З кожним роком світ та Україна все більше відходять від традиційних видів джерел енергії (газа, нафти, вугілля) на користь альтернативних (сонця, води, вітру). Це пов’язано з екологією, адже світове становище знаходиться на грані катастрофи. За даними аналітиків традиційні ресурси мають вийти в дефіцит протягом наступних 10-20 років. Щоб війна за ресурси не стала сьогоденням людства, політика була змінена на користь пошуку альтернативи. Як відомо, так звана «зелена енергія» є відновлюваним та вічним ресурсом, за яким ховається майбутнє.
Причини необхідності альтернативної енергії
Безпека людства, тварин та природи стали ключовими питаннями для сучасного соціуму. Річ у тому, що с кожним роком населені пункти споживають більше електроенергії порівняно з попереднім, оскільки:
- технології розвиваються;
- потреби людей стають вищими;
- з’являється більше електроприладів;
- населені пункти розвиваються, що стає причиною збільшення кількості вуличного освітлення, крамниць, лікарень тощо
На сьогодні понад 50% електроенергії людство отримує від ТЕС (теплових електростанцій). Вони можуть видавати велику потужність, але паливом для них служить вугілля. Як наслідок ТЕС забруднюють навколишнє середовище, впливають на здоров’я людей, стають причиною вимирання тварин та збільшення природних явищ. Все це робить екологічну катастрофу на крок ближчою та мотивує шукати альтернативні способи забезпечення населених пунктів енергією.
Крім того, в результаті військового нападу росії на Україну весь світ побачив, що традиційні джерела енергії можуть використовуватися в цілях шантажу та терору. Країна-терорист, володіючи величезними запасами нафти, газу та вугілля, може собі спокійно дозволити бомбити мирне населення України на очах у всього світу. Будучи економічно залежними від російських енергоресурсів – європейські країни не наважуються прийняти ніяких серйозних кроків. На багаточисленні терористичні атаки, внаслідок яких мільйони мирних жителів позбавлені світла і тепла у своїх домівках, європейські і світові лідери можуть дозволити собі лише “виявляти стурбованість”. Ця типова реакція вже стала мемом серед багатьох українців, які перестали вірити і плекати надії на слова цих “стурбованих”.
Внаслідок пошкодження енергомережі України та постійних відключень енергії у домівках, все більше українців задумуються над тим, як забезпечити свій дім світлом, теплом та енергією. Якщо власники приватних будинків мають змогу користуватися більш потужними генераторами, то мешканці квартир такого розкошу собі дозволити не можуть. Навіть “найтихіші” інверторні генератори видають звук у межах 50-60 Дб, що вже є довогі гучним шумом та буде тривожити не тільки мешканців сусідніх квартир, але й будинків. Дизельні та бензинні генератори при роботі генерують звук від 60-70 дБ. Саме тому для мешканців квартир ідеальним варіантом є портативні зарядні станції, які володіють достатньою потужністю для живлення більшості побутових приладів. Зазвичай найбільш енергозатратним в квартирі є холодильник, тому зарядну станцію потрібно вибирати виходячи з потреб вашого холодильника.
Більше про споживання електроенергії побутовими приладами.
Види альтернативних джерел енергії
Коли мова йде про види джерел енергії, що є альтернативою традиційним, в пріоритеті має бути наявність можливості відновлення ресурсів. Тобто все, що дає енергію та може регенерувати, це належить до цієї категорії. Серед них виділяють декілька основних типів:
- сонячна — джерелом енергії є Сонце
- вітроенергетика — джерелом енергії є вітер
- гідроенергетика — енергія отримується за рахунок природних течій річок чи морських приливів/відливів
- геотермальна енергетика — отримується завдяки тепловій енергії термальних джерел.
Також до видів альтернативних джерел енергії відносяться всі види відновлюваного газу: біогазу, біоетанолу тощо.
