Відновлювальні джерела енергії

Визначення і загальна характеристика

ВІД­НО́ВЛЮВАНІ ДЖЕРЕ́ЛА ЕНЕ́РГІЇ — потоки енергії, що по­стійно діють або періодично виникають у довкіл­лі. Природа виникне­н­ня В. д. е. ви­значається термоядер. процесами на Сонці (теплова та промениста енергія Сонця, енергія вітру, енергія біо­маси, гідро­енергія рік та хвиль, теплова енергія довкі­л­ля, зокрема Землі, повітря, морів та океанів), процесами в глибинах Землі (геотермал. енергія), гравітац. взаємодією Сонця, Землі та Місяця (гідро­енергія припливів). Викори­ста­н­ня енергії від­новлюв. джерел у світі має давні традиції. Ще кілька століть тому основою енергетики було викори­ста­н­ня вітрових і водяних млинів (а також мускул. сили тварин). На­прикінці 19 ст. у Рос. імперії сумарна їх потужність дорівнювала потужності прибл. двох блоків ЧАЕС. Важл. джерелом для одержа­н­ня теплової енергії була біо­маса — дрова, торф, викори­ста­н­ня яких і дотепер у сільс. місцевості України не втратило актуальності. Серед. 20 ст. характеризується майже повною від­мовою від В. д. е. Однак енергет. криза 1970-х рр., що по­ставила людство перед за­грозою вичерпа­н­ня викопних енергет. ресурсів, та Чорнобил. ката­строфа 1986, яка показала реальну за­грозу існуван­ню цивілізації, докорін­но змінили під­ходи до викори­ста­н­ня первин. джерел енергії. Осн. пере­вагою викори­ста­н­ня В. д. е. є їх невичерпність та екол. чистота, що сприяє поліпшен­ню екол. стану і не призводить до зміни енергет. балансу на планеті, окрім того, зникає необхідність у видобуван­ні, пере­робці, збагачен­ні і транс­портуван­ні палива та про­блема утилізації або захороне­н­ня шкідл. від­ходів. Недоліком В. д. е. є дис­кретність енергет. потоків — періодичність надходже­н­ня та змін­ність енергет. потенціалу, що до остан. часу спричиняло значні ускладне­н­ня у багатьох випадках їх викори­ста­н­ня і не від­повід­ало сучас. вимогам щодо енергопо­стача­н­ня споживачів. Сучасні технології і устаткува­н­ня, а також при­йоми рац. викори­ста­н­ня В. д. е., що ґрунтуються на комплекс. викори­стан­ні різних видів В. д. е. та акумуляторів енергії, фактично зняли пере­шкоди щодо їх широкомас­штаб. впровадже­н­ня і зумовили бурхл. роз­виток енергетики на основі В. д. е. у світі. Нині на­ймас­штабнішим є викори­ста­н­ня гідро­енергії та енергії вітру (див. Гідроенергетика та Вітроенергетика). Досить широко та успішно функціонують обʼєкти великої гідро­енергетики, проводиться робота з від­новле­н­ня зане­дбаних і будівництва нових обʼєктів малої гідро­енергетики, особливо у важкодо­ступних для під­веде­н­ня ліній електропередач р-нах. Набуває пошире­н­ня спалюва­н­ня біо­маси із за­стосува­н­ням сучас. технологій для отрима­н­ня теплової енергії. Створюються установки для отрима­н­ня біо­газу та моторного біо­дизпалива. Практично у всіх регіонах світу існують можливості для екс­плуатації вітро­енергет. устаткува­н­ня з метою виробництва електро­енергії і викона­н­ня мех. роботи. Геотермал. енергія має знач. потенціал в окремих регіонах світу і успішно використовується для опале­н­ня і гарячого водопо­стача­н­ня, а також для виробництва електро­енергії. Енергія соняч. радіації ефективно використовується для гарячого водопо­стача­н­ня і опале­н­ня; фото­електрика в пром. мас­штабах усе ще малодо­ступна, її про­грес може бути лише у випадку різкого