Dezvoltarea energiei - Energy development

Dezvoltarea energiei

Schema surselor globale de energie în 2010

Total Energie regenerabilă împărțită în funcție de sursă
   Fosil
   Nuclear
   Hidro
   Etanol
   Biodiesel
   Vânt
   Solar PV
   Solar CSP
   oceanic
Sursa: Rețeaua de politici privind energia regenerabilă

Producția totală mondială de energie primară

Producția totală mondială de energie primară

  Producția totală de energie primară mondială ( patru miliarde Btu )
   China
   Rusia
   Africa
   Statele Unite
   Europa
   Brazilia

Rețineți diferitele axe Y pentru curbele totale (stânga) și regionale (dreapta)

Utilizarea / debitul energiei SUA în 2011

Utilizarea / debitul estimat al energiei în SUA în 2011. Diagramele fluxului energetic indică dimensiunea relativă a resurselor de energie primară și a utilizărilor finale din Statele Unite, cu combustibili în comparație cu unitatea comună de energie.

Diagramele fluxului de energie arată dimensiunea relativă a resurselor de energie primară și a utilizărilor finale în Statele Unite, comparativ cu combustibilii pe baza unei unități de energie comune (2011: 97,3 quads ).
Compuși și energie radiantă
   Solar
   Nuclear
   Hidro
   Vânt
   Geotermală
   Gaz natural
   Cărbune
   Biomasă
   Petrol
Producerea curenților electrici / utilizarea efectelor transmise
   Generarea de energie electrică
   Rezidențiale, comerciale, industriale, de transport
   Energie respinsă (căldură uzată)
   Servicii energetice

Dezvoltarea energiei este domeniul activităților axate pe obținerea surselor de energie din resursele naturale. Aceste activități includ producția de surse convenționale, alternative și regenerabile de energie, precum și pentru recuperarea și reutilizarea energiei care altfel ar fi irosită. Măsurile de conservare și eficiență a energiei reduc cererea pentru dezvoltarea energiei și pot avea beneficii pentru societate prin îmbunătățirea problemelor de mediu .

Societățile folosesc energia pentru transport, producție, iluminare, încălzire și aer condiționat și comunicații, în scopuri industriale, comerciale și casnice. Resursele energetice pot fi clasificate ca resurse primare, în care resursa poate fi utilizată substanțial în forma sa originală sau ca resurse secundare, unde sursa de energie trebuie convertită într-o formă mai convenabilă. Resursele neregenerabile sunt în mod semnificativ epuizate de utilizarea umană, în timp ce resursele regenerabile sunt produse de procese în desfășurare care pot susține exploatarea umană nedeterminată.

Mii de oameni sunt angajați în industria energetică . Industria convențională cuprinde industria petrolieră , industria gazelor naturale, industria energiei electrice și industria nucleară . Noile industrii energetice includ industria energiei regenerabile , care cuprinde producția alternativă și durabilă, distribuția și vânzarea de combustibili alternativi .

Clasificarea resurselor

Model de sistem deschis (elemente de bază)

Resursele energetice pot fi clasificate ca resurse primare, adecvate pentru utilizarea finală fără conversie la o altă formă, sau resurse secundare, în care forma utilizabilă de energie necesită o conversie substanțială dintr-o sursă primară. Exemple de resurse de energie primară sunt energia eoliană , energia solară , combustibilul pentru lemn, combustibilii fosili precum cărbunele, petrolul și gazele naturale și uraniul. Resursele secundare sunt cele precum electricitatea, hidrogenul sau alți combustibili sintetici.

O altă clasificare importantă se bazează pe timpul necesar regenerării unei resurse de energie. Resursele „regenerabile” sunt cele care își recuperează capacitatea într-un timp semnificativ de nevoile umane. Exemple sunt energia hidroelectrică sau energia eoliană, când fenomenele naturale care sunt sursa primară de energie sunt în curs și nu sunt epuizate de cererile umane. Resursele neregenerabile sunt cele care sunt epuizate semnificativ de utilizarea umană și care nu își vor recupera potențialul în mod semnificativ în timpul vieții umane. Un exemplu de sursă de energie neregenerabilă este cărbunele, care nu se formează în mod natural la o rată care ar susține utilizarea umană.