Сонячна енергетика
Серед можливих варіантів отримання електроенергії з альтернативних джерел, сонячна є оптимальною. Такі станції потребують мало ресурсів та можуть встановлюватись скрізь, де сонячно. Принцип роботи теж не є вибагливим та важким в реалізації: сонячне тепло, що променями потрапляє на спеціальні панелі з фотоелементами, трансформується в енергію та накопичується. Далі користувач може заживити мережу та використовувати електроенергію за призначенням. Перевагами такого виду альтернативного джерела є:
- відсутність тимчасових ресурсів — сонячне тепло є завжди
- можна встановлювати будь-де
- працює постійно
- не забруднює навколишнє середовище
На фоні важливих переваг варто враховувати й недоліки, адже сонячне тепло є ефективним не завжди. Наприклад, вночі чи в холодні пори року ефективність нижча, тому така енергетика поки не може використовуватись як основна для живлення енергомістких об’єктів.
Вітроенергетика
Вітрові станції є другими за популярністю у світі після сонячних, адже теж в якості палива використовують природні відновлювані ресурси — вітер. За технологією роботи береться кінетична енергія вітрових потоків, яка проходить по системі та виходить вже під виглядом електроенергії. Такий метод відомий з давніх-давен та є прототипом вітряків. Через те, що станції будуються далеко від населених пунктів, їх ефективність низька. Як і для будівництва завжди враховують карти вітрів, обираючи лише регіони з сильними вітровими потоками.
Гідроенергетика
Для отримання електроенергії використовуються так звані ГЕС, які будуються лише на водоймах та беруть енергію водяних потоків. Їх потужності достатньо для забезпечення потреб повноцінних міст та підприємств. Але будувати такі станції дорого, як й вихід до води має не кожен населений пункт.
Геотермальна енергетика
Станції геотермального типу будуються лише на відповідних зонах, де є термальні джерела та підземні води. ГеоТЕС використовуються значно рідше, ніж інші варіанти альтернативного отримання енергії, адже встановлюються лише там, де:
- термальні джерела чи підземні води знаходяться близько до поверхні землі
- температура швидко підіймається та більшає зі збільшенням глибини
- зона будівництва не є сейсмічно активною, адже такі роботи можуть викликати поштовхи
Потенціал у геотермальних станцій високий, оскільки на кожні 30+ метрів заглиблення припадає до 1 °С. Завдяки цьому отриманої енергії вистачає, щоб заживити населені пункти, сільськогосподарські об’єкти чи підприємства. Але зараз лише приблизно 90 країн світу мають можливість видобувати електроенергію таким чином.
Відновлюваний газ
Відносно новою та поширеною галуззю отримання електроенергії з альтернативних джерел є біопаливо. Для його отримання використовують ресурси, які вже раніше були залучені та вже не потрібні:
- рослини
- відходи з галузі тваринництва
- органічні відходи
- вторинна сировина
- відходи промислових потужностей та діяльності людини
Звичним варіантом біопалива є дрова, які теж дає природа. Але цей ресурс не є повноцінним альтернативним джерелом енергії, оскільки для відновлення деревини потрібно багато років. Частіше для отримання біопалива людство вирощує спеціальні рослини та використовує відходи, що були отримані завдяки діяльності сільськогосподарських угідь. Так серед популярних представників такого альтернативного джерела енергії є паливні пелети та брикети, біогаз, біобензин, біоетанол та біодизель. Для отримання біоресурсів з деревини людство вирощує окремі енергоефективні породи дерев та використовує відходи від деревообробної промисловості — тирсу.
Перевагою відновлюваних біологічних ресурсів є ціна та можливість використовувати відходи, що були отримані завдяки певному циклу діяльності людини або через природні процеси рослин/тварин. В такому циклі є й недоліки, оскільки деякі ресурси відновлюються протягом певного часу, як деревина, що може створювати дефіцит. Саме тому відновлюваний газ використовується як додаткове джерело отримання електроенергії, а не в якості основного.
Які альтернативні електростанції дають більшу частку електроенергії серед інших?
На сьогодні безпрецедентними лідерами є сонячні та вітрові електростанції. Це пов’язано з їх кількістю, адже встановити мережу з живленням від сонця можна будь-де, як і прототипи вітряків не потребують особливих умов — достатньо врахувати карту вітрів. Завдяки цьому річний коефіцієнт енергії максимально наближується до традиційних методів отримання електроенергії та може забезпечити потреби населених пунктів, промислових та сільськогосподарських об’єктів.
