6%, energía eólica), Portugal (18%, energía undimotriz, solar y eólica). ), España (17,7%, la principal fuente es la energía solar) y Nueva Zelanda (15,1%, se utiliza principalmente energía geotérmica y eólica).

De los países no pertenecientes a la OCDE, el Vaticano, China y la India invirtieron en el desarrollo de energías alternativas en 2010.

En 2010, en el Vaticano se completó la construcción de la planta de energía solar más grande de Europa, lo que permitirá al país abandonar casi por completo el uso de otras fuentes de energía. India también planea invertir en proyectos de desarrollo de energía solar. El gobierno chino continúa financiando activamente energías alternativas. En 2010, China ocupó el segundo lugar en el mundo después de Estados Unidos en términos de producción de energía eólica, superando a Alemania.

Yu. A. Vafina

AHORRO DE ENERGÍA MEDIANTE EL USO DE FUENTES ENERGÉTICAS ALTERNATIVAS Y RECURSOS ENERGÉTICOS SECUNDARIOS: RUSIA Y LA EXPERIENCIA MUNDIAL

Palabras clave: energías alternativas, fuentes de energía renovables, fuentes de energía no tradicionales.

El artículo operacionaliza el concepto de “energía alternativa” e identifica las razones para actualizar el tema de la energía alternativa. Se consideran las mayores fuentes de energía alternativa: energía solar, energía eólica, energía geotérmica, bioenergía. Se ha estudiado la situación y las perspectivas de desarrollo de las energías alternativas en Rusia y en el extranjero.

Palabras clave: energías alternativas, fuentes de energía renovables, fuentes de energía no convencionales.

En el artículo se define el concepto de “energía alternativa” y se identifican razones para actualizar el tema de la energía alternativa. Consideradas las mayores fuentes de energía alternativas: solar, eólica, geotérmica y bioenergía. Estado de la investigación y perspectivas de desarrollo de energías alternativas en Rusia y países extranjeros.

Desde finales del siglo XIX, las materias primas de hidrocarburos se han utilizado como base de cualquier industria energética, representadas con mayor frecuencia en nuestro mundo moderno por el gas natural o el petróleo. Hubo un tiempo en que se expulsaron y ahora prácticamente han expulsado de la vida económica a sus predecesores: la leña, la turba, etc. Sin embargo, recientemente, las fuentes de energía distintas de los hidrocarburos están comenzando a desempeñar un papel cada vez más importante en el mundo. Quizás en un futuro próximo puedan desplazar a los hidrocarburos, que se han vuelto tan comunes en el mercado mundial de materias primas energéticas. Esto se debe tanto a los altos precios del petróleo y el gas, como al agotamiento de estos recursos naturales, y a muchos otros aspectos, tanto económicos como políticos e incluso culturales.

Recientemente, el tema de las energías alternativas se ha vuelto cada vez más relevante. A continuación enumeramos varias razones por las que esto sucede. En primer lugar, una de las razones principales es el agotamiento de las reservas mundiales de combustibles fósiles. Según varios investigadores, las reservas de carbón existentes durarán unos 270 años, las de petróleo entre 35 y 40 y las de gas, 50 años. En segundo lugar, desde mediados del siglo XX, el impacto negativo de la actividad económica humana en el medio ambiente se ha vuelto cada vez más evidente y las materias primas de hidrocarburos son las principales culpables del aumento de la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera y, en consecuencia, de la creación del efecto invernadero. En tercer lugar, el aspecto de garantizar la seguridad energética, tanto global como individual para cada país, juega un papel importante. La respuesta más lógica a todos estos desafíos es aumentar gradualmente la proporción de energías alternativas. Esto ya está sucediendo, aunque a un ritmo muy lento, ya que la participación de las materias primas de hidrocarburos en el suministro total de recursos energéticos disminuyó del 86,6% en 1973 al 81,4% en 2007. Así, vemos que durante los últimos 34 años, la energía alternativa se ha desarrollado a un ritmo más rápido que la energía de hidrocarburos, aunque la proporción de la primera es todavía muy pequeña. Una de las respuestas a la pregunta de por qué las energías alternativas crecen tan lentamente la dio B.

Clinton: "La actual industria energética del petróleo y el carbón está bien organizada, bien financiada y bien conectada políticamente, mientras que la nueva industria energética está descentralizada, carece de fondos suficientes y es menos poderosa". Pero si, a pesar de todas las dificultades, las energías alternativas continúan desarrollándose con relativa rapidez y atrayendo cada vez a más partidarios, entonces realmente ha llegado su momento.

La idea de la oportunidad de una transición gradual hacia energías alternativas se ve confirmada por el proceso global de transición de la humanidad a una sociedad postindustrial. Como sabemos, cada época se caracterizó por el predominio de determinadas fuerzas productivas. En la era preindustrial, la actividad agrícola se desarrolló principalmente; fue esta la principal fuerza impulsora del desarrollo de la sociedad y fue en esta área donde se produjo la mayor concentración de capital. Con la transición a una sociedad industrial, el énfasis se desplaza hacia la producción industrial a gran escala y el uso activo de los recursos naturales, principalmente minerales, que antes no estaban involucrados en la actividad económica humana. Esta transición implica también un salto en el ámbito energético: los combustibles biológicos, principalmente la leña, son sustituidos en todas partes por hidrocarburos más eficientes: primero el carbón, luego el gas y, por último, el petróleo. Ahora estamos viviendo la próxima transformación socioeconómica: la transición a una sociedad postindustrial. En la última formación socioeconómica, la principal fuente de crecimiento económico es el potencial intelectual y educativo, el nivel de desarrollo de la ciencia, el nivel científico y técnico de producción y la actividad innovadora. Esto conduce inevitablemente a una transición de fuentes de energía tradicionales a fuentes no tradicionales o alternativas.

En los diccionarios modernos se puede leer con mayor frecuencia la siguiente definición de fuentes de energía alternativas. “Una fuente alternativa de energía es un método, dispositivo o estructura para

permitiendo obtener energía eléctrica (u otro tipo de energía requerida) a partir de la energía de recursos y fenómenos naturales renovables o prácticamente inagotables y reemplazando la fuente de energía tradicional que funciona con petróleo, gas o carbón”. Los propios ingenieros energéticos se refieren a las fuentes de energía no tradicionales o alternativas de la siguiente manera: “Las fuentes de energía no convencionales se refieren a centrales eléctricas de menor potencia de otro tipo: con unidades de turbina de gas; con motores de combustión interna; geotérmica; viento; solar; de marea; almacenamiento por bombeo y otros." A menudo, las definiciones de energía alternativa o no tradicional son simplemente una lista de tipos de recursos energéticos que, en opinión de los autores, se consideran alternativos, y cada autor cambia la composición y cantidad de estas fuentes a su propio gusto. Las más controvertidas son la energía nuclear y la hidroeléctrica: algunos investigadores las incluyen en fuentes de energía alternativas, otros sostienen que estas industrias pertenecen a la energía tradicional y otros las clasifican en subgrupos separados, clasificándolas como ni tradicionales ni alternativas.

Energía solar

La más poderosa de las fuentes de energía renovables. El generoso sol, según cálculos teóricos, puede proporcionar mil veces más energía que otras fuentes de energía. La cantidad total de energía solar que llega a la superficie de la Tierra es 6,7 veces el potencial global de los recursos de combustibles fósiles. Utilizar sólo el 0,5% de esta reserva podría cubrir completamente las necesidades energéticas del mundo durante milenios.

Actualmente, la energía solar se utiliza para generar electricidad y calentar agua. Se necesitan colectores solares para calentar agua. La mayoría de las veces, los colectores solares se instalan en los tejados. Para una mayor eficiencia es importante su orientación hacia el sur, el ángulo de instalación del colector y, por supuesto, su área. Cuanto mayor sea el área, más energía podrá absorber. Las fotocélulas se utilizan para generar electricidad. Los fotones de luz bombardean las placas de las fotocélulas y generan en ellas energía eléctrica. Esto sucede no sólo en un día soleado, sino también cuando las nubes cubren todo el cielo.

Las ventajas de esta energía: una fuente de energía gratuita, inofensiva e ilimitada, especialmente beneficiosa en lugares donde aún no han llegado los cables eléctricos. Desventajas: dicha fuente de energía no es constante: la potencia generada depende de las condiciones climáticas y de la hora del día. Los dispositivos en sí son caros, su eficiencia es bastante baja y ocupan una gran superficie.

Un ejemplo elocuente de una solución específica en el campo de las energías alternativas es un proyecto grandioso que no tiene análogos en el mundo. En el estado de Nevada, en un área de 160 m2. km, se está creando una “granja solar” con 70 mil instalaciones energéticas

Innovaciones basadas en motores Stirling. Cabe señalar que este proyecto fue supervisado personalmente por el ex presidente estadounidense George W. Bush. Y esto es comprensible, porque según los cálculos de los expertos estadounidenses, al final la necesidad de electricidad en los estados del sur y suroeste quedará completamente cubierta. Por eso, tras la implementación del proyecto "granja solar" con motores Stirling en los EE. UU., se prevé utilizar una experiencia similar en muchas regiones del sur del mundo.

Sólo la tasa de crecimiento de la energía solar, que los principales expertos europeos consideran que se desarrolla dinámicamente y tiene un potencial mucho mayor que otras fuentes de energía renovables, ha crecido a más del 100% anual en los últimos cinco años. Y el volumen de capacidad instalada de instalaciones solares fotovoltaicas alcanzó en 2010 los 15 GW.

Es obvio que los resultados obtenidos son el efecto de los programas de apoyo gubernamental implementados, cuyo volumen se reduce sólo cuando se logra la llamada paridad de red, cuando el costo de la electricidad generada mediante el uso de fuentes de energía renovables es igual a el coste de la electricidad generada por fuentes de energía tradicionales. Sin embargo, el hecho de la competitividad real de las energías renovables y tradicionales, lograda actualmente en Italia y esperada en los próximos dos años en Alemania, destruye el último argumento de los oponentes al desarrollo de fuentes de energía renovables, que lograron popularizar ampliamente la tesis sobre el coste insuperable de las energías alternativas.

Recientemente, la mayor actividad se ha observado en el sector de la energía solar, lo que se asocia con tecnologías más baratas y la llegada de equipos más eficientes. Del volumen total de inversiones en energías alternativas (los gastos anuales en I+D en el campo de las energías alternativas ascienden a al menos mil millones de dólares en el mundo), la energía solar representó alrededor del 40% el año pasado. Según expertos de la Agencia Internacional de Energía (AIE), en 2050, entre el 20 y el 25% de las necesidades eléctricas de la humanidad se cubrirán con energía solar. La energía solar generará hasta 9 mil TV/h.

En este segmento, los instrumentos de apoyo gubernamental como la cofinanciación de proyectos de construcción de plantas de energía solar, así como las políticas tarifarias destinadas a estimular el uso de energía limpia por parte de los consumidores finales, las organizaciones gubernamentales y las empresas industriales, han demostrado ser los más justificados. y racional, desde el punto de vista del gasto de los fondos públicos.

Las medidas más extendidas son la introducción de tarifas especiales para la compra de electricidad “verde”, subvencionada con cargo al presupuesto estatal. Por ejemplo, la llamada tarifa de alimentación opera en más de 41 países, incluidos

incluso en la mayoría de los países de la UE, Canadá, China, Israel y Australia, y recientemente también se ha introducido en Ucrania.

Continuando con la lista de medidas de apoyo gubernamental, es necesario señalar mecanismos para estimular la producción y el uso de energía limpia como subsidios a los productores de fuentes de energía renovables, "certificados verdes", exención del IVA e impuestos ambientales, préstamos preferenciales y subvenciones especiales. .

Hoy en día existen programas similares en decenas de países. Por ejemplo, en Corea del Sur, el inversor recibe una compensación de hasta el 60% del coste de una nueva estación y existen exenciones de derechos sobre los equipos importados. India planea alcanzar 20 GW de capacidad de generación solar industrial y 2 GW de capacidad de generación solar doméstica casi desde cero para 2022; se asignarán entre 40 y 46 mil millones de dólares para esto.

En algunos países, los programas nacionales de apoyo a las energías renovables ofrecen a los ciudadanos una compensación del 30% por el coste de las instalaciones solares y un préstamo del 5% para el coste restante. En Alemania hay bancos especiales que prestan préstamos para sistemas solares a bajos tipos de interés, principalmente bancos estatales o entidades de crédito con participación estatal. A finales de los años 90, este país adoptó el programa “100 mil techos solares”. Al equipar las casas con paneles solares, el Estado financia hasta el 70% de su coste. Hoy en día, existen en el país más de medio millón de instalaciones solares residenciales para la producción de electricidad y calor.

Rusia tiene importantes oportunidades en el campo de la energía solar: el potencial económico de la energía solar en el país es de 12,5 millones de toneladas de combustible estándar. Las regiones favorables para el desarrollo de la generación solar son el sur de Rusia, los territorios de Trans-Baikal y Primorsky e incluso Yakutia. Sin embargo, hasta ahora en Rusia no se ha prestado mucha atención al desarrollo no sólo de la energía solar, sino también de las fuentes de energía renovables en general.