Combustibili fosili

Centrala Moss Landing din California este o centrală electrică cu combustibili fosili care arde gaze naturale într-o turbină pentru a produce electricitate

Sursele de combustibili fosili (fosile primare neregenerabile ) ard combustibili de cărbune sau hidrocarburi , care sunt rămășițele descompunerii plantelor și animalelor. Există trei tipuri principale de combustibili fosili: cărbune, petrol și gaze naturale . Un alt combustibil fosil, gazul petrolier lichefiat (GPL), derivă în principal din producția de gaze naturale. Căldura de la arderea combustibililor fosili este utilizată fie direct pentru încălzirea spațiului și încălzirea proceselor, fie transformată în energie mecanică pentru vehicule, procese industriale sau generarea de energie electrică . Acești combustibili fosili fac parte din ciclul carbonului și permit eliberarea energiei solare stocate în O 2 .

Utilizarea combustibililor fosili în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea a pus bazele Revoluției Industriale .

Combustibilii fosili reprezintă cea mai mare parte a surselor primare de energie din lume . În 2005, 81% din necesarul mondial de energie a fost satisfăcut din surse fosile. Tehnologia și infrastructura pentru utilizarea combustibililor fosili există deja. Combustibilii lichizi derivați din petrol furnizează multă energie utilizabilă pe unitate de greutate sau volum, ceea ce este avantajos în comparație cu surse de densitate mai mică a energiei , cum ar fi bateriile . Combustibilii fosili sunt în prezent economici pentru utilizarea descentralizată a energiei.

Dependența energetică de combustibilii fosili importați creează riscuri de securitate energetică pentru țările dependente. Dependența de petrol în special a dus la război, finanțarea radicalilor, monopolizare și instabilitate socio-politică.

Combustibilii fosili sunt resurse neregenerabile, care în cele din urmă vor scădea în producție și vor deveni epuizate. În timp ce procesele care au creat combustibili fosili sunt în desfășurare, combustibilii sunt consumați mult mai repede decât rata naturală de reaprovizionare. Extragerea combustibililor devine din ce în ce mai costisitoare pe măsură ce societatea consumă cele mai accesibile depozite de combustibil. Extracția combustibililor fosili are ca rezultat degradarea mediului , cum ar fi extracția benzilor și îndepărtarea vârfului de munte pentru cărbune.

Eficiența combustibilului este o formă de eficiență termică , adică eficiența unui proces care convertește energia potențială chimică conținută într-un combustibil purtător în energie cinetică sau muncă . Economia de combustibil este eficiența energetică a unui anumit vehicul, este dat ca un raport al distanței parcurse pe unitatea de combustibil consumat. Eficiența specifică greutății (eficiența pe unitate de greutate) poate fi declarată pentru transportul de marfă și eficiența specifică pasagerilor (eficiența vehiculului) per pasager. Combustia atmosferică ineficientă (arderea) combustibililor fosili din vehicule, clădiri și centrale electrice contribuie la insulele urbane de căldură .

Producția convențională de petrol a atins un nivel conservator, între 2007 și 2010. În 2010, s-a estimat că ar fi necesară o investiție de 8 trilioane de dolari în resurse neregenerabile pentru a menține nivelurile actuale de producție timp de 25 de ani. În 2010, guvernele au subvenționat combustibilii fosili cu aproximativ 500 de miliarde de dolari pe an. Combustibilii fosili sunt, de asemenea, o sursă de emisii de gaze cu efect de seră , ducând la îngrijorări cu privire la încălzirea globală dacă nu se reduce consumul.