В цьому «дуеті» лідером є сонячна енергетика, оскільки її можуть отримувати не лише представники держави. Для приватних осіб розроблена програма «Зелений тариф», що дозволяє забезпечувати не лише себе енергією, але й продавати її країні. Це робить направлення привабливим для інвестицій. Так найбільша сонячна станція в Україні видає потужність 290 млн кВт⋅год на рік. В цей час потужна вітрова електростанція може генерувати в середньому 350 гВт⋅год протягом року.
Які електростанції використовують альтернативні джерела енергії?
Серед можливих варіантів сучасних електростанцій до альтернативних джерел звертаються:
- сонячні
- вітрові
- традиційні ГЕС
- припливні ГЕС
- хвильові
- геотермальні
Також електростанції, які використовують у якості пального біопаливо можна віднести до тих, що звертаються до альтернативних джерел у циклі отримання електроенергії. Тобто всі об’єкти, що можуть давати енергію внаслідок використання відновлюваних ресурсів, можна віднести до цієї категорії.
Які існують типи альтернативних джерел енергії?
Альтернативні ресурси можна умовно розділити на дві категорії залежно від відновлювальних властивостей:
- Ті, що потребують часу для відновлення. До цієї категорії відноситься рослинна сировина, деревина, ресурси отримані з галузі тваринництва та птахівництва
- Ті, що є завжди та не потребують відновлення. Це все, що дає природа постійно, наприклад, вітер, воду, сонячне тепло
Завдяки пасивному вибору світова енергетична система може постійно працювати, заміщаючи дефіцит чи нестачу потужності одних джерел іншими. Саме тому альтернативна електроенергія освоюється комплексом, щоб в майбутньому людство могло відмовитись від традиційних варіантів на користь біологічно чистих без зменшення потрібних потужностей електромережі.
Використання енергії природних джерел
Світові запаси викопного палива (нафти, газу, вугілля) є тимчасовими ресурсами, які через десятки років вийдуть в дефіцит. Станом на 2022 рік людство вже має певні проблеми, адже гіганти в цій сфері диктують власні маніпулятивні правила. Саме тому альтернативні джерела отримання енергії є перспективним майбутнім, адже можна:
- конкурувати на міжнародному ринку
- позбавитися ресурсної залежності від інших країн
- отримати більше енергії для продажу іншим країнам без шкоди собі
- більше забезпечувати потреби країни власними силами, а не купувати у сусідів ресурси
Екологія — ще одна причина, яка сприяє розвитку альтернативної енергетики. Традиційні методи отримання електроенергії впливають на всі аспекти життєдіяльності людини та навколишнього середовища. При такій динаміці людство зіткнеться з екологічною катастрофою, адже ми вже зараз відчуваємо на собі багато наслідків: хвороби, зміна клімату, поширення природних явищ, забруднення довкілля тощо. Як і з точки зору фінансів енергія природних джерел є перспективною. Маючи стабільний бізнес, підприємцю не потрібно постійно переїжджати по мірі залягання корисних копалин. Сонце, вітер, вода — сталі ресурси, які є завжди.
Загальний стан енергетики в Україні
Не дивлячись на воєнні дії в Україні та постійні спроби зруйнувати енергетичну систему, положення справ має позитивну динаміку. Це пов’язано з політикою модернізації уже наявних станцій та будівництвом нових. Як і програма «Зелений тариф» значною мірою вплинула на спільну ситуацію, адже за останні декілька років інвестиції у будівництво сонячних станцій збільшились в декілька разів. Так коефіцієнт постачання просів лише на 35%, а знеструмлені населені пункти не залишаються без енергії зовсім. Це говорить про те, що країна частково готова до енергетичних провокацій та має змогу відновлюватись за короткий час.
Ключовим лідером на ринку енергетики все ще залишаються атомні електростанції (АЕС), які забезпечують країну на більш як 50%. Далі йдуть теплоелектростанції (ТЕС), беручи на себе близько 29% потужностей. Лише потім гідроелектростанції (ГЕС) та інші альтернативні джерела: сонячні та вітрові станції.
Яку електроенергію імпортує та експортує Україна?