Energía eólica

El viento es un recurso ilimitado para generar electricidad. Está en todas partes, sin fin, respetuoso con el medio ambiente. El uso de la energía eólica comenzó en las primeras etapas de la historia de la humanidad. Los antiguos persas (en el Irán moderno) utilizaban el poder del viento para moler grano. En la Holanda medieval, los molinos de viento servían no sólo para moler cereales, sino también para bombear agua de los pólderes. A mediados del siglo XIX se inventó en Estados Unidos un molino de viento de múltiples palas que servía para extraer agua de los pozos.

Si en el pasado la energía eólica se utilizaba, por regla general, para aumentar la eficiencia del trabajo físico (para moler cereales o como bomba de agua), ahora la energía eólica se utiliza principalmente para generar electricidad.

triple energía (el viento hace girar las aspas del generador eléctrico).

Los daneses fueron los primeros en aprender a generar electricidad mediante el viento en 1890. En Rusia, a principios del siglo XX, el N.E. Zhukovsky desarrolló la teoría de un motor eólico, que sus estudiantes ampliaron y llevaron a la práctica. En la primera mitad del siglo, la energía eólica se desarrolló rápidamente en todo el mundo. De 1929 a 1936, se desarrollaron en la URSS instalaciones con una capacidad de 1000 kW y 10000 kW. Estas instalaciones estaban previstas para funcionar en la red. En 1933 se instaló en Crimea un parque eólico con una potencia de 100 kW y un diámetro de rueda de 30 m. El desarrollo de esta dirección alcanzó su punto máximo cuando en 1957 se fabricó una turbina eólica con una potencia de 200 kW. Pero pronto fueron suplantadas por estaciones de megavatios que funcionan con combustible tradicional.

Durante la Segunda Guerra Mundial, la empresa de ingeniería danesa F.L.Smidt construyó turbinas eólicas de dos y tres palas. Estas máquinas generaban corriente continua. El aparato de tres palas de la isla Vodo, construido en 1942, formaba parte de un sistema eólico-diésel que suministraba electricidad a la isla. A principios de los años ochenta se entregaron más de mil aerogeneradores en Palm Springs (California).

Dinamarca cuenta actualmente con aproximadamente 2.000 megavatios de energía eólica y aproximadamente 6.000 turbinas eólicas en funcionamiento. El 80% de estas turbinas son propiedad de particulares o cooperativas locales. El parque eólico más grande del mundo se encuentra en Dinamarca, la ciudad de Middelgrunden. Se compone de 20 turbinas Bonus de 2 MW, con una capacidad total de 40 megavatios.

Cuando se utiliza energía eólica, se distingue entre turbinas eólicas, unidades de energía eólica y plantas de energía eólica. Un aerogenerador es un dispositivo diseñado para convertir la energía cinética del viento en energía mecánica. Una unidad de energía eólica es una combinación de un motor eólico y una máquina tecnológica (generador eléctrico, bomba, compresor), que es accionada por un motor eólico. Una planta de energía eólica incluye una unidad de energía eólica y una serie de dispositivos adicionales necesarios para el funcionamiento ininterrumpido de máquinas tecnológicas durante los períodos de calma y para garantizar una alta eficiencia del funcionamiento de las turbinas eólicas en cualquier dirección y fuerza del viento. Dichos dispositivos incluyen un motor de respaldo (redundante) que se enciende en climas tranquilos, un acumulador de energía y sistemas para controlar automáticamente la orientación de la turbina eólica en el flujo de aire en diferentes direcciones del viento y velocidades del rotor.

Aquí y allá están surgiendo plantas de energía eólica, de diversos modelos, tamaños y capacidades. Dado que cuanto mayor es la altura, más fuerte es el viento, los aerogeneradores intentan elevarse más. Para aumentar la potencia, las turbinas eólicas individuales se combinan en parques de generadores eólicos. El mejor

Los lugares para tales parques son las cimas de colinas (montañas), llanuras y las orillas del mar o del océano. Cada vez se instalan más generadores eólicos directamente en mar abierto, a cierta distancia de la costa; al fin y al cabo, el viento es mucho más fuerte y, por tanto, el rendimiento económico es mayor.

La principal desventaja de todas las centrales eólicas es su dependencia de las condiciones climáticas y, por tanto, la imposibilidad de predecir el calendario de producción de energía. Si la central eólica incluye un acumulador de energía, entonces la unidad eólica funciona de forma continua a máxima potencia: si falta potencia, se enciende un motor adicional, y si sobra, el exceso de energía generada va al acumulador. . Las unidades diésel y las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo se utilizan con mayor frecuencia como motores de respaldo. Las desventajas de las turbinas eólicas también incluyen áreas importantes (por unidad de energía generada) ocupadas por turbinas eólicas.

La geografía de la energía eólica mundial ha experimentado cambios bastante significativos en las últimas décadas. Hasta mediados de los años 1990. En términos de capacidad total de energía eólica, Estados Unidos ocupó el primer lugar: en 1985, este país representaba el 95% de la capacidad mundial. Casi todos ellos se concentraron en el estado de California. En la segunda mitad de los años 1990. El liderazgo mundial pasó a Europa occidental, donde ya en 1996 se concentraba el 55% de la capacidad de energía eólica mundial.

Y aunque la energía eólica representa sólo alrededor del 1% de la generación eléctrica total del mundo, en algunos países la cifra es significativamente mayor. En particular, la proporción de electricidad eólica en Dinamarca es del 20%, en España del 9% y en Alemania del 7%.

Bioenergía

Biomasa es un término que combina todas las sustancias orgánicas de origen vegetal y animal. Literalmente significa "material biológico". La biomasa es la fuente de energía más antigua utilizada por la humanidad. Su origen se remonta a la época en la que el hombre dominaba el fuego. Hasta el siglo XIX en Rusia, la biomasa era la principal fuente de energía. En los países del cinturón ecuatorial, esta situación continúa hasta el día de hoy. Su participación en el balance energético de los países en desarrollo es del 35%, en el consumo mundial de energía.

12%, en Rusia - 3%. En Rusia, sólo 2 millones de casas rurales disponen de red de gas, los 12,6 millones restantes utilizan leña y carbón para calentarse.

La cubierta vegetal de la Tierra es de más de 1.800 mil millones de toneladas de materia seca, lo que equivale energéticamente a 3-1022 J. Esta cifra corresponde a las reservas energéticas conocidas de los minerales. Los bosques constituyen el 68% de la biomasa terrestre, los ecosistemas herbáceos aproximadamente el 16% y las tierras de cultivo

8%. En general, en la Tierra se producen anualmente 173 mil millones de toneladas de materia seca mediante la fotosíntesis, lo que aumenta más de 20 veces la cantidad utilizada en

la energía del mundo y 200 veces la energía contenida en los alimentos de los más de 4 mil millones de habitantes del planeta. La biomasa se divide en primaria (plantas, animales, microorganismos) y secundaria (residuos del procesamiento de biomasa primaria, productos de desecho de humanos y animales).

La energía de la biomasa se utiliza de dos maneras: mediante combustión directa (de desechos agrícolas) y mediante procesamiento profundo de la biomasa original para obtener de ella tipos de combustible más valiosos: sólido, líquido o gaseoso, que se quema con alta eficiencia con un mínimo contaminación ambiental. El segundo método es prometedor y permite el uso de biomasa como portador de energía primaria que no puede utilizarse mediante combustión directa en dispositivos de combustión. Esta biomasa representa residuos domésticos e industriales que degradan el medio ambiente humano. Por tanto, su procesamiento, realizado con el fin de obtener energía, nos permite solucionar simultáneamente un problema medioambiental. Las principales fuentes de biomasa son los residuos municipales e industriales, los residuos ganaderos, agrícolas y forestales y las algas.

Los residuos sólidos urbanos se componen de residuos domésticos, residuos industriales ligeros y residuos de construcción. Según la época del año y la zona de recogida, los residuos se componen de media en un 80% de materiales combustibles, de los cuales el 65% son de origen biológico: papel, residuos alimentarios y animales, trapos, plástico. Los componentes combustibles son carbono (~ 25%), hidrógeno (~ 3%) y azufre (~ 0,2%), por lo que el poder calorífico de los residuos municipales es de 9...15 MJ/kg.

El bajo contenido de nitrógeno (~ 0,3%) y las bajas temperaturas de combustión de los residuos minimizan la formación de óxidos de nitrógeno nocivos y garantizan el respeto al medio ambiente de los residuos como combustible, debido a la formación de una pequeña cantidad de óxidos de azufre. Las empresas de procesamiento de residuos deben estar ubicadas en ciudades con una población de 150...200 mil personas, y la producción de energía a partir de los residuos es rentable si se procesan al menos 270 toneladas de residuos por día. La eliminación de residuos sólidos también tiene un efecto positivo debido a a la mejora de la situación medioambiental de la ciudad y reduciendo el espacio necesario para el almacenamiento de residuos.

Los residuos industriales utilizados como recurso bioenergético son inherentes a la industria alimentaria, que se especializa en el procesamiento de frutas y verduras, y para generar energía utilizan residuos de semillas, frutas, cáscaras de semillas de girasol y otros residuos similares que no son aptos para su uso como pienso.

Los desechos del ganado merecen atención como recurso energético sólo cuando se mantiene ganado y aves de corral en espacios cerrados, como los corrales de engorde industriales. La forma óptima de tratar los desechos animales es

La producción es fermentación anaeróbica o biogasificación.

Los residuos agrícolas y forestales se generan en el lugar de su recogida o en las plantas de procesamiento. Estos incluyen residuos vegetales después de la cosecha (paja, tallos de maíz o girasol, paja, cáscaras de verduras y frutas), ramas y raíces de árboles cosechados, árboles muertos y rechazados, así como residuos de la producción de madera y papel (aserrín, virutas, losas, cortezas).

Cuando la biomasa se quema directamente, la energía química de los componentes combustibles se convierte en energía térmica de un refrigerante de alta temperatura: productos de combustión gaseosos (gases de combustión), que se suministran desde el dispositivo de combustión a uno u otro dispositivo que utiliza calor: un calentador de agua, un generador de vapor, un calentador de aire, una unidad de secado. Durante el pretratamiento se separan de los residuos sólidos municipales fracciones de metales ferrosos y no ferrosos, componentes sólidos no inflamables y vidrio. Los trozos grandes se trituran hasta obtener una masa homogénea, que luego se deshidrata en unidades de secado especiales y la combustión se realiza en los hornos de las unidades de caldera.

Durante el tratamiento termoquímico de la biomasa, los residuos se someten a una acción térmica y química, durante la cual la parte orgánica de la biomasa se descompone para formar materia combustible sólida, gases inflamables o combustible líquido. Cada uno de estos productos es un combustible de alta calidad, eficiente y respetuoso con el medio ambiente que se quema en dispositivos de combustión convencionales. La base del tratamiento termoquímico es la pirólisis, la descomposición térmica de la masa orgánica de los desechos cuando se calienta.

La pirólisis se lleva a cabo en varios aparatos: convertidores, donde se produce la conversión (transformación) de la sustancia; reactores donde tienen lugar reacciones químicas; gasificadores o generadores de gas, donde se forman productos gaseosos de descomposición orgánica. Algunos métodos de tratamiento termoquímico de residuos sólidos prevén la separación preliminar de fracciones de la parte no combustible de la biomasa, su purificación y procesamiento mecánico con fines de reutilización. La complejidad de la eliminación de residuos y la eliminación de la necesidad de almacenar y enterrar los productos finales de su procesamiento hacen que estos métodos sean particularmente atractivos.

Como resultado del procesamiento termoquímico de la biomasa se obtienen gases combustibles, pirocombustibles líquidos y combustibles sólidos: materia carbonosa. La eficiencia energética global de la gasificación es del 50-70%. Además de la inevitable pérdida de calor a través de las vallas y de la quema insuficiente del combustible, una parte importante de la energía se gasta en secar las materias primas.

La fermentación anaeróbica de biomasa es un proceso microbiológico de descomposición de sustancias orgánicas complejas sin acceso al aire. Durante la fermentación se produce la transformación.

hidrocarburos (fermentación) y proteínas (pudrición) en biogás: una mezcla de metano CH4 (hasta 60-70%), dióxido de carbono CO4, nitrógeno N, hidrógeno H2 y oxígeno (juntos 1-6%), y un precipitado estabilizado de se forma la biomasa original. El biogás es un combustible rico en calorías conveniente para el uso práctico y el lodo estabilizado es un fertilizante orgánico. Durante el proceso de fermentación, la biomasa pierde su olor desagradable y la microflora patógena muere. Con la fermentación anaeróbica se solucionan problemas energéticos y medioambientales, incluido el problema del almacenamiento de residuos.

Las sustancias para la fermentación anaeróbica incluyen lodos de depuradora municipales, efluentes de granjas ganaderas y avícolas, desechos sólidos municipales, restos de materiales vegetales procesados ​​y aserrín.

En Rusia, la biomasa vegetal prácticamente no se utiliza como fuente de energía. Mientras tanto, muchos países de todo el mundo aprecian desde hace mucho tiempo este tipo de combustible alternativo. En África, Asia y América del Sur una parte considerable de la electricidad se obtiene a partir de materias primas de origen vegetal.

Energía geotérmica

La energía geotérmica es la energía del interior de la tierra. Las erupciones volcánicas demuestran claramente el enorme calor que hay dentro de nuestro planeta: los científicos estiman que la temperatura del núcleo terrestre es de miles de grados centígrados. Este calor está disponible en todas partes y las 24 horas del día. Basta dar las siguientes cifras: el 99 por ciento de toda la materia que forma nuestro planeta tiene una temperatura superior a 1.000 grados Celsius, y la proporción de materia con una temperatura inferior a cien grados es sólo el 0,1 por ciento de la masa de la Tierra. Y aunque sólo se pueda utilizar una parte muy pequeña de esta energía, incluso a tal escala es prácticamente inagotable.

