Содержание
- Введение
- Историческое использование возобновляемых источников энергии в США
- Незначительное пробуждение для возобновляемой энергии
- Более высокие цены на энергоносители из ископаемого топлива
- Ресурсы ископаемого топлива истощаются
- Изменение климата
- Государственная поддержка возобновляемой энергии
- Улучшения технологии и снижение затрат
- Коммерциализация и инфраструктура
- Последние тенденции в области возобновляемых источников энергии
- Тенденции на будущее
- Где будут размещаться новые возобновляемые проекты?
Возобновляемые источники энергии: Возобновляемые источники энергии могут быть использованы без сокращения количества, которое может быть произведено в будущем. Ветер и солнечная энергия являются примерами возобновляемых источников энергии. Авторские права на изображения iStockphoto / Fernando Alonso Herrero.
Введение
«Возобновляемая энергия» - это энергия, произведенная из источника, который не истощается постоянно. Солнечный свет, ветер, текущая вода, геотермальное тепло и растения являются примерами возобновляемых источников энергии. Они могут быть произведены сегодня без ущерба для их способности быть произведенными в будущем.
В последнее десятилетие использование возобновляемых источников энергии становится все более важным для людей, промышленности и правительств. Почему? Ресурсы возобновляемых источников энергии не истощаются, они становятся менее дорогостоящими и оказывают более мягкое воздействие на окружающую среду.
Статистика возобновляемых источников энергии: В 2009 году возобновляемая энергия составляла около восьми процентов производства / потребления энергии в США. Из этого количества солнечная, геотермальная, ветровая, гидроэнергетика и биомасса составляли не менее 1% от общего количества. Источник: Управление энергетической информации.
Потребление возобновляемой энергии: Тенденции в области производства / потребления возобновляемых источников энергии с 1950 по 2009 год. Количество энергии, производимой из возобновляемых источников, со временем неуклонно росло. Наиболее значительным является быстрый рост биотоплива и ветра в течение последнего десятилетия. Источник: Управление энергетической информации.
Историческое использование возобновляемых источников энергии в США
Двумя важными источниками возобновляемой энергии в Соединенных Штатах всегда были древесина и вода. Животная сила также может считаться важным ранним источником возобновляемой энергии. На них приходилась почти вся энергия, производимая в Соединенных Штатах, до тех пор, пока в середине 1700-х годов не началась добыча угля, а в середине 1800-х годов началось бурение на нефть и газ.
Как только производство ископаемого топлива стало коммерческим, дерево и вода постепенно были заменены в качестве основного топлива. Стало дешевле и удобнее удовлетворять энергетические потребности дома или фабрики из ископаемого топлива, чем из дерева или воды. Ископаемое топливо стало новым основным топливом. Сегодня, спустя более 100 лет, они все еще занимают доминирующее положение.
Потребление возобновляемой энергии по секторам: Тенденции в области производства / потребления возобновляемых источников энергии по секторам с 1950 по 2009 год. Использование возобновляемых источников энергии в электроэнергетике и промышленности неуклонно растет. В последнее десятилетие произошел взрыв в транспортном секторе. Источник: Управление энергетической информации.
Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов подготовило эту карту потенциала генерации энергии ветра для инженерных сетей. Темно-синие области имеют потенциал ватт / квадратный метр более 800. Изображение EPA.
Карта потенциала солнечной энергии: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии опубликовала ряд карт потенциала солнечной энергии. Юго-запад Соединенных Штатов обладает наибольшим потенциалом для проектов солнечной энергетики. Более подробная информация.
Незначительное пробуждение для возобновляемой энергии
Ископаемые виды топлива позволили индустриализации Соединенных Штатов, но их использование было сосредоточено в основном вокруг шахт и скважин, пока не были разработаны эффективные методы транспортировки. В районах, удаленных от угольных, нефтяных и газовых месторождений, вода, древесина и иногда ветер продолжали питать нацию.
Примерно с 1970 г. возобновляемые источники энергии обеспечивали лишь около 5-7% потребления электроэнергии в Соединенных Штатах. Тем не менее, в последние десять лет возобновляемым источникам энергии уделяется все больше внимания. Причины этого повышенного внимания включают в себя:
Более высокие цены на энергоносители из ископаемого топлива
Цены на нефть, природный газ и уголь неуклонно растут, а цены на ископаемое топливо могут быть нестабильными и непредсказуемыми. Хотя возобновляемая энергия исторически была более дорогой, разница в стоимости уменьшается с ростом цен на ископаемое топливо.
Ресурсы ископаемого топлива истощаются
Когда в середине 1700-х годов началась добыча угля, первыми начали эксплуатироваться угольные пласты вблизи поверхности. Со временем самые легкие и самые качественные угли были быстро добыты. То, что остается сегодня, обычно сложнее для меня или имеет более низкое качество.
Разведка на нефть и газ быстро обнаружила самые крупные, мелководные залежи. Сегодня цели исследования часто меньше, глубже и расположены в трудных условиях, таких как глубокий океан или Арктика.
Изменение климата
Ископаемые виды топлива, такие как нефть, природный газ и уголь, представляют собой богатые залежи углерода, захороненные глубоко в Земле. Они накапливались там медленно в течение сотен миллионов лет.