З початком російсько-українського конфлікту Україна отримала певні привілеї від Європи, частково приєднання до спільної енергосистеми ENTSO-E. Це дозволило імпортувати та експортувати енергію, що є в запасах — більшою мірою продукт роботи традиційних станцій. Через дефіцит власних ресурсів Україна вперше у жовтні отримала електроенергію від Словаччини, що стало початком розвитку такої співпраці. Ще раніше влітку були реалізовані перші комерційні контракти транспорту енергії до Румунії та Словаччини. На цей час ця співпраця призупинена, адже наявних запасів не вистачає для забезпечення власних потреб через постійні ракетні обстріли енергооб’єктів зі сторони Росії.
Powkey G300 – потужна зарядна станція для квартири чи будинку
Які види альтернативної енергії поширені в Україні?
На сьогодні Україна є офіційним членом світової енергетики, що отримується шляхом трансформації природних відновлюваних ресурсів. Через особливості клімату, ландшафту та карти вітрів зараз популярними є три напрямки:
Сонячні електростанції (СЕС) — безпрецедентний лідер в усіх областях країни, адже головним ресурсом отримання енергії є Сонце. Така енергетика ділиться на приватну, що дозволяє використовувати її для забезпечення потреб будинків, невеликих підприємств тощо, та державну, що є частиною енергосистеми України. Також сонячну електроенергію можна продавати по так званому «Зеленому тарифу» державі, що є привабливим направленням для багатьох українців. На сьогодні найбільшими станціями є Дніпропетровська — видає потужність 290 мВт, Одеська — в середньому дає 240 мВт, Вінницька — загалом виробляє 228 мВт, Херсонська — має потенціал в 100 мВт. Загалом на території України зосереджено понад 10 000 приватних та близько 2 000 промислових об’єктів, де Сонце трансформується в енергію.
Вітрові електростанції (ВЕС) — на сьогодні найкращими регіонами для розвитку станцій є прибережна зона Чорного та Азовського морів, а також Карпатських гір. Серед найбільших об’єктів можна виділити: Ботієвську (200 мВт), Приморську (200 мВт), Мирненську (163 мВт), Орлівську (100 мВт), Овер’янівську (68,4 мВт) та Новоазовську (80 МВт). При цьому, будівництво ВЕС продовжується, що призводить до збільшення потужностей та отримання більшого відсотка енергії.
Гідроелектростанції (ГЕС) — такі станції є важливою частиною енергосистеми України, адже можуть видавати велику та стабільну потужність цілий рік. Їх розпочали будувати давно та на сьогодні сприятливими для розміщення регіонами є населені пункти вздовж річок Дніпро (Київська ГЕС, Канівська ГЕС, Кременчуцька ГЕС, Середньодніпровська ГЕС, Дніпровська ГЕС, Каховська ГЕС), Південний Буг (Щедрівська ГЕС, Олександрівська ГЕС) та Дністер (Дністровська ГЕС). Також в Україні поступово розширюється мережа невеликих ГЕС, яких нараховується понад 50. В залежності від розміру гідроелектростанції можуть стабільно видавати понад 1000 мВт з мінімальним показником 1 мВт.
Аграрний сектор в Україні є досить розвиненим, що робить біопаливо перспективним джерелом альтернативної енергії. Полісся та Західна Україна — регіони, де найбільше прогресує таке направлення. Сировиною для отримання біопалива є деревина та відходи від деревообробної промисловості, зернові та бобові культури, відходи ведення тваринництва та птахівництва. За даними аналітиків Україна може стати солідним конкурентом, адже має потенціал на виробництво понад 50% від споживчого коефіцієнта Європи.
Висновок
Виходячи з цього, Україна є перспективною для розвитку альтернативних способів отримання електроенергії, адже має сприятливі умови для цього. Річки сприяють будівництву гідроелектростанцій різної величини та потужності, в той час як прибережна зона є оптимальною для вітрових об’єктів. Своєю чергою помірний клімат та жарке літо — перспектива для розвитку мережі сонячних електростанцій. Як наслідок, правильна політика дає змогу в майбутньому відійти від традиційних способів отримання енергії та стати конкурентоспроможними на ринку Європи.