Burkhard Zanner, geofísico de la Universidad de Giessen, señala que las reservas de energía geotérmica ya exploradas son más de treinta veces mayores que las reservas de energía de todos los recursos fósiles juntos. Además, hoy en día, de toda la energía generada en los diferentes países del mundo debido a la geotermia, el viento, el sol, las mareas, el 86% proviene de centrales geotérmicas. Es cierto que la proporción de energías alternativas en sí es pequeña: incluso en Alemania, donde se presta mayor atención al uso de recursos energéticos renovables, es sólo del 7%.

La energía geotérmica se utiliza con mayor frecuencia de dos maneras: para generar electricidad y para calentar los hogares. En casos raros, con fines recreativos, donde los vacacionistas mejoran su salud en sanatorios construidos sobre aguas termales. Para cuál de estos fines se utilizará depende de la forma en que se presente. A veces el agua brota del suelo en forma de

Se descubre puro “vapor seco” y, a veces, una fuente de agua tibia a poca profundidad. Las centrales eléctricas utilizadas están diseñadas para una amplia variedad de necesidades. Algunas de las instalaciones hidrogeotérmicas pueden clasificarse como grandes equipos industriales. Proporcionan suministro de calor centralizado a regiones enteras. Además, existen sistemas basados ​​en las llamadas bombas de calor geotérmicas. Proporcionan calefacción (o refrigeración) a edificios individuales.

Desde un edificio residencial unifamiliar privado hasta edificios de oficinas o administrativos. Y ahora han surgido sistemas que permiten utilizar la energía geotérmica para producir electricidad.

Además, si hasta hace poco estos proyectos se llevaban a cabo principalmente en regiones donde hay aguas geotérmicas calientes, hoy surge cada vez más la cuestión de tecnologías que permitan utilizar el calor contenido en las entrañas de la Tierra en todas partes. La idea de una de estas tecnologías fue propuesta por primera vez por científicos estadounidenses a principios de los años 70. Esta tecnología se llama “roca seca caliente”, es decir, “rocas secas calientes”. Se basa en un fenómeno conocido desde hace mucho tiempo: a medida que nos adentramos en las entrañas de la Tierra, la temperatura aumenta, aproximadamente 3 grados cada 100 metros. Los geofísicos estadounidenses propusieron perforar 2 pozos a una profundidad de 4 a 6 kilómetros de tal manera que a través de uno se bombearía agua fría al interior y a través del otro se eliminaría vapor caliente; después de todo, la temperatura a esa profundidad alcanza los 150ºC. 200 grados centígrados. El vapor se puede utilizar tanto para producir electricidad como para calentar.

La tecnología de roca seca y caliente se creó para poder utilizar la energía geotérmica fuera de estas áreas especiales: zonas de actividad volcánica, fuentes termales, géiseres, etc. Esta tecnología se está probando actualmente en un proyecto piloto realizado conjuntamente por científicos alemanes, franceses y británicos en Alsacia, en la región de Soultz, entre huertos y viñedos. Las pruebas se están realizando con bastante éxito: ya se ha logrado obtener vapor geotérmico y, según cálculos experimentales, en dos o tres años una central eléctrica construida según este principio producirá la primera corriente. Además, esta corriente costará mucho menos que la producida, por ejemplo, por los paneles solares. La capacidad prevista de la central eléctrica de Alsacia es de 25 megavatios. Los científicos consideran que su tarea principal es sentar las bases para la construcción en serie de tales instalaciones.

Pero si en Alemania el desarrollo de la energía geotérmica sigue cobrando impulso, otros países (Italia, México, Indonesia, Nueva Zelanda, Japón, Costa Rica, El Salvador y, sobre todo, Filipinas y Estados Unidos) han logrado avanzar. mucho más lejos. El proyecto geotérmico más grande del mundo se está implementando en California, en el Valle de los Grandes Géiseres. Sin embargo,

Quizás el proyecto tecnológicamente más interesante se esté implementando hoy en Islandia. En la década de 2000 se completó allí la instalación de un nuevo tipo de central geotérmica, capaz de dar al aprovechamiento del calor de las entrañas de la tierra una escala completamente nueva. En términos de eficiencia, esta central eléctrica supera significativamente a todas las demás instalaciones del mismo propósito construidas en los estados de Utah, Nevada y California. Esta central eléctrica es una de las centrales geotérmicas con el “ciclo Viburnum”. Tiene dos características: en primer lugar, el agua caliente extraída de las entrañas de la Tierra no se utiliza directamente, sino que transfiere su energía a otro líquido. Este circuito se llama doble circuito o binario. La segunda característica es que como segundo líquido, es decir, el fluido de trabajo, se utiliza una mezcla de dos componentes de amoníaco y agua. Estos componentes tienen diferentes temperaturas críticas, es decir, el estado de equilibrio entre las fases líquida y gaseosa se produce para cada uno de ellos en diferentes parámetros. Durante el proceso, el estado de la mezcla de agua y amoníaco y, en consecuencia, la concentración de sus componentes cambia continuamente. Esto le permite optimizar la transferencia de calor durante la evaporación y condensación del fluido de trabajo. Como resultado, el "ciclo de Kalina" resultó ser mucho más eficaz que todos los demás esquemas binarios.

Así, la primera instalación en Europa con el “ciclo Viburnum” apareció en la costa noreste de Islandia, en Husavik, una ciudad de 2,5 mil habitantes. Esta instalación cubre el 80 por ciento de sus necesidades eléctricas. Según los ingenieros operativos locales, el aumento de eficiencia en comparación con las centrales geotérmicas tradicionales es del 20 al 25 por ciento.

La experiencia mundial muestra que una de las principales direcciones para aumentar la eficiencia energética de la economía es el desarrollo de energías alternativas. Esto implica un mayor uso de fuentes de energía renovables y el uso de tecnologías modernas y eficientes para la generación de energía eléctrica y térmica. El uso de fuentes de energía renovables y su implementación activa en la vida es cada año más serio. Para 2020, la Unión Europea planea, de acuerdo con su estrategia energética "20-20-20", aumentar la proporción de fuentes de energía renovables en el balance total de combustibles al 20%, lo que, según los europeos, permitirá reducir la demanda específica de recursos energéticos tradicionales en un 20%. Esto permitirá a los países de la UE aumentar su producto nacional bruto en un 79% para 2030 y al mismo tiempo reducir el consumo de energía en un 7%. En el futuro, los países europeos obtendrán al menos un tercio de su consumo energético de fuentes renovables. Estados Unidos, el principal importador mundial de hidrocarburos,

También están desarrollando su estrategia en esta dirección. En Estados Unidos, la financiación federal para energías renovables y eficiencia energética es comparable al gasto en energía nuclear y gestión de residuos radiactivos. Según los planes del presidente Barack Obama, en 2012 la proporción de energía en el país procedente de fuentes renovables debería alcanzar el 10% y, en 2025, el 25%.

Para los políticos y empresarios extranjeros, las energías renovables se han convertido desde hace mucho tiempo en una de las áreas prometedoras que ayudarán a superar la crisis y resolver los problemas ambientales y climáticos causados ​​por los procesos tecnológicos para producir energía a partir de combustibles tradicionales. El desarrollo de energías alternativas en Rusia en los próximos años permitirá:

Proporcionar electricidad, calor y combustible a zonas remotas de Rusia, donde el suministro de combustible es una tarea costosa y poco fiable. Así, en la entidad constitutiva más grande de la Federación de Rusia, la República de Sajá, aproximadamente el 75% de todos los costos de servicios públicos en 2006 correspondieron al suministro de combustible. El coste de su transporte en 2007 se estimó en 1,2 mil millones de rublos. Esto se aplica especialmente a los territorios del norte y equivalentes. En los últimos 10 años, el número de asentamientos no conectados a las redes públicas ha aumentado considerablemente debido a la destrucción de líneas eléctricas; Los asentamientos que recibían energía de las centrales diésel a menudo se quedan sin electricidad debido a la avería de los generadores diésel y la imposibilidad de sustituirlos. Estamos hablando aquí de las condiciones de vida de entre 20 y 30 millones de personas;

Aumentar la confiabilidad del suministro de energía a las regiones de la Federación de Rusia con deficiencia energética, aunque cubiertas por un suministro de energía centralizado, pero con limitaciones en potencia o tipos de energía. Conectar a nuevos consumidores a la red en estas zonas es muy caro y la negativa a conectarse se ha generalizado;

Liberar en el balance energético del país los volúmenes de recursos energéticos tradicionales necesarios para cumplir los acuerdos en virtud de contratos a largo plazo para el suministro de exportación de petróleo y gas natural a países extranjeros desarrollados;

Impulsar la industria eléctrica rusa hacia la innovación. El efecto de esto irá mucho más allá de los límites de la industria: después de todo, el surgimiento de la demanda de equipos energéticos que funcionen con tipos de combustible locales, por ejemplo, biomasa, necesariamente debe provocar una oferta correspondiente por parte de los productores nacionales, y esto a su vez aumentará estimular la ingeniería mecánica, la industria química y la ciencia. Es decir, las energías alternativas tienen todas las posibilidades de convertirse en un nuevo motor de crecimiento en la economía rusa de alta tecnología. Esto está respaldado por la reciente opinión del Presidente Dmitry Medvedev de que “Rusia debe actuar rápidamente para asegurar su lugar” en el mercado global de tecnologías de energía limpia y renovable.

Todas estas circunstancias nos obligan a reconsiderar urgentemente nuestra actitud hacia las energías alternativas, sobre todo porque Rusia puede hacerlo con algún beneficio para sí misma, teniendo en cuenta los errores y excesos que se han producido en otros países. La reforma y la liberalización del mercado de la electricidad sólo deberían contribuir a ello, ya que es en el marco del libre mercado donde las empresas generadoras privadas se esforzarán por introducir innovaciones.

Sin embargo, hasta ahora en Rusia el desarrollo de fuentes de energía renovables no ha recibido tanta atención como la situación requiere. Actualmente, a nivel gubernamental existe una decisión fundamental (Orden del Gobierno de la Federación de Rusia de enero de 2009) de aumentar para 2015 y 2020. La proporción de fuentes de energía renovables en el nivel general del balance energético ruso es de hasta el 2,5% y el 4,5%, respectivamente (excluyendo la energía hidroeléctrica, que también es un recurso de energía renovable y produce el 16% de la energía en la actualidad), lo que equivale a alrededor del 80%. mil millones de kWh de generación de electricidad utilizando fuentes de energía renovables en 2020, a 8,5 mil millones de kW/hora actualmente. Actualmente, se pueden identificar una serie de problemas en la implementación práctica de proyectos de ahorro de energía mediante el uso de fuentes de energía alternativas. La implementación práctica de proyectos de energía solar es extremadamente difícil. En primer lugar, por la falta de mecanismos de retorno de la inversión en proyectos de generación solar, así como por la posibilidad de conexión tecnológica de los sistemas solares a la red general. Los inversores deciden por su cuenta formar personal calificado para las empresas innovadoras en construcción, compensan el problema de la falta de materias primas y componentes nacionales con importaciones, al mismo tiempo que exploran las posibilidades de localizar todo el proceso de producción. Así, las empresas están intentando actualmente resolver de forma independiente los problemas asociados tanto con el inicio de la producción como con la venta de productos en el futuro. Mientras que en Europa, China y otros países desarrollados y en desarrollo, el Estado asume no sólo la solución de muchos problemas, promoviendo el desarrollo de una economía de modernización, sino también el desarrollo de los mercados extranjeros.

Por ejemplo, el gobierno japonés va a destinar más de 300 millones de dólares al desarrollo de la energía solar en los países en desarrollo de Asia, África y Oriente Medio. El objetivo es claro: “vigilar” el mercado de los países en desarrollo y una parte considerable del mercado mundial para los productos de las empresas japonesas. Al mismo tiempo, Japón planea proporcionar e instalar equipos de forma gratuita como parte del programa anticrisis.

Rusia dispone de los recursos naturales necesarios para el desarrollo de fuentes de energía alternativas. Según las estimaciones disponibles, el potencial de las fuentes de energía renovables en Rusia es de aproximadamente 4,6 mil millones de tec. por año, es decir, cinco veces el volumen de consumo de todos los combustibles

Recursos energéticos de Rusia. Los recursos renovables incluyen la energía de la Tierra, el sol, el viento, las olas del mar, la biomasa, etc. No se puede decir que estos recursos estén presentes en abundancia y distribuidos uniformemente por todo el territorio, pero existen y son capaces de solucionar problemas como el aumento la confiabilidad del suministro de energía, la creación de capacidades de reserva, la compensación de pérdidas, el suministro de electricidad a áreas remotas. Las más importantes para Rusia en cuanto a su aplicación industrial son la biomasa, la energía eólica y la solar.

En el marco de este artículo, se consideraron las mayores fuentes de energía alternativa. De hecho, ya existen muchas más fuentes de este tipo y el progreso no se detiene. Por el momento, podemos decir con seguridad que las tecnologías de energía alternativa se están desarrollando rápidamente y existe una demanda para ellas. Bueno, solo nos queda esperar que en el futuro seamos capaces de producir tanta energía como necesitamos, almacenándola cuidadosamente y sin contaminar nuestro planeta.