Когда ископаемые виды топлива сжигаются, их углерод возвращается в атмосферу в форме углекислого газа - парникового газа, который способствует глобальному потеплению и изменению климата. Примерно через двести лет люди произвели и сожгли значительную часть ископаемого топлива Земли, отправив его в атмосферу почти в миллион раз быстрее, чем он был извлечен для образования ископаемого топлива.
Государственная поддержка возобновляемой энергии
Сегодня правительства во всем мире признают тот факт, что сжигание ископаемого топлива быстро модифицирует атмосферу Земли, что приводит к изменению климата, которое имеет много нежелательных последствий. Стремясь замедлить выброс углекислого газа в окружающую среду, правительства предлагают гранты, налоговые льготы и другие программы, предназначенные для поддержки развития возобновляемых источников энергии.
Улучшения технологии и снижение затрат
В то время как цены на ископаемое топливо растут, стоимость производства солнечных батарей, геотермальных систем, ветряных турбин и другого оборудования для использования возобновляемых источников энергии снижается в расчете на единицу BTU. Хотя стоимость возобновляемой энергии все еще остается высокой, ценовая тенденция находится в благоприятном направлении. Это когда государственная поддержка может иметь большое значение.
Коммерциализация и инфраструктура
По мере завершения новых проектов в области возобновляемых источников энергии их способность плавно интегрироваться со зданиями, транспортными средствами и первичными источниками энергии улучшается. Массовое производство снижает цены, а растущий уровень внедрения увеличивает доступность надежного оборудования, запасных частей и опыта обслуживания.
Хотя все вышеперечисленное свидетельствует о том, что мы находимся на грани взрыва возобновляемой энергии, мы все еще не пересекли важные ценовые показатели и проникновения на рынок, чтобы возобновить возобновляемую энергию и обеспечить ее устойчивость. Вот почему правительства пытаются поддержать принятие и улучшение систем возобновляемой энергии.
Карта потенциала геотермальной энергии: Национальная система геотермальных данных опубликовала карту геотермального потенциала для Соединенных Штатов. Это показывает, что геотермальные тепловые насосы могут быть успешными по всей стране (легкий загар), низкотемпературные области прямого использования (ниже 100 градусов C) в изобилии в западной части США (оранжевый), и в нескольких штатах есть потенциальные места для электрических выработка электроэнергии, при которой температура подземных вод превышает 100 градусов Цельсия (красный). Не каждое место, показанное в этих цветах, будет подходящим из-за местных условий почвы, правил землепользования и других факторов. Более подробная информация.
Последние тенденции в области возобновляемых источников энергии
В настоящее время возобновляемая энергия составляет около 8,20% потребления энергии в США. Большая часть этого поступает из биомассы и гидроэлектрических источников. С 1995 года количество энергии, произведенной из возобновляемых источников, увеличилось на 15,9%. Если Соединенные Штаты надеются получить 25% своей энергии из возобновляемых источников к 2025 году, потребуется огромный толчок.
Самым быстрорастущим источником возобновляемой энергии с 1995 года была энергия ветра. Реализация энергии ветра взорвалась с увеличением более чем на 2000%. Хотя это впечатляющий рост, ветер обеспечивает менее 3/4% энергопотребления страны.
С 1995 года цена на солнечную энергию выросла более чем на 55%, и быстрое падение стоимости солнечных батарей на киловатт должно поддержать будущий рост. Геотермальная энергия выросла почти на 27%. Новые технологии и более высокие цены на ископаемое топливо делают геотермальные проекты отопления помещений конкурентоспособными по сравнению с единицами ископаемого топлива.
Карта гидроэнергетического потенциала: Министерство энергетики США опубликовало карты, показывающие текущее использование и потенциал развития гидроэнергетики в Соединенных Штатах. Большинство областей расположены там, где потоки текут через районы с по крайней мере умеренным локальным рельефом. Более подробная информация.
Тенденции на будущее
Будущее возобновляемой энергии очень светлое. Стоимость за БТЕ снижается. Методы их плавной интеграции в здания, транспортные средства и первичные источники энергии совершенствуются. Опасения, связанные с изменением климата, побуждают правительства поддерживать проекты в области возобновляемых источников энергии с помощью грантов, налоговых льгот и других стимулов.
Проекты по возобновляемым источникам энергии почти всегда помогают Соединенным Штатам стать более энергетически независимыми. Это связано с тем, что проекты в области возобновляемых источников энергии обычно расположены рядом с местом, где будет потребляться энергия. Это уменьшает их воздействие на окружающую среду, снижает затраты и дает правительствам стимулы для сокращения иностранной зависимости.
Где будут размещаться новые возобновляемые проекты?
Возможности для проектов использования возобновляемых источников энергии существуют в разных частях Соединенных Штатов. Геотермальные тепловые насосы могут иметь экономический смысл практически в любом месте в Соединенных Штатах, где подходят условия грунта и местного развития. Запад Соединенных Штатов особенно благословлен обширными областями с высоким потенциалом для проектов ветра, гидро, солнечной и геотермальной энергии (см. Карты на этой странице).
Использование возобновляемых источников энергии должно быстро расти в течение следующего десятилетия, поскольку их технологии становятся более эффективными и конкурентоспособными по сравнению с ископаемым топливом. Затраты, цели защиты климата и идеалы энергетической независимости помогут им добиться успеха.