Arderea combustibililor fosili duce la eliberarea poluării în atmosferă. Combustibilii fosili sunt în principal compuși ai carbonului. În timpul arderii , se eliberează dioxid de carbon , precum și oxizi de azot , funingine și alte particule fine . Dioxidul de carbon este principalul factor care contribuie la schimbările climatice recente . Alte emisii provenite de la centrala cu combustibili fosili includ dioxid de sulf , monoxid de carbon (CO), hidrocarburi , compuși organici volatili (COV), mercur , arsenic , plumb , cadmiu și alte metale grele, inclusiv urme de uraniu .

O centrală tipică de cărbune generează miliarde de kilowați oră de energie electrică pe an.

Nuclear

Fisiune

Navele americane nucleare, (de sus în jos), crucișătoarele USS Bainbridge , USS Long Beach și USS Enterprise , cea mai lungă navă navală și primul portavion cu propulsie nucleară . Imagine făcută în 1964 în timpul unei călătorii record de 49590 km în jurul lumii în 65 de zile fără realimentare. Membrii echipajului descriu formula de echivalență masă-energie a lui Einstein E = mc 2 pe puntea de zbor.
Spărgătorul de gheață cu energie nucleară rus NS Yamal într-o expediție științifică comună cu NSF în 1994

Energia nucleară este utilizarea fisiunii nucleare pentru a genera căldură și electricitate utile . Fisiunea uraniului produce aproape toată energia nucleară semnificativă din punct de vedere economic. Generatoarele termoelectrice radioizotopice formează o componentă foarte mică a generării de energie, mai ales în aplicații specializate, cum ar fi vehiculele spațiale adânci.

Centralele nucleare , cu excepția reactoarelor navale , furnizau în 2012 aproximativ 5,7% din energia lumii și 13% din energia electrică a lumii.

În 2013, AIEA raportează că există 437 de reactoare nucleare operaționale, în 31 de țări , deși nu fiecare reactor produce electricitate. În plus, există aproximativ 140 de nave navale care utilizează propulsie nucleară în funcțiune, alimentate cu aproximativ 180 de reactoare. Începând cu 2013, obținerea unui câștig net de energie din reacțiile de fuziune nucleară susținute, excluzând sursele naturale de energie de fuziune, cum ar fi Soarele , rămâne un domeniu continuu de cercetare internațională în domeniul fizicii și ingineriei . La mai bine de 60 de ani de la primele încercări, producția comercială de energie de fuziune rămâne puțin probabilă înainte de 2050.

Există o dezbatere în curs despre energia nucleară . Susținătorii, precum Asociația Mondială Nucleară , AIEA și Ecologiștii pentru Energia Nucleară susțin că energia nucleară este o sursă de energie sigură și durabilă care reduce emisiile de carbon . Oponenții susțin că energia nucleară reprezintă multe amenințări pentru oameni și mediu .

Accidentele centralelor nucleare includ dezastrul de la Cernobîl (1986), dezastrul nuclear Fukushima Daiichi (2011) și accidentul de la Three Mile Island (1979). Au existat, de asemenea, unele accidente submarine nucleare. În ceea ce privește viețile pierdute pe unitate de energie generată, analiza a determinat că energia nucleară a cauzat mai puține decese pe unitate de energie generată decât celelalte surse majore de generare a energiei. Producția de energie din cărbune , petrol , gaze naturale și hidroenergie a cauzat un număr mai mare de decese pe unitate de energie generată din cauza poluării aerului și a efectelor accidentelor energetice . Cu toate acestea, costurile economice ale accidentelor cu energie nucleară sunt ridicate, iar topirile pot dura zeci de ani până la curățare. Costurile umane ale evacuărilor populațiilor afectate și ale mijloacelor de trai pierdute sunt, de asemenea, semnificative.

Comparând decesele cauzate de cancerul latent al Nuclear , cum ar fi cancerul, cu alte surse de energie, decese imediate pe unitate de energie generată (GWeyr). Acest studiu nu include cancerul legat de combustibilii fosili și alte decese indirecte create de utilizarea consumului de combustibil fosil în clasificarea sa de „accidente grave”, care ar fi un accident cu mai mult de 5 decese.