Literatura

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12. Fuentes de energía alternativas: tipos, sus pros y sus contras\\ http://energyhall.blogspot.com/2011/05/blog-post_05.html

© Yu.A. Vafina - Ph.D. sociol. Ciencias, Profesor Asociado departamento administración estatal, municipal y sociología KNRTU, [correo electrónico protegido].

El gobierno ruso ha adoptado un programa para el desarrollo de energías alternativas, que implica aumentar su participación en el balance energético del país hasta el 4,5% para 2020, escribe Kommersant.

El viernes 16 de enero, el Primer Ministro ruso, Vladimir Putin, firmó un decreto sobre las principales direcciones de la política estatal en el campo del aumento de la eficiencia energética en la industria eléctrica basada en el uso de fuentes de energía renovables (FER). La firma del documento significa que cualquier inversor que haya invertido en la construcción de dichas capacidades energéticas recibirá una devolución fija de fondos del Estado por cada kilovatio-hora producido.

Como señala el periódico, anteriormente se dijo que la devolución sería de 2,5 kopeks por 1 kWh y que se recaudaría entre todos los consumidores del país. Esta compensación debería hacer que las energías alternativas sean rentables.

Ahora en Rusia, de todas las fuentes de energía renovables, sólo se utilizan activamente los recursos hídricos. Sin embargo, el decreto gubernamental sobre fuentes de energía renovables sólo tiene en cuenta las “pequeñas centrales hidroeléctricas” con una capacidad instalada de hasta 25 MW. Además, las fuentes renovables incluyen la energía eólica, las estaciones que utilizan la energía de las mareas marinas, las fuentes geotérmicas y los paneles solares.

En el país sólo hay unos pocos proyectos de este tipo en funcionamiento, por ejemplo, parques eólicos en Bashkiria y en la región de Kaliningrado, los GeoPP Mutnovsky en Kamchatka (alrededor de 60 MW) y una planta de energía mareomotriz (TPP) en la península de Kola. En general, todas las energías alternativas producen actualmente alrededor de 8,5 mil millones de kWh al año, menos del 1% de la generación rusa.

El programa adoptado supone un aumento de la proporción de fuentes de energía renovables en el país hasta el 1,5% ya en 2010, y en 2020 la cifra debería aumentar hasta el 4,5%. La empresa estatal RusHydro, que actualmente tiene el mayor programa de desarrollo de energías renovables, lleva aproximadamente un año y medio esperando esta resolución.

La energía alternativa era muy popular en Occidente durante el período de altos precios del petróleo, dice el analista de Uralsib Alexander Seleznev. Ahora, después de que los precios se hayan reducido a más de tres veces, tales proyectos pueden posponerse. Seleznev considera que las industrias más prometedoras son las pequeñas centrales hidroeléctricas y, posiblemente, la energía mareomotriz, en la que Rusia tiene un buen desarrollo.

El analista de Credit Suisse Evgeniy Olkhovich cree que el ritmo de desarrollo de las fuentes de energía renovables prescrito en el decreto gubernamental es, en principio, alcanzable. Sin embargo, ahora en Rusia esta zona está prácticamente subdesarrollada. La excepción son las pequeñas centrales hidroeléctricas, que aparentemente serán el foco principal, según el analista.

La implementación de proyectos privados en los próximos años será difícil durante la crisis, y los principales proyectos en el campo de las fuentes de energía renovables probablemente serán ejecutados por RusHydro. La resolución es un marco, subrayó Oljóvich, y los inversores potenciales todavía necesitarán una aclaración sobre los mecanismos de fijación de precios y la rentabilidad del capital invertido.

La energía geotérmica y su uso. Aplicación de recursos hidroeléctricos. Tecnologías prometedoras de energía solar. El principio de funcionamiento de los aerogeneradores. Energía de olas y corrientes. Estado y perspectivas de desarrollo de energías alternativas en Rusia.

Universidad Estatal de Perm

Facultad de Filosofía y Sociología

Fuentes de energía alternativas

y las posibilidades de su uso en Rusia.

Departamento de Sociología y

Ciencias Políticas

Estudiante: Uvarov P.A.

Grupo: Curso STSG-2

Permanente, 2009

Introducción

1 Concepto y principales tipos de energías alternativas

1.1 Energía geotérmica (calor de la tierra)

1.2 Energía solar

1.3 Energía eólica

1.4 Energía del agua

1.5 Energía de las olas

1.6 Energía de las corrientes

2. Estado y perspectivas de desarrollo de las energías alternativas en Rusia

Conclusión

Lista de fuentes utilizadas

Introducción

No en vano dicen: “La energía es el pan de la industria”. Cuanto más desarrolladas son la industria y la tecnología, más energía necesitan. Incluso existe un concepto especial: "desarrollo avanzado de la energía". Esto significa que no se puede construir ni una sola empresa industrial, ni una sola ciudad nueva o simplemente una casa antes de que se haya identificado o creado de nuevo la fuente de energía que consumirán. Por eso, por la cantidad de energía producida y utilizada, se puede juzgar con bastante precisión el poder técnico y económico o, más simplemente, la riqueza de cualquier estado.

En la naturaleza, las reservas de energía son enormes. Lo transportan los rayos del sol, los vientos y las masas de agua en movimiento; se almacena en depósitos de madera, gas, petróleo y carbón. La energía “sellada” en los núcleos de los átomos de materia es prácticamente ilimitada. Pero no todas sus formas son aptas para uso directo.

A lo largo de la larga historia de la energía, se han acumulado muchos medios y métodos técnicos para producir energía y convertirla en las formas que la gente necesita. En realidad, el hombre sólo se volvió humano cuando aprendió a recibir y utilizar la energía térmica. El fuego de las hogueras fue encendido por los primeros pueblos que aún no entendían su naturaleza, pero este método de convertir la energía química en calor se ha conservado y mejorado durante miles de años.

La gente añadió la energía muscular de los animales a la energía de sus propios músculos y al fuego. Inventaron una técnica para eliminar el agua químicamente ligada a la arcilla utilizando la energía térmica del fuego: los hornos de alfarería, en los que se producían productos cerámicos duraderos. Por supuesto, el hombre no conoció los procesos que ocurren durante este proceso hasta miles de años después.

Luego, a la gente se le ocurrieron los molinos, una técnica para convertir la energía de las corrientes de viento y el viento en energía mecánica de un eje giratorio. Pero sólo con la invención de la máquina de vapor, el motor de combustión interna, las turbinas hidráulicas, de vapor y de gas, el generador eléctrico y el motor, la humanidad tuvo a su disposición dispositivos técnicos suficientemente potentes. Son capaces de convertir la energía natural en otros tipos que sean convenientes de usar y producir grandes cantidades de trabajo. La búsqueda de nuevas fuentes de energía no terminó ahí: se inventaron las baterías, las pilas de combustible, los convertidores de energía solar en eléctrica y, ya a mediados del siglo XX, los reactores nucleares.

El problema de suministrar energía eléctrica a muchos sectores de la economía mundial, las necesidades en constante crecimiento de más de seis mil millones de personas en la Tierra, se vuelve cada vez más urgente.

La base de la energía del mundo moderno son las centrales térmicas e hidroeléctricas. Sin embargo, su desarrollo se ve obstaculizado por una serie de factores. El coste del carbón, el petróleo y el gas, con el que funcionan las centrales térmicas, está aumentando y los recursos naturales de estos tipos de combustible están disminuyendo. Además, muchos países no tienen recursos propios de combustible o carecen de ellos. Durante la producción de electricidad en las centrales térmicas se liberan sustancias nocivas a la atmósfera. Además, si el combustible es el carbón, especialmente el lignito, que tiene poco valor para otros tipos de uso y contiene un alto contenido de impurezas innecesarias, las emisiones alcanzan proporciones colosales. Y, por último, los accidentes en las centrales térmicas causan grandes daños a la naturaleza, comparables a los daños de cualquier gran incendio. En el peor de los casos, un incendio de este tipo puede ir acompañado de una explosión que produzca una nube de polvo de carbón u hollín.

Los recursos hidroeléctricos en los países desarrollados se utilizan casi por completo: la mayoría de los tramos de río aptos para la construcción de ingeniería hidráulica ya se han desarrollado. ¡Y qué daño causan las centrales hidroeléctricas a la naturaleza! Las centrales hidroeléctricas no emiten emisiones al aire, pero causan bastantes daños al medio acuático. En primer lugar, los peces sufren porque no pueden superar las represas hidroeléctricas. En los ríos donde se construyen centrales hidroeléctricas, especialmente si hay varias (las llamadas cascadas de centrales hidroeléctricas), la cantidad de agua antes y después de las represas cambia drásticamente. Enormes embalses se desbordan en los ríos de las tierras bajas, y las tierras inundadas se pierden irremediablemente para la agricultura, los bosques, las praderas y los asentamientos humanos. En cuanto a los accidentes en las centrales hidroeléctricas, en caso de un avance en cualquier central hidroeléctrica, se forma una enorme ola que arrasará con todas las represas de las centrales hidroeléctricas ubicadas debajo. Pero la mayoría de estas represas están situadas cerca de grandes ciudades con una población de varios cientos de miles de habitantes.

Se vio una salida a esta situación en el desarrollo de la energía nuclear. A finales de 1989, más de 400 centrales nucleares (NPP) estaban construidas y en funcionamiento en el mundo. Sin embargo, hoy en día las centrales nucleares ya no se consideran una fuente de energía barata y respetuosa con el medio ambiente. El combustible de las centrales nucleares es el mineral de uranio, una materia prima cara y difícil de extraer, cuyas reservas son limitadas. Además, la construcción y operación de centrales nucleares conlleva grandes dificultades y costes. Actualmente sólo unos pocos países continúan construyendo nuevas centrales nucleares. Un serio obstáculo para un mayor desarrollo de la energía nuclear es el problema de la contaminación ambiental. Todo esto complica aún más la actitud hacia la energía nuclear. Cada vez más se pide abandonar por completo el uso de combustible nuclear, cerrar todas las centrales nucleares y volver a producir electricidad en centrales térmicas e hidroeléctricas, así como utilizar las llamadas energías renovables, pequeñas o “no tradicionales” – tipos de producción de energía. Estos últimos incluyen principalmente instalaciones y dispositivos que utilizan la energía del viento, el agua, el sol, la energía geotérmica, así como el calor contenido en el agua, el aire y la tierra.

1. ACERCA DEPrincipales tipos de energía alternativa

1.1 Energía geotérmica (calor de la tierra)

Energía geotérmica significa literalmente: energía térmica de la Tierra. El volumen de la Tierra es de aproximadamente 1.085 mil millones de kilómetros cúbicos y todo él, a excepción de una fina capa de la corteza terrestre, tiene una temperatura muy alta.

Si además tenemos en cuenta la capacidad calorífica de las rocas terrestres, queda claro que el calor geotérmico es sin duda la mayor fuente de energía que el hombre tiene actualmente a su disposición. Además, se trata de energía en estado puro, ya que ya existe en forma de calor, por lo que no es necesario quemar combustible ni crear reactores para obtenerla.

En algunas áreas, la naturaleza entrega energía geotérmica a la superficie en forma de vapor o agua sobrecalentada que hierve y se convierte en vapor cuando llega a la superficie. El vapor natural se puede utilizar directamente para generar electricidad. También hay áreas donde las aguas geotérmicas de manantiales y pozos se pueden usar para calentar hogares e invernaderos (un estado insular en el Océano Atlántico norte: Islandia; y nuestras islas Kamchatka y Kuriles).

Sin embargo, en general, especialmente teniendo en cuenta la magnitud del calor profundo de la Tierra, el uso de la energía geotérmica en el mundo es extremadamente limitado.

Para producir electricidad utilizando vapor geotérmico, los sólidos se separan del vapor haciéndolo pasar a través de un separador y luego enviado a una turbina. El “costo del combustible” de una central eléctrica de este tipo está determinado por los costos de capital de los pozos de producción y del sistema de recolección de vapor y es relativamente bajo. El coste de la central eléctrica en sí también es bajo, ya que esta última no tiene horno, caldera ni chimenea. En esta forma natural y conveniente, la energía geotérmica es una fuente rentable de energía eléctrica. Desgraciadamente, en la Tierra rara vez existen salidas superficiales de vapor natural o de aguas sobrecalentadas (es decir, con una temperatura muy superior a los 100 o C) que hierven hasta formar una cantidad suficiente de vapor.

El potencial global bruto de la energía geotérmica en la corteza terrestre a una profundidad de hasta 10 km se estima en 18.000 billones. t conv. combustible, que es 1.700 veces más que las reservas geológicas de combustible orgánico del mundo. En Rusia, los recursos de energía geotérmica sólo en la capa superior de la corteza terrestre, a 3 km de profundidad, ascienden a 180 billones. t conv. combustible. Utilizar sólo alrededor del 0,2% de este potencial podría cubrir las necesidades energéticas del país. La única cuestión es el uso racional, rentable y respetuoso con el medio ambiente de estos recursos. Precisamente porque estas condiciones aún no se han cumplido al intentar crear instalaciones piloto en el país para el uso de la energía geotérmica, hoy no podemos desarrollar industrialmente reservas de energía tan innumerables.