технол. зро­ста­н­ня, що забезпечить значне зниже­н­ня цін на фото­електр. станції. Найпоширенішим є викори­ста­н­ня соняч. фото­елементів для живле­н­ня електро­приладів (калькуляторів, годин­ників, тощо). Вартісні показники електро­енергії від В. д. е., виробленої на різних видах електро­станцій, нині знаходяться в середньому на рівні традиц. електро­станцій (за винятком фото­енергетики, де вартість електро­енергії в 4–5 разів вища). Спо­стерігається стійке зниже­н­ня вартості електро­енергії від В. д. е., зокрема й на фото­елементах. Викори­ста­н­ня енергії від­новлюв. джерел є одним із пріоритет. напрямів роз­витку світ. енергетики, що зумовлене необхідністю усуне­н­ня енергет. не­стабільності країн, повʼязаної з енергет. кризами, зменше­н­ня обсягів шкідл. викидів, що утворюються під час викори­ста­н­ня традиц. енергоносіїв, збереже­н­ня запасів енергоресурсів для майбут. поколінь, збільше­н­ня витрат органіч. сировини для не­енергет. потреб. Частка В. д. е. у заг. світ. енерго­споживан­ні складає бл. 14 %. Кінець другого тисячолі­т­тя характеризується інтенсив. зро­ста­н­ням обсягів викори­ста­н­ня енергії від­новлюв. джерел у більшості роз­винених країн, зокрема в США, Німеч­чині, Іспанії, Швеції, Данії, Японії. Напр., у Данії станом на 2000 частка В. д. е. становила 10 % від заг. енерго­спожива­н­ня. Особливо бурхл. темпами роз­вивається вітро­енергетика. Сумарна встановлена потужність вітро­енергет. устаткува­н­ня на кін. 2003 у світі досягла 40 301 МВт, зокрема у Німеч­чині — 14 602 МВт. У 2003 частка В. д. е. у структурі заг. енерго­спожива­н­ня України становила бл. 3 %, заг. річний технічно досяжний енергет. потенціал В. д. е. в пере­рахунку на умовне паливо (у. п.) — бл. 63 млн т у. п. Наук.-тех. і пром. база від­новлюв. енергетики в Україні знаходиться на досить високому рівні і цілком придатна для мас. випуску устаткува­н­ня галузі. Фахівців з різних напрямів від­новлюв. енергетики готують на каф. 10-ти ВНЗів України, провід­ною з яких є каф. від­новлюв. енергетики при Нац. тех. університеті України «Київ. політех. ін­ститут». 2004 у структурі НАНУ створ. Ін­ститут від­новлюв. енергетики (Київ), який проводить фундам. і прикладні дослідж. з метою одержа­н­ня нових наук. знань у галузі фіз.-тех. про­блем енергетики на основі В. д. е., спрямованих на формува­н­ня пер­спектив. напрямів освоє­н­ня енергії від­новлюв. джерел, пере­творе­н­ня і стабілізацію параметрів енергії, під­вище­н­ня ефективності і надійності процесів пере­творе­н­ня енергії, автоматизацію й оптимізацію режимів тепло­електро­енергет. систем на основі В. д. е. тощо. Діють низка громад. організацій, серед них — Асоціації біо­енергетики та геотермал. енергетики, молодіжна організація «Зелена енергетика майбутнього». Пита­н­ня В. д. е. висвітлюють ж. «Зелена енергетика» та «Від­новлювана енергетика», щорічно проводяться між­нар. наук.-тех. конференції.

Літ.: Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии / Пер. с англ. Москва, 1990; Дикий М. О. Поновлювані джерела енергії. К., 1993; Мхитарян Н. М. Энергетика нетрадицион­ных и возобновляемых источников. К., 1999; Асланян Г. С., Молодцов С. Д. Финансовые аспекты использования нетрадицион­ных источников энергии // Теплоэнергетика. 2001. № 2; Енергетичні ресурси та потоки / За ред. А. Шидловського. К., 2003.

С. О. Кудря, Л. В. Яценко

Завантажити статтю