Începând cu 2012, conform AIEA , în întreaga lume existau 68 de reactoare nucleare civile în construcție în 15 țări, dintre care aproximativ 28 în Republica Populară Chineză (RPC), cu cel mai recent reactor nuclear, din mai 2013, să fie conectat la rețeaua electrică , care va avea loc la 17 februarie 2013, în centrala nucleară Hongyanhe din RPC. În Statele Unite, două noi reactoare de generația III sunt în construcție la Vogtle . Oficialii industriei nucleare americane se așteaptă ca cinci noi reactoare să intre în funcțiune până în 2020, toate la centralele existente. În 2013, patru reactoare vechi, necompetitive, au fost închise definitiv.

Experimente recente în extragerea uraniului utilizează frânghii polimerice acoperite cu o substanță care absoarbe selectiv uraniul din apa de mare. Acest proces ar putea face ca volumul considerabil de uraniu dizolvat în apa de mare să fie exploatabil pentru producerea de energie. Deoarece procesele geologice în desfășurare transportă uraniul către mare în cantități comparabile cu cantitatea care ar fi extrasă prin acest proces, într-un anumit sens, uraniul de mare devine o resursă durabilă.

Energia nucleară este o metodă de producere a energiei cu emisii reduse de carbon , cu o analiză a literaturii privind intensitatea emisiilor ciclului său total de viață , constatând că este similară cu sursele regenerabile într-o comparație a emisiilor de gaze cu efect de seră (GES) pe unitate de energie generată. Începând cu anii 1970, combustibilul nuclear a dislocat aproximativ 64 de gigatone de gaze cu efect de seră echivalent dioxid de carbon (GtCO2-eq) , care altfel ar fi rezultat din arderea petrolului, cărbunelui sau gazului natural în centralele cu combustibili fosili .

Eliminarea treptată și retragerea energiei nucleare

Accidentul nuclear japonez Fukushima Daiichi din 2011 , care a avut loc într-un proiect al reactorului din anii 1960 , a determinat o regândire a politicii de siguranță nucleară și energie nucleară în multe țări. Germania a decis să-și închidă toate reactoarele până în 2022, iar Italia a interzis energia nucleară. După Fukushima, în 2011, Agenția Internațională pentru Energie a redus la jumătate estimarea capacității sale suplimentare de generare nucleară care urmează să fie construită până în 2035.

Fukushima

După dezastrul nuclear din 2011 din Fukushima Daiichi - al doilea incident nuclear cel mai grav , care a strămutat 50.000 de gospodării după ce s-a scurs material radioactiv în aer, sol și mare și cu verificările ulterioare ale radiațiilor care au dus la interzicerea unor transporturi de legume și pește - un sprijin public global a fost publicat un sondaj realizat de Ipsos (2011) pentru sursele de energie, iar fisiunea nucleară sa dovedit a fi cea mai puțin populară

Economia fisiunii

Sprijin public public global scăzut pentru fisiunea nucleară după Fukushima ( Ipsos- sondaj, 2011)

Economia noilor centrale nucleare este un subiect controversat, deoarece există opinii divergente cu privire la acest subiect, iar investițiile de miliarde de dolari se bazează pe alegerea unei surse de energie. Centralele nucleare au de obicei costuri de capital ridicate pentru construirea centralei, dar costuri directe reduse ale combustibilului. În ultimii ani a existat o încetinire a creșterii cererii de energie electrică, iar finanțarea a devenit mai dificilă, ceea ce afectează proiecte mari, cum ar fi reactoarele nucleare, cu costuri inițiale foarte mari și cicluri lungi de proiecte care prezintă o mare varietate de riscuri. În Europa de Est, o serie de proiecte de lungă durată se luptă să găsească finanțare, în special Belene în Bulgaria și reactoarele suplimentare de la Cernavodă din România, iar unii potențiali susținători s-au retras. Acolo unde este disponibil gaz ieftin și aprovizionarea sa viitoare relativ sigură, acest lucru pune, de asemenea, o problemă majoră pentru proiectele nucleare.