La energía geotérmica es la fuente de energía alternativa más antigua en términos de tiempo de uso. En 1994, había 330 bloques de estaciones de este tipo funcionando en el mundo, y aquí dominaba Estados Unidos (168 bloques en los “campos” de géiseres en el Valle de los Géiseres, el Valle Imperial, etc.). Ella ocupó el segundo lugar. Italia, pero en los últimos años ha sido superada por China y México. La mayor proporción de energía geotérmica utilizada se encuentra en América Latina, pero todavía es poco más del 1%.

En Rusia, zonas prometedoras en este sentido son Kamchatka y las islas Kuriles. Desde los años 60 funciona con éxito en Kamchatka, en las Islas Kuriles, una central geotérmica de Pauzhetskaya con una capacidad de 11 MW, totalmente automatizada. Kunashir. Estas estaciones sólo pueden ser competitivas en zonas donde el precio de venta de la electricidad es elevado, mientras que en Kamchatka y las Islas Kuriles es muy alto debido a las largas distancias del transporte de combustible y a la falta de ferrocarriles.

1.2 energía del sol

La cantidad total de energía solar que llega a la superficie de la Tierra es 6,7 veces mayor que el potencial global de los recursos de combustibles fósiles. Utilizar sólo el 0,5% de esta reserva podría cubrir completamente las necesidades energéticas del mundo durante milenios. Al norte El potencial técnico de la energía solar en Rusia (2,3 mil millones de toneladas de combustible convencional por año) es aproximadamente 2 veces mayor que el consumo actual de combustible.

La cantidad total de energía solar que llega a la superficie de la Tierra en una semana supera la energía de todas las reservas mundiales de petróleo, gas, carbón y uranio. Y en Rusia, la energía solar tiene el mayor potencial teórico, más de 2.000 millones de toneladas equivalentes de combustible (tep). A pesar del gran potencial del nuevo programa energético de Rusia, la contribución de las fuentes de energía renovables para 2005 se calcula en un volumen muy pequeño: entre 17 y 21 millones de tec. Existe la creencia generalizada de que la energía solar es exótica y su uso práctico es una cuestión de un futuro lejano (después de 2020). En este artículo mostraré que esto no es así y que la energía solar ya es actualmente una alternativa seria a la energía tradicional.

Se sabe que cada año el mundo consume tanto petróleo como el que se forma en condiciones naturales en 2 millones de años. Enormes tasas de consumo de recursos energéticos no renovables a precios relativamente bajos, que no reflejan los costos totales reales de la sociedad, significan esencialmente vivir de préstamos, préstamos de generaciones futuras que no tendrán acceso a energía a un precio tan bajo. Las tecnologías de ahorro de energía para una casa solar son las más aceptables en términos de eficiencia económica de su uso. Su uso reducirá el consumo energético en los hogares hasta un 60%. Un ejemplo de la aplicación exitosa de estas tecnologías es el proyecto “2000 techos solares” en Alemania. En Estados Unidos, hay instalados calentadores de agua solares con una capacidad total de 1.400 MW en 1,5 millones de hogares.

Con una eficiencia de una planta de energía solar (SPP) del 12%, todo el consumo eléctrico moderno en Rusia se puede obtener de una SPP con un área activa de aproximadamente 4.000 metros cuadrados, lo que representa el 0,024% del territorio.

Las aplicaciones más prácticas en el mundo son las plantas de energía híbridas de combustible solar con los siguientes parámetros: eficiencia 13,9%, temperatura del vapor 371 grados C, presión del vapor 100 bar, costo de la electricidad generada 0,08-0,12 dólares/kWh, potencia total en EE.UU. 400 MW a un coste de 3 dólares/W. La planta de energía solar funciona en modo pico al precio de venta de 1 kWh de electricidad en el sistema eléctrico: de 8 a 12 horas - 0,066 dólares y de 12 a 18 horas - 0,353 dólares. La eficiencia de la planta de energía solar se puede aumentar a 23 %: la eficiencia promedio del sistema de las centrales eléctricas y el costo de la electricidad se reduce debido a la generación combinada de energía eléctrica y calor.

El principal logro tecnológico de este proyecto es la creación por parte de la empresa alemana Flachglass Solartechnik GMBH de una tecnología para la producción de un concentrador cilíndrico-parabólico de vidrio de 100 m de largo con una apertura de 5,76 m, una eficiencia óptica del 81% y una vida útil. de 30 años. Dada la disponibilidad de esta tecnología de espejos en Rusia, es aconsejable producir en masa plantas de energía solar en las regiones del sur, donde hay gasoductos o pequeños depósitos de gas y la radiación solar directa supera el 50% del total.

VIESKh propuso tipos fundamentalmente nuevos de concentrados solares que utilizan tecnología holográfica.

Sus principales características son la combinación de las cualidades positivas de las plantas de energía solar con un receptor central modular y la posibilidad de utilizar como receptor tanto calentadores de vapor tradicionales como células solares de silicio.

Una de las tecnologías de energía solar más prometedoras es la creación de estaciones fotovoltaicas con células solares basadas en silicio, que convierten los componentes directos y difusos de la radiación solar en energía eléctrica con una eficiencia del 12-15%. Las muestras de laboratorio tienen una eficiencia del 23%. La producción mundial de células solares supera los 50 MW al año y aumenta anualmente un 30%. El nivel actual de producción de células solares corresponde a la fase inicial de su uso para iluminación, elevación de agua, estaciones de telecomunicaciones, alimentación de electrodomésticos en determinadas zonas y en vehículos. El coste de las células solares es de 2,5 a 3 dólares/W, mientras que el coste de la electricidad es de 0,25 a 0,56 dólares/kWh. Los sistemas de energía solar reemplazan a las lámparas de queroseno, velas, pilas secas y baterías y, a una distancia significativa del sistema eléctrico y de baja carga, a los generadores eléctricos diésel y a las líneas eléctricas.

1.3 Energía eólica

Durante mucho tiempo, al ver la destrucción que pueden traer las tormentas y los huracanes, la gente se preguntó si era posible utilizar la energía eólica.

Los antiguos persas fueron los primeros en construir molinos de viento con velas aladas hechas de tela hace más de 1,5 mil años. Posteriormente se mejoraron los molinos de viento. En Europa no sólo se molía harina, sino que también se bombeaba agua y se batía mantequilla, como, por ejemplo, en Holanda. El primer generador eléctrico fue diseñado en Dinamarca en 1890. Después de 20 años, cientos de instalaciones similares ya estaban funcionando en el país.

La energía eólica es muy fuerte. Sus reservas, según estimaciones de la Organización Meteorológica Mundial, ascienden a 170 billones de kWh al año. Esta energía se puede obtener sin contaminar el medio ambiente. Pero el viento tiene dos inconvenientes importantes: su energía está muy dispersa en el espacio y es impredecible: a menudo cambia de dirección, amaina repentinamente incluso en las zonas más ventosas del mundo y, a veces, alcanza tal fuerza que rompen los molinos de viento.

La construcción, mantenimiento y reparación de turbinas eólicas que funcionan las 24 horas del día, en cualquier clima y al aire libre, no son baratas. Una central eólica de la misma potencia que una central hidroeléctrica, una central térmica o una central nuclear debe ocupar una superficie mayor en comparación con ellas. Además, las centrales eólicas no son inofensivas: interfieren con el vuelo de pájaros e insectos, hacen ruido, reflejan las ondas de radio con sus palas giratorias e interfieren con la recepción de programas de televisión en las zonas pobladas cercanas.

El principio de funcionamiento de los aerogeneradores es muy sencillo: las palas, que giran debido a la fuerza del viento, transmiten energía mecánica a través del eje a un generador eléctrico. Esto, a su vez, genera energía eléctrica. Resulta que las centrales eólicas funcionan como coches de juguete que funcionan con baterías, sólo que el principio de funcionamiento es el contrario. En lugar de convertir la energía eléctrica en energía mecánica, la energía eólica la convierte en corriente eléctrica.

Para la obtención de energía eólica se utilizan diferentes diseños: “margaritas” multipalas; hélices como las de los aviones, de tres, dos o incluso una pala (luego tiene contrapeso); rotores verticales que se asemejan a un barril cortado longitudinalmente y montado sobre un eje; una especie de hélice de helicóptero "de punta": los extremos exteriores de sus palas están doblados hacia arriba y conectados entre sí. Las estructuras verticales son buenas porque captan el viento desde cualquier dirección. El resto tiene que girar con el viento.

Para compensar de alguna manera la variabilidad del viento, se construyen enormes “parques eólicos”. Allí, las turbinas eólicas se colocan en hileras sobre un vasto espacio y funcionan para una única red. El viento puede estar soplando en un extremo de la “granja”, mientras que en el otro al mismo tiempo está tranquilo. Los aerogeneradores no deben colocarse demasiado cerca para que no se bloqueen entre sí. Por tanto, la finca ocupa mucho espacio. Existen parques de este tipo en Estados Unidos, Francia, Inglaterra y en Dinamarca se instaló un “parque eólico” en las aguas costeras poco profundas del Mar del Norte: allí no molesta a nadie y el viento es más estable que en tierra.

Para reducir la dependencia de la dirección variable y la fuerza del viento, el sistema incluye volantes que suavizan parcialmente las ráfagas de viento y varios tipos de baterías. La mayoría de las veces son eléctricos. Pero también utilizan aire (un molino de viento bombea aire a cilindros; al salir de allí, su corriente uniforme hace girar una turbina con un generador eléctrico) e hidráulico (por la fuerza del viento, el agua sube a una cierta altura y, al caer , hace girar la turbina). También se instalan baterías de electrólisis. El molino de viento produce una corriente eléctrica que descompone el agua en oxígeno e hidrógeno. Se almacenan en cilindros y, según sea necesario, se queman en una pila de combustible (es decir, en un reactor químico donde la energía del combustible se convierte en electricidad) o en una turbina de gas, recibiendo nuevamente corriente, pero sin las fuertes fluctuaciones de voltaje asociadas. con los caprichos del viento.

Actualmente hay en funcionamiento en el mundo más de 30.000 aerogeneradores de diversas capacidades. Alemania obtiene el 10% de su electricidad del viento y en toda Europa occidental el viento proporciona 2.500 MW de electricidad. A medida que los parques eólicos se amortizan y sus diseños mejoran, el precio de la electricidad aérea cae. Así, en 1993 en Francia, el coste de 1 kWh de electricidad generada en un parque eólico era de 40 céntimos y en 2000 se había reducido 1,5 veces. Es cierto que la energía de las centrales nucleares cuesta sólo 12 céntimos por 1 kWh.

1.4 Energía del agua

El nivel del agua en las costas del mar cambia tres veces durante el día. Estas fluctuaciones son especialmente notables en las bahías y estuarios de los ríos que desembocan en el mar. Los antiguos griegos explicaron las fluctuaciones en el nivel del agua por la voluntad del gobernante de los mares, Poseidón. En el siglo 18 El físico inglés Isaac Newton resolvió el misterio de las mareas marinas: enormes masas de agua en los océanos del mundo son impulsadas por las fuerzas gravitacionales de la Luna y el Sol. Cada 6 horas 12 minutos la marea cambia a marea baja. La amplitud máxima de las mareas en diferentes lugares de nuestro planeta no es la misma y oscila entre 4 y 20 m.

Para montar una central mareomotriz sencilla se necesita una piscina: una bahía represada o la desembocadura de un río. La presa cuenta con alcantarillas y turbinas instaladas. Durante la marea alta, el agua fluye hacia la piscina. Cuando los niveles del agua de la piscina y del mar son iguales, se cierran las compuertas de las alcantarillas. Con el inicio de la marea baja, el nivel del agua en el mar disminuye, y cuando la presión se vuelve suficiente, las turbinas y generadores eléctricos conectados a ella comienzan a funcionar y el agua sale gradualmente de la piscina. Se considera económicamente viable construir una planta de energía mareomotriz en áreas con fluctuaciones de marea en el nivel del mar de al menos 4 m. La capacidad de diseño de una planta de energía mareomotriz depende de la naturaleza de la marea en el área donde se construye la estación. sobre el volumen y área de la cuenca mareal, y sobre el número de turbinas instaladas en el cuerpo de la presa.

En las centrales mareomotrices de doble efecto, las turbinas funcionan moviendo agua del mar a la cuenca y viceversa. El PES de doble efecto es capaz de generar electricidad de forma continua durante 4 a 5 horas con descansos de 1 a 2 horas cuatro veces al día. Para aumentar el tiempo de funcionamiento de las turbinas, existen esquemas más complejos, con dos, tres o más grupos, pero el costo de tales proyectos es muy alto.

La primera central mareomotriz con una capacidad de 240 MW se inauguró en 1966 en Francia en la desembocadura del río Rance, que desemboca en el Canal de la Mancha, donde la amplitud media de las mareas es de 8,4 m. 24 unidades hidroeléctricas de TPP generan una media de 502 millones de kW por año. hora de electricidad. Para esta estación se ha desarrollado una unidad de cápsula mareomotriz que permite tres modos de funcionamiento directo y tres inversos: como generador, como bomba y como alcantarilla, lo que garantiza un funcionamiento eficiente de la central. Según los expertos, la central térmica en el río Rance está económicamente justificada: los costes operativos anuales son más bajos que los de las centrales hidroeléctricas y representan el 4% de las inversiones de capital. La central forma parte del sistema energético francés y se utiliza de forma eficiente.

En 1968, en el mar de Barents, no lejos de Murmansk, entró en funcionamiento una central eléctrica industrial piloto con una capacidad nominal de 800 kW. El lugar de su construcción, Kislaya Guba, es una estrecha bahía de 150 m de ancho y 450 m de largo. Aunque la potencia de la central nuclear de Kislogubskaya es pequeña, su construcción fue importante para futuros trabajos de investigación y desarrollo en el campo del aprovechamiento de la energía mareomotriz.

En el Mar Blanco, donde la amplitud de las mareas es de 7 a 10 m, se están ejecutando proyectos de grandes centrales nucleares con una capacidad de 320 MW (Kola) y 4000 MW (Mezenskaya), y también está previsto aprovechar el enorme potencial del Mar de ​​​Ojotsk, donde en algunos lugares, por ejemplo en la bahía de Penzhinskaya, la altura de la marea es de 12,9 m, y en la bahía de Gizhiginskaya, de 12 a 14 m.

También se está trabajando en este ámbito en el extranjero. En 1985 se puso en funcionamiento una central mareomotriz con una capacidad de 20 MW en la bahía de Fundy, en Canadá (la amplitud de las mareas aquí es de 19,6 m). En China se han construido tres pequeñas centrales mareomotrices. En el Reino Unido, se está desarrollando un proyecto de central mareomotriz de 1.000 MW en el estuario del Severn, donde la amplitud media de las mareas es de 16,3 m.

Desde el punto de vista medioambiental, los PSA tienen una ventaja innegable sobre las centrales térmicas que queman petróleo y carbón. Las condiciones favorables para un uso más amplio de la energía mareomotriz están asociadas con la posibilidad de utilizar el recientemente creado tubo Gorlov, que permite la construcción de centrales mareomotrices sin represas, reduciendo el coste de su construcción. Está previsto que en los próximos años se construyan en Corea del Sur las primeras centrales termoeléctricas sin represas.

1.5. Energía de olas

La idea de generar electricidad a partir de las olas del mar fue esbozada en 1935 por el científico soviético K.E. Tsiolkovsky.

El funcionamiento de las centrales de energía undimotriz se basa en el efecto de las olas sobre los cuerpos de trabajo realizados en forma de flotadores, péndulos, palas, conchas, etc. La energía mecánica de sus movimientos se convierte en energía eléctrica mediante generadores eléctricos. A medida que la boya se balancea a lo largo de la ola, el nivel del agua en su interior cambia. Como resultado, el aire entra o sale de él. Pero el movimiento del aire sólo es posible a través del orificio superior (este es el diseño de la boya). Y allí hay una turbina instalada que siempre gira en una dirección, independientemente de en qué dirección se mueva el aire. Incluso olas bastante pequeñas, de 35 cm de altura, hacen que la turbina desarrolle más de 2000 rpm. Otro tipo de instalación es algo así como una microcentral estacionaria. Exteriormente, parece una caja montada sobre soportes a poca profundidad. Las ondas penetran la caja y accionan la turbina. Y aquí basta con un ligero oleaje para que funcione. Incluso ondea bombillas de 20 cm de altura con una potencia total de 200 W.

Actualmente, las instalaciones de energía de las olas se utilizan para alimentar boyas, balizas e instrumentos científicos autónomos. A lo largo del camino, se pueden utilizar grandes estaciones de olas para proteger las plataformas de perforación marinas, radas abiertas y granjas culturales marinas. Se inició el uso industrial de la energía de las olas. En todo el mundo, alrededor de 400 faros y boyas de navegación funcionan con instalaciones de olas. En India, el faro flotante del puerto de Madrás funciona con energía de las olas. Desde 1985 funciona en Noruega la primera estación de olas industrial del mundo con una capacidad de 850 kW.

La creación de plantas de energía undimotriz está determinada por la elección óptima del área de agua del océano con un suministro estable de energía de las olas, el diseño efectivo de la estación, que incluye dispositivos integrados para suavizar el régimen irregular de las olas. Se cree que las estaciones de olas pueden funcionar eficazmente utilizando una potencia de aproximadamente 80 kW/m. La experiencia de explotación de las instalaciones existentes ha demostrado que la electricidad que generan sigue siendo entre 2 y 3 veces más cara que las tradicionales, pero en el futuro se espera una reducción significativa de su coste.

En instalaciones ondulatorias con convertidores neumáticos, bajo la influencia de las olas, el flujo de aire cambia periódicamente de dirección al sentido contrario. Para estas condiciones se desarrolló una turbina Wells, cuyo rotor tiene un efecto rectificador, manteniendo inalterado el sentido de su rotación al cambiar el sentido del flujo de aire, por lo tanto, el sentido de rotación del generador también se mantiene sin cambios. La turbina ha encontrado una amplia aplicación en varias plantas de energía undimotriz.

La central undimotriz "Kaimei" ("Sea Light"), la central eléctrica operativa más potente con convertidores neumáticos, fue construida en Japón en 1976. En su funcionamiento utiliza olas de hasta 6 a 10 m de altura. m de largo, 12 m de ancho y con un desplazamiento de 500 toneladas, se instalan 22 cámaras de aire, abiertas en la parte inferior. Cada par de cámaras impulsa una turbina Wells. La potencia total de la instalación es de 1000 kW. Las primeras pruebas se llevaron a cabo en 1978 - 1979. cerca de la ciudad de Tsuruoka. La energía se transmitía a la costa a través de un cable submarino de unos 3 kilómetros de longitud. En 1985 se construyó en Noruega, a 46 km al noroeste de la ciudad de Bergen, una estación de olas industrial compuesta por dos instalaciones. La primera instalación en la isla de Toftestallen funcionó según el principio neumático. Se trataba de una cámara de hormigón armado enterrada en la roca; Sobre ella se instaló una torre de acero de 12,3 mm de altura y 3,6 m de diámetro, cuyas ondas que entraban en la cámara generaban un cambio en el volumen de aire. El flujo resultante a través del sistema de válvulas hizo girar la turbina y el generador asociado con una potencia de 500 kW, la potencia anual fue de 1,2 millones de kW. h) Durante una tormenta invernal a finales de 1988, la torre de la estación quedó destruida. Se está desarrollando un proyecto para una nueva torre de hormigón armado.

El diseño de la segunda instalación consiste en un canal en forma de cono en un desfiladero de unos 170 m de largo con muros de hormigón de 15 m de alto y 55 m de ancho en la base, desembocando en un embalse entre las islas, separado del mar por presas, y un Presa con central eléctrica. Las olas, al pasar por el canal que se estrecha, aumentan su altura de 1,1 a 15 my desembocan en el embalse, cuyo nivel se encuentra a 3 m sobre el nivel del mar. Desde el embalse, el agua pasa a través de turbinas hidráulicas de baja presión con una potencia de 350 kW. La estación produce anualmente hasta 2 millones de kWh de electricidad.

Y en el Reino Unido se está desarrollando un diseño original de una planta de energía undimotriz tipo "almeja", en la que se utilizan carcasas blandas (cámaras) como piezas de trabajo. Contienen aire a una presión ligeramente superior a la atmosférica. A medida que las olas ascienden, las cámaras se comprimen, formando un flujo de aire cerrado desde las cámaras hasta el marco de instalación y viceversa. A lo largo del recorrido del flujo se instalan turbinas de aire de pozo con generadores eléctricos. Actualmente se está creando una instalación flotante experimental de 6 cámaras montadas sobre un bastidor de 120 m de largo y 8 m de alto, cuya potencia prevista es de 500 kW. Otros avances demostraron que el mayor efecto se consigue colocando las cámaras en círculo. En Escocia, se probó en el lago Ness una instalación compuesta por 12 cámaras y 8 turbinas. La potencia teórica de una instalación de este tipo es de hasta 1200 kW.

El diseño de una balsa de olas se patentó por primera vez en la URSS en 1926. En 1978, se probaron en el Reino Unido modelos experimentales de centrales eléctricas oceánicas basadas en una solución similar. La balsa de olas Kokkerel consta de secciones articuladas, cuyo movimiento entre sí se transmite a bombas con generadores eléctricos. Toda la estructura se sujeta mediante anclajes. La balsa de olas Kokkerel de tres secciones, de 100 m de largo, 50 m de ancho y 10 m de alto, puede proporcionar una potencia de hasta 2 mil kW.

En la URSS, el modelo de balsa de olas se probó en los años 70. en el Mar Negro. Tenía una longitud de 12 m, el ancho de los flotadores era de 0,4 m, sobre olas de 0,5 m de altura y 10 a 15 m de longitud, la instalación desarrollaba una potencia de 150 kW.

El proyecto, conocido como el pato Salter, es un convertidor de energía de las olas. La estructura de trabajo es un flotador (“pato”), cuyo perfil se calcula según las leyes de la hidrodinámica. El proyecto prevé la instalación de una gran cantidad de flotadores grandes, montados secuencialmente en un eje común. Bajo la influencia de las olas, los flotadores comienzan a moverse y regresan a su posición original por la fuerza de su propio peso. En este caso, las bombas se activan dentro de un pozo lleno de agua especialmente preparada. A través de un sistema de tuberías de varios diámetros se crea una diferencia de presión que impulsa turbinas instaladas entre los flotadores y elevadas sobre la superficie del mar. La electricidad generada se transmite a través de un cable submarino. Para distribuir las cargas de manera más eficiente, se deben instalar entre 20 y 30 flotadores en el eje. En 1978 se probó un modelo de instalación compuesto por 20 flotadores de 1 m de diámetro y la potencia generada fue de 10 kW. Se ha elaborado un proyecto para una instalación más potente, compuesta de 20 a 30 flotadores de 15 m de diámetro, montados sobre un pozo de 1200 m de longitud, cuya potencia estimada es de 45 mil kW. Sistemas similares instalados frente a la costa occidental de las Islas Británicas podrían satisfacer las necesidades eléctricas del Reino Unido.

1.6 Energía de las corrientes

Las corrientes oceánicas más poderosas son una fuente potencial de energía. El nivel actual de la tecnología permite extraer la energía de las corrientes a velocidades de flujo superiores a 1 m/s. En este caso, la potencia de 1 m 2 de sección transversal de flujo es de aproximadamente 1 kW. Parece prometedor utilizar corrientes tan poderosas como la Corriente del Golfo y Kuroshio, que transportan respectivamente 83 y 55 millones de metros cúbicos de agua a una velocidad de hasta 2 m/s, y la Corriente de Florida (30 millones de metros cúbicos/s, acelerando a 1, 8 m/s).

Para la energía oceánica, son de interés las corrientes del Estrecho de Gibraltar, el Canal de la Mancha y el Estrecho de las Kuriles. Sin embargo, la creación de centrales eléctricas oceánicas que utilizan la energía de las corrientes todavía está asociada con una serie de dificultades técnicas, principalmente con la creación de grandes centrales eléctricas que representan una amenaza para el transporte marítimo.

El programa Coriolis prevé la instalación de 242 turbinas con dos impulsores de 168 m de diámetro, que giran en direcciones opuestas, en el Estrecho de Florida, a 30 km al este de la ciudad de Miami. Un par de impulsores se colocan dentro de una cámara hueca de aluminio que proporciona flotabilidad a la turbina. Para aumentar la eficiencia, las palas de las ruedas deben ser bastante flexibles. Todo el sistema Coriolis, con una longitud total de 60 km, estará orientado a lo largo del flujo principal; su ancho con turbinas dispuestas en 22 filas de 11 turbinas cada una será de 30 km. Las unidades deben ser remolcadas hasta el lugar de instalación y enterradas a 30 m para no interferir con la navegación.

Después de que la mayor parte de la corriente de los vientos alisios del sur ingresa al Mar Caribe y al Golfo de México, el agua regresa desde allí al Atlántico a través del Golfo de Florida. El ancho de la corriente se vuelve mínimo: 80 km. Al mismo tiempo, acelera su movimiento a 2 m/s. Cuando la corriente de Florida se ve reforzada por la corriente de las Antillas, el flujo de agua alcanza su máximo. Se desarrolla una fuerza suficiente para poner en movimiento una turbina con palas de barrido, cuyo eje está conectado a un generador eléctrico. Lo siguiente es la transmisión de corriente a través de un cable submarino hasta la costa.

El material de la turbina es aluminio. Vida útil: 80 años. Su lugar permanente está bajo el agua. La elevación a la superficie del agua es sólo para reparaciones preventivas. Su funcionamiento es prácticamente independiente de la profundidad de inmersión y de la temperatura del agua. Las palas giran lentamente, lo que permite que los peces pequeños naden libremente a través de la turbina. Pero la gran entrada está cerrada con una red de seguridad.

Los ingenieros estadounidenses creen que la construcción de una estructura de este tipo es incluso más barata que la construcción de centrales térmicas. No es necesario construir un edificio, tender carreteras ni disponer almacenes. Y los costos operativos son significativamente más bajos.

La potencia neta de cada turbina, teniendo en cuenta los costes operativos y las pérdidas durante la transmisión a tierra, será de 43 MW, lo que satisfará en un 10% las necesidades del estado de Florida (EE.UU.).

El primer prototipo de una turbina de este tipo con un diámetro de 1,5 m se probó en el Estrecho de Florida. También se ha desarrollado un diseño para una turbina con un impulsor de 12 my una potencia de 400 kW.

2 Estado y perspectivas para el desarrollo de energías alternativas en Rusia.

La participación de los combustibles tradicionales en el balance energético mundial disminuirá continuamente y será reemplazada por energías alternativas no tradicionales basadas en el uso de fuentes de energía renovables. Y no sólo su bienestar económico, sino también su independencia, su seguridad nacional depende del ritmo al que esto suceda en un país en particular.