Analiza economiei energiei nucleare trebuie să ia în considerare cine suportă riscurile incertitudinilor viitoare. Până în prezent, toate centralele nucleare în exploatare au fost dezvoltate de către monopolurile de stat sau reglementate ale utilităților, unde multe dintre riscurile asociate cu costurile de construcție, performanța de funcționare, prețul combustibilului și alți factori au fost suportate de consumatori, mai degrabă decât de furnizori. Multe țări au liberalizat acum piața energiei electrice, unde aceste riscuri și riscul apariției unor concurenți mai ieftini înainte de recuperarea costurilor de capital sunt suportate de furnizorii și operatorii de instalații, mai degrabă decât de consumatori, ceea ce duce la o evaluare semnificativ diferită a economiei noii energii nucleare. plante.

Cheltuieli

Costurile vor crește probabil pentru centralele nucleare care funcționează în prezent și pentru noile centrale nucleare, din cauza cerințelor crescute pentru gestionarea combustibilului uzat la fața locului și a amenințărilor ridicate bazate pe proiectare. În timp ce primele modele de acest gen, cum ar fi EPR-urile în construcție, sunt întârziate și depășesc bugetul, din cele șapte APR-1400 sud-coreene în prezent în construcție la nivel mondial, două sunt în Coreea de Sud la Centrala Nucleară Hanul și patru sunt la cel mai mare proiect de construcție de stații nucleare din lume începând din 2016, în Emiratele Arabe Unite la centrala nucleară planificată Barakah . Primul reactor, Barakah-1, este finalizat în proporție de 85% și este programat pentru conectarea la rețea în 2017. Două dintre cele patru EPR în construcție (în Finlanda și Franța) au întârziat semnificativ și au depășit semnificativ costurile.

Surse regenerabile

Adăugările de capacitate de energie regenerabilă în 2020 s-au extins cu peste 45% din 2019, incluzând o creștere cu 90% a capacității eoliene globale (verde) și o extindere de 23% a noilor instalații solare fotovoltaice (galben).

Energia regenerabilă este, în general, definită ca energia care provine din resurse care sunt alimentate în mod natural pe o scară de timp umană, cum ar fi lumina soarelui , vântul , ploaia , mareele , valurile și căldura geotermală . Energia regenerabilă înlocuiește combustibilii convenționali în patru domenii distincte: generarea de electricitate , încălzirea apei calde / spațiului , combustibilii pentru motoare și serviciile energetice rurale (în afara rețelei) .

Aproximativ 16% din consumul final global de energie provine în prezent din resurse regenerabile , cu 10% din toată energia din biomasă tradițională , utilizată în principal pentru încălzire și 3,4% din hidroelectricitate . Noile surse regenerabile (hidro mici, biomasă modernă, eoliană, solară, geotermală și biocombustibili) reprezintă încă 3% și cresc rapid. La nivel național, cel puțin 30 de națiuni din întreaga lume au deja energie regenerabilă, contribuind cu peste 20% din aprovizionarea cu energie. Se preconizează că piețele naționale de energie regenerabilă vor continua să crească puternic în următorul deceniu și nu numai. Puterea eoliană , de exemplu, crește cu o rată de 30% anual, cu o capacitate instalată la nivel mondial de 282 482 megawați (MW) la sfârșitul anului 2012.

Resursele de energie regenerabilă există în zone geografice largi, spre deosebire de alte surse de energie, care sunt concentrate într-un număr limitat de țări. Implementarea rapidă a energiei regenerabile și a eficienței energetice are ca rezultat o securitate energetică semnificativă , atenuarea schimbărilor climatice și beneficii economice. În sondajele internaționale de opinie publică există un sprijin puternic pentru promovarea surselor regenerabile precum energia solară și eoliană.

În timp ce multe proiecte de