La situación de las fuentes de energía renovables en Rusia, como ocurre con casi todo en nuestro país, puede considerarse única. Las reservas de estas fuentes, que actualmente ya pueden utilizarse al nivel técnico, son enormes. He aquí una de las estimaciones: energía radiante solar: 2.300 mil millones de TUT (toneladas de combustible estándar); viento - 26,7 mil millones de TEP, biomasa - 10 mil millones de TEP; El calor de la Tierra: 40.000 mil millones de TU; ríos pequeños: 360 mil millones; mares y océanos: 30 mil millones. Estas fuentes superan con creces el nivel actual de consumo de energía en Rusia (1.200 millones de TEU al año). Sin embargo, de toda esta abundancia inimaginable, ni siquiera se puede decir que se utilicen migajas, cantidades microscópicas. Como en todo el mundo, la energía eólica es el tipo de energía renovable más desarrollado en Rusia. Allá por los años 30. En nuestro país se produjeron en masa varios tipos de aerogeneradores con una capacidad de 3-4 kW, pero en la década de 1960. su producción fue descontinuada. En los últimos años de la URSS, el gobierno volvió a prestar atención a esta área, pero no tuvo tiempo de implementar sus planes. Sin embargo, de 1980 a 2006. Rusia ha desarrollado una gran reserva científica y técnica (pero Rusia tiene un serio retraso en el uso práctico de fuentes de energía renovables). Hoy en día, la capacidad total de las turbinas y parques eólicos en funcionamiento, en construcción y cuya puesta en servicio está prevista en Rusia es de 200 MW. La potencia de las turbinas eólicas individuales fabricadas por empresas rusas oscila entre 0,04 y 1000,0 kW. Como ejemplo, citaremos varios desarrolladores y fabricantes de aerogeneradores y parques eólicos. En Moscú, la empresa SKTB Iskra fabrica las centrales eólicas M-250 con una potencia de 250 W. En Dubná, región de Moscú, la empresa de la Oficina Estatal de Diseño "Raduga" produce plantas de energía eólica de fácil instalación con potencias de 750W, 1kW y 8kW; El Instituto de Investigación Elektropribor de San Petersburgo fabrica turbinas eólicas de hasta 500 W.

En Kyiv desde 1999 El grupo de investigación y producción WindElectric produce centrales eólicas domésticas WE-1000 con una capacidad de 1 kW. Los especialistas del grupo han desarrollado una turbina única de tamaño pequeño, de múltiples palas, universalmente de alta velocidad y absolutamente silenciosa, que aprovecha eficazmente cualquier flujo de aire.

La "Compañía LMV Wind Energy" de Khabarovsk produce parques eólicos con una capacidad de 0,25 a 10 kW, estos últimos se pueden combinar en sistemas con una capacidad de hasta 100 kW. Desde 1993 Esta empresa ha desarrollado y producido 640 plantas de energía eólica. La mayoría están instalados en Siberia, el Lejano Oriente, Kamchatka y Chukotka. La vida útil de los parques eólicos alcanza los 20 años en cualquier zona climática. La empresa también suministra paneles solares que funcionan en combinación con centrales eólicas (la potencia de estas centrales eólicas oscila entre 50 W y 100 kW).

En términos de recursos de energía eólica en Rusia, las zonas más prometedoras son la costa del Océano Ártico, Kamchatka, Sakhalin, Chukotka, Yakutia, así como la costa del Golfo de Finlandia, los mares Negro y Caspio. Las altas velocidades medias anuales del viento, la baja disponibilidad de redes eléctricas centralizadas y la abundancia de áreas no utilizadas hacen que estas áreas sean casi ideales para el desarrollo de la energía eólica. La situación es similar con la energía solar. La energía solar suministrada al territorio de nuestro país por semana supera la energía de todos los recursos rusos de petróleo, carbón, gas y uranio. Hay desarrollos nacionales interesantes en este ámbito, pero no hay apoyo estatal para ellos y, por tanto, no existe mercado fotovoltaico. Sin embargo, el volumen de producción de paneles solares se mide en megavatios. En 2006 Se produjeron unos 400 MW. Hay una tendencia hacia cierto aumento. Sin embargo, los compradores extranjeros están cada vez más interesados ​​en los productos de diversas asociaciones de investigación y producción que producen células solares: para los rusos siguen siendo caros; en particular, porque las materias primas para la producción de elementos de película cristalina deben importarse del extranjero (en la época soviética, las plantas de producción de silicio estaban ubicadas en Kirguistán y Ucrania). Las zonas más favorables para el uso de la energía solar en Rusia son el norte del Cáucaso. , Territorios de Stavropol y Krasnodar, Región de Astracán, Kalmykia, Tuva, Buriatia, Región de Chita, Lejano Oriente.

Los mayores logros en el uso de la energía solar se han observado en el campo de la creación de sistemas de suministro de calor mediante colectores solares de placa plana. El primer lugar en Rusia en la implementación de tales sistemas lo ocupa el territorio de Krasnodar, donde en los últimos años, de acuerdo con el actual programa regional de ahorro de energía, se han instalado alrededor de un centenar de grandes sistemas solares de suministro de agua caliente y muchas pequeñas instalaciones para uso individual. sido construido. Las instalaciones solares para calentar locales han recibido el mayor desarrollo en el territorio de Krasnodar y la República de Buriatia. En Buriatia, varias instalaciones industriales y sociales (hospitales, escuelas, la planta Elektromashina, etc.), así como edificios residenciales privados, están equipados con colectores solares con una capacidad de 500 a 3000 litros de agua caliente (90-100 grados Celsius) por día. Se presta una atención relativamente mayor al desarrollo de centrales geotérmicas, que aparentemente son más familiares para nuestros gestores energéticos y alcanzan mayores capacidades y, por tanto, encajan mejor en el concepto habitual de gigantismo energético. Los expertos creen que las reservas de energía geotérmica en Kamchatka y las Islas Kuriles pueden proporcionar centrales eléctricas con una capacidad de hasta 1000 MW.

En 1967 En Kamchatka se construyó la central geotérmica Pauzhetskaya con una capacidad de 11,5 MW. Fue la quinta central geotérmica del mundo. En 1967 Se puso en funcionamiento la central geotérmica de Paratunka, la primera del mundo con ciclo Rankine binario. Actualmente, la central geotérmica de Mutnovskaya, con una capacidad de 200 MW, se está construyendo utilizando equipos nacionales fabricados por la central de turbinas de Kaluga. En esta planta también se inició la producción en serie de bloques modulares para suministro de electricidad y calor geotérmicos. Con estos bloques, Kamchatka y Sakhalin pueden abastecerse casi por completo de electricidad y calor a partir de fuentes geotérmicas. En los territorios de Stavropol y Krasnodar se encuentran fuentes geotérmicas con un potencial energético bastante grande. Hoy en día, el aporte de los sistemas de suministro de calor geotérmico es de 3 millones de Gcal/año.

Según los expertos, con innumerables reservas de este tipo de energía, la cuestión del uso racional, rentable y respetuoso con el medio ambiente de los recursos geotérmicos no se ha resuelto, lo que impide el establecimiento de su desarrollo industrial. Por ejemplo, las aguas geotérmicas extraídas se utilizan de forma bárbara: aguas residuales sin tratar que contienen una serie de sustancias peligrosas (mercurio, arsénico, fenoles, azufre, etc.) se vierten en los cuerpos de agua circundantes, causando daños irreparables a la naturaleza. Además, todas las tuberías de los sistemas de calefacción geotérmica fallan rápidamente debido a la alta mineralización de las aguas geotérmicas. Por tanto, se requiere una revisión radical de la tecnología de uso de la energía geotérmica.

Actualmente, la empresa líder en la producción de centrales geotérmicas en Rusia es Kaluga Turbine Plant y JSC Nauka, que han desarrollado y producen centrales geotérmicas modulares con una capacidad de 0,5 a 25 MW. Se ha desarrollado y comenzó a implementarse un programa para crear un suministro de energía geotérmica para Kamchatka, como resultado del cual se ahorrarán alrededor de 900 mil anualmente. AQUÍ. En Kuban se explotan 10 yacimientos de agua geotérmica. Para 1999-2000 El nivel de producción de agua para energía térmica en la región fue de aproximadamente 9 millones de m3, lo que permitió ahorrar hasta 65 mil TEU. La empresa Turbocon, creada en la planta de turbinas de Kaluga, ha desarrollado una tecnología extremadamente prometedora que permite obtener electricidad a partir de agua caliente que se evapora bajo presión y hace girar una turbina equipada, en lugar de las habituales palas, con embudos especiales, los llamados Boquillas Laval. Los beneficios de este tipo de instalaciones, llamadas turbinas de hidrovapor, son al menos el doble. En primer lugar, permiten un aprovechamiento más completo de la energía geotérmica. Normalmente, para generar energía sólo se utiliza vapor geotérmico o gases combustibles disueltos en agua geotérmica, mientras que con una turbina de hidrovapor, el agua caliente también se puede utilizar directamente para generar energía. Otro posible uso de la nueva turbina es generar electricidad en redes de calefacción urbana a partir del agua que retorna de los consumidores de calor. Ahora el calor de esta agua se desperdicia, mientras que podría proporcionar a las salas de calderas una fuente independiente de electricidad.

El calor del interior de la Tierra no sólo puede emitir al aire fuentes de géiseres, sino también calentar hogares y generar electricidad. Kamchatka, Chukotka, las Islas Kuriles, el Territorio de Primorsky, Siberia Occidental, el Cáucaso Norte, los Territorios de Krasnodar y Stavropol y la Región de Kaliningrado tienen grandes recursos geotérmicos. El calor térmico de alto grado (mezcla de vapor y agua a más de 100 grados Celsius) permite la producción directa de electricidad.

Normalmente, la mezcla térmica de vapor y agua se extrae de pozos perforados a una profundidad de 2 a 5 km. Cada pozo es capaz de proporcionar energía eléctrica de 4 a 8 MW desde un área de campo geotérmico de aproximadamente 1 km 2 . Al mismo tiempo, por razones medioambientales, también es necesario disponer de pozos para bombear aguas geotérmicas residuales al depósito.

Actualmente, en Kamchatka hay tres centrales geotérmicas en funcionamiento: Pauzhetskaya GeoPP, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP y Mutnovskaya GeoPP. La capacidad total de estas centrales geotérmicas es de más de 70 MW. Esto permite satisfacer el 25% de las necesidades eléctricas de la región y reducir la dependencia del suministro de gasóleo importado, costoso.

En la región de Sakhalin en la isla. Kunashir puso en funcionamiento la primera unidad con una capacidad de 1,8 MW de la central geotérmica Mendeleevskaya y la estación geotérmica GTS-700 con una capacidad de 17 Gcal/h. La mayor parte de la energía geotérmica de baja calidad se utiliza en forma de calor en viviendas, servicios comunales y agricultura. Así, en el Cáucaso, la superficie total de invernaderos calentados por aguas geotérmicas supera las 70 hectáreas. En Moscú se ha construido y funciona con éxito un edificio experimental de varias plantas, en el que el agua caliente para las necesidades domésticas se calienta utilizando calor de baja calidad procedente de la Tierra.

Por último, cabe mencionar también las pequeñas centrales hidroeléctricas. La situación con ellos es relativamente buena en términos de desarrollo de diseño: en muchas empresas de la industria energética se están produciendo o están listos para la producción equipos para pequeñas centrales hidroeléctricas, con turbinas hidráulicas de varios diseños: axiales, radial-axiales, de hélice. , diagonal, cubo. Al mismo tiempo, el costo de los equipos fabricados en empresas nacionales sigue siendo significativamente más bajo que el nivel de precios mundial. En Kuban se están construyendo dos pequeñas centrales hidroeléctricas en el río. Beshenka en el área del pueblo de Krasnaya Polyana en Sochi y la descarga del sistema de circulación de suministro técnico de agua de la central térmica de Krasnodar. Está previsto construir una pequeña central hidroeléctrica en la descarga del embalse de Krasnodar con una capacidad de 50 MW. Han comenzado los trabajos para restaurar el sistema de pequeñas centrales hidroeléctricas en la región de Leningrado. En los 1970s Allí, como resultado de una campaña para consolidar el suministro eléctrico de la región, más de 40 estaciones de este tipo dejaron de funcionar. Los frutos de la gigantomanía miope deben corregirse ahora que la necesidad de pequeñas fuentes de energía se ha hecho evidente.

Conclusión

Cabe señalar que en Rusia todavía no existen leyes que regulen las energías alternativas y estimulen su desarrollo. Así como no existe ninguna estructura que proteja los intereses de las energías alternativas. Por ejemplo, el Ministerio de Energía Atómica participa por separado en la energía nuclear. Está previsto presentar un informe al gobierno sobre la justificación de la necesidad y el desarrollo del concepto del proyecto de ley federal "Sobre el desarrollo de fuentes de energía renovables". Cuatro ministerios son los responsables de elaborar este informe: el Ministerio de Energía, el Ministerio de Desarrollo Económico, el Ministerio de Industria y Ciencia y el Ministerio de Justicia. Se desconoce cuándo se pondrán de acuerdo.

Para que la industria se desarrolle rápida y plenamente, la ley debe proporcionar incentivos fiscales a las empresas que produzcan equipos para generar energía a partir de fuentes renovables (por ejemplo, reduciendo el tipo del IVA al menos al 10%). Las cuestiones de certificación y concesión de licencias también son importantes (principalmente en relación con los equipos), porque la prioridad de la energía renovable también debe cumplir con requisitos de calidad.

El desarrollo de métodos alternativos de producción de energía se ve obstaculizado por los productores y mineros de fuentes de energía tradicionales: tienen posiciones fuertes en el poder y tienen la oportunidad de defender sus intereses. La energía alternativa sigue siendo bastante cara en comparación con la energía tradicional, porque casi todas las empresas manufactureras producen instalaciones en lotes piloto en cantidades muy pequeñas y, en consecuencia, son muy caras. La organización de la producción en masa y la certificación de instalaciones requieren importantes inversiones, de las que no se dispone en absoluto. El apoyo estatal podría ayudar a reducir el costo. Sin embargo, esto contradice los intereses de aquellos cuyo negocio se basa en la producción de combustibles de hidrocarburos tradicionales. Nadie necesita competencia adicional.

Como resultado, se da preferencia al uso primario de fuentes renovables y al desarrollo de energías alternativas principalmente en aquellas regiones donde esta es la solución más obvia a los problemas energéticos existentes. Rusia tiene importantes recursos de energía eólica, incluso en aquellas regiones donde no hay un suministro de energía centralizado: la costa del Océano Ártico, Yakutia, Kamchatka, Chukotka, Sakhalin, pero incluso en estas áreas casi no hay intentos de resolver los problemas energéticos en este forma.

El futuro desarrollo de las energías alternativas se analiza en la “Estrategia energética rusa hasta 2020”. Las cifras que nuestra industria de energías alternativas debe alcanzar son muy bajas, las tareas son mínimas, por lo que no podemos esperar un punto de inflexión en el sector energético ruso. Para 2020, se prevé ahorrar menos del 1% de todos los recursos de combustible mediante energías alternativas. Rusia elige la industria nuclear como prioridad en su “estrategia energética” como “la parte más importante del sector energético del país”.

Recientemente, se han dado algunos pasos hacia el desarrollo de energías renovables alternativas. El Ministerio de Energía ha iniciado negociaciones con los franceses sobre las perspectivas de cooperación en el ámbito de las energías alternativas. En general, cabe señalar que el estado y las perspectivas de desarrollo de las energías alternativas para los próximos 10 a 15 años parecen deplorables.

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Las limitadas reservas naturales y la creciente dificultad de extraer combustibles fósiles, junto con la contaminación ambiental global, están empujando a la humanidad a hacer esfuerzos para encontrar fuentes de energía renovables y alternativas. Además de reducir el daño ambiental, se espera que los nuevos recursos energéticos tengan indicadores de costo mínimo para todos los ciclos de transporte, procesamiento y producción.

Propósito de las fuentes de energía alternativas.

Al ser un recurso o fenómeno completamente renovable, una fuente de energía alternativa reemplaza por completo a la tradicional, trabajando en o. La humanidad utiliza diversas fuentes de energía desde hace mucho tiempo, pero el aumento de su uso causa daños irreparables al medio ambiente. Conduce a la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera. Provoca el efecto invernadero y contribuye al aumento de la temperatura global. Al soñar con un recurso energético prácticamente inagotable o completamente renovable, la gente está ocupada buscando formas prometedoras de obtener, utilizar y posteriormente transferir energía. Por supuesto, teniendo en cuenta el aspecto medioambiental y la rentabilidad de fuentes nuevas y no tradicionales.

Esperanzas asociadas a las fuentes de energía no tradicionales

La relevancia del uso de fuentes de energía no tradicionales aumentará continuamente, lo que requerirá acelerar los procesos de búsqueda e implementación. Ya hoy, la mayoría de los países a nivel estatal se ven obligados a implementar programas que reducen el consumo de energía, gastando enormes cantidades de dinero en esto y reduciendo los derechos de sus propios ciudadanos.

La historia no puede retroceder. Los procesos de desarrollo social no se pueden detener. La vida humana ya no es concebible sin recursos energéticos. Sin una alternativa completa a las fuentes de energía modernas y estándar, la vida de la sociedad es inimaginable y está garantizado que llegará a un callejón sin salida (ver)

Factores que aceleran la introducción de recursos energéticos no tradicionales:

1. Una crisis ambiental global construida sobre una actitud utilitaria y, sin exagerar, depredadora hacia los recursos naturales del planeta. El hecho de la influencia nociva es bien conocido y no suscita controversias. La humanidad deposita grandes esperanzas en la solución del creciente problema de las fuentes de energía alternativas.
2. Beneficio económico que reduce el coste de obtención y el coste final de las energías alternativas. Reducir el periodo de recuperación de la inversión en la construcción de instalaciones energéticas no tradicionales. La liberación de grandes recursos materiales y humanos dirigidos al beneficio de la civilización (ver).
3. Tensión social en la sociedad provocada por una disminución de la calidad de vida, un aumento de la densidad y el tamaño de la población. La situación económica y medioambiental, cuyo constante deterioro conduce al crecimiento de diversas enfermedades.
4. La finitud y la complejidad cada vez mayor de la extracción de combustibles fósiles. Esta tendencia requerirá inevitablemente una transición acelerada hacia .
5. Un factor político que convierte al país en el primero en dominar plenamente las energías alternativas y convertirse en líder mundial.

Sólo realizando el propósito principal de las fuentes no tradicionales podremos saturar completamente a la humanidad en desarrollo con la energía necesaria y consumida con avidez.

Perspectivas de aplicación y desarrollo de varios tipos de fuentes de energía alternativas.

La principal fuente para satisfacer las necesidades energéticas se obtiene actualmente de tres tipos de recursos energéticos: el agua, el combustible orgánico y el núcleo atómico (ver). El proceso de transición a tipos alternativos, requerido por el tiempo, avanza lentamente, pero la comprensión de la necesidad obliga a la mayoría de los países a desarrollar tecnologías de ahorro de energía e implementar más activamente sus propios desarrollos y los globales en la vida. Cada año, la humanidad recibe cada vez más energía renovable del sol, el viento y otras fuentes alternativas. Averigüemos qué son las fuentes de energía alternativas.

Principales tipos de energía renovable

La energía solar se considera una fuente de energía líder y respetuosa con el medio ambiente. Hoy en día, se han desarrollado y utilizado métodos termodinámicos y fotoeléctricos para generar electricidad. Se confirma el concepto de rendimiento y perspectivas de las nanoantenas. El sol, al ser una fuente inagotable de energía respetuosa con el medio ambiente, puede satisfacer plenamente las necesidades de la humanidad.

¡Dato interesante! Hoy en día, el periodo de amortización de una planta de energía solar que utiliza células fotovoltaicas es de aproximadamente 4 años.

La energía eólica y las turbinas eólicas se utilizan con éxito desde hace mucho tiempo. Los científicos están desarrollando nuevas plantas de energía eólica y mejorando las existentes. Reducir costes y aumentar la eficiencia de los aerogeneradores. Son de especial relevancia en las costas y en zonas con vientos constantes. Al convertir la energía cinética de las masas de aire en energía eléctrica barata, las centrales eólicas ya contribuyen de forma significativa al sistema energético de cada país.

Las fuentes de energía geotérmica utilizan una fuente inagotable: el calor interno de la Tierra. Existen varios esquemas de trabajo que no cambian la esencia del proceso. El vapor natural se purifica de los gases y se suministra a turbinas que hacen girar generadores eléctricos. Instalaciones similares funcionan en todo el mundo. Las fuentes geotérmicas proporcionan electricidad, calientan ciudades enteras e iluminan calles. Pero el poder de la energía geotérmica se ha utilizado muy poco y las tecnologías de producción son poco eficientes.

¡Dato interesante! En Islandia, más del 32% de la electricidad se produce a partir de fuentes termales.

La energía de las mareas y las olas es un método en rápido desarrollo para convertir la energía potencial del movimiento de masas de agua en energía eléctrica. Con una alta tasa de conversión de energía, la tecnología tiene un gran potencial. Es cierto que solo se puede utilizar en las costas de océanos y mares.

El proceso de descomposición de la biomasa conduce a la liberación de gas que contiene metano. Una vez purificado, se utiliza para generar electricidad, calentar habitaciones y otras necesidades del hogar. Hay pequeñas empresas que satisfacen plenamente sus necesidades energéticas.

El constante aumento de las tarifas energéticas obliga a los propietarios de viviendas particulares a utilizar fuentes alternativas. En muchos lugares, las parcelas domésticas remotas y las granjas privadas se ven completamente privadas de la posibilidad de una conexión, incluso teórica, a los recursos energéticos necesarios.

Las principales fuentes de energía no tradicionales utilizadas en una vivienda particular:

• paneles solares y diversos diseños de colectores térmicos alimentados por energía solar;
• plantas de energía eólica;
• mini y micro centrales hidroeléctricas;
• energía renovable a partir de biocombustibles;
• Varios tipos de bombas de calor que utilizan calor del aire, la tierra o el agua.

Hoy en día, utilizando fuentes no tradicionales, no es posible reducir significativamente los costos de consumo de energía. Pero la mejora constante de las tecnologías y los precios más bajos de los dispositivos sin duda conducirán a un auge en la actividad de los consumidores.

Oportunidades que brindan las energías alternativas

La humanidad no puede imaginar un mayor desarrollo sin mantener el ritmo de consumo de energía. Pero un movimiento en esta dirección conduce a la destrucción del medio ambiente y afectará gravemente a la vida de las personas. La única opción que puede corregir la situación parece ser la posibilidad de utilizar fuentes de energía no tradicionales. Los científicos pintan perspectivas brillantes y logran avances tecnológicos en tecnologías probadas e innovadoras. Los gobiernos de muchos países, al darse cuenta de los beneficios, invierten mucho en investigación. Desarrolla energías alternativas y transfiere capacidad de producción a fuentes no tradicionales. En esta etapa del desarrollo de la sociedad, preservar el planeta y garantizar el bienestar de las personas sólo es posible trabajando intensamente con fuentes de energía alternativas.

Uso mundial de varios tipos de fuentes de energía alternativas.

Además del potencial y el grado de desarrollo tecnológico, la eficiencia del uso de varios tipos alternativos de energía está influenciada por la intensidad de la fuente de energía. Por lo tanto, los países, especialmente aquellos sin reservas de petróleo, están desarrollando intensamente las fuentes existentes de recursos energéticos no tradicionales.

Dirección del desarrollo de los recursos energéticos renovables en el mundo:

• Finlandia, Suecia, Canadá, Noruega- uso masivo de plantas de energía solar;
• Japón- uso eficiente de la energía geotérmica;
• EE.UU- avances significativos en el desarrollo de fuentes de energía alternativas en todas direcciones;
• Australia- buen efecto económico del desarrollo de energías no tradicionales;
• Islandia- calefacción geotérmica de Reykjavik;
• Dinamarca- líder mundial en energía eólica;
• Porcelana- experiencia exitosa en la introducción y ampliación de la red de energía eólica, uso masivo de agua y energía solar;
• Portugal- uso eficaz de las plantas de energía solar.

Muchos países desarrollados se han sumado a la carrera tecnológica, logrando éxitos significativos en su propio territorio. Es cierto que la producción mundial de energías alternativas ronda desde hace tiempo el 5% y, por supuesto, parece deprimente.

El uso de fuentes de energía no tradicionales en Rusia está poco desarrollado y en un nivel bajo en comparación con muchos países. La situación actual se explica por la abundancia y disponibilidad de recursos energéticos fósiles. Sin embargo, comprender la baja productividad de este puesto y mirar hacia el futuro obliga al gobierno a abordar cada vez más este problema.

Han surgido tendencias positivas. En la región de Belgorod funciona con éxito un conjunto de paneles solares que está previsto ampliar. Está previsto trabajar para introducir la bioenergía. Se están poniendo en marcha plantas de energía eólica en varias regiones. Kamchatka utiliza con éxito energía procedente de fuentes geotérmicas.

La proporción de fuentes de energía no tradicionales en el balance energético global del país se estima de manera muy aproximada y ronda el 4%, pero en teoría tiene oportunidades de desarrollo inagotables.

¡Datos interesantes! La región de Kaliningrado pretende convertirse en líder en la producción de electricidad limpia en Rusia.

Pros y contras obvios de las fuentes de energía alternativas

Las fuentes de energía alternativas tienen ventajas innegables y pronunciadas. Y simplemente exigen hacer todo lo posible para estudiarlos.

Ventajas de las fuentes de energía alternativas:

• aspecto ambiental (ver);
• inagotabilidad y recursos renovables;
• accesibilidad universal y amplia difusión;
• reducción de costos con un mayor desarrollo de la tecnología.

Las necesidades de energía ininterrumpida de la humanidad imponen requisitos estrictos para las fuentes no tradicionales. Y existe una oportunidad real de eliminar las deficiencias con un mayor desarrollo de la tecnología.

Desventajas existentes de las fuentes de energía alternativas:

• posible inconsistencia según la hora del día y las condiciones climáticas;
• nivel insatisfactorio de eficiencia;
• tecnología poco desarrollada y alto costo;
• Baja potencia unitaria de instalaciones individuales.

Es de esperar que los intentos de encontrar una fuente de energía renovable ideal se vean coronados por el éxito. Se salvará el medio ambiente y las personas tendrán una calidad de vida mucho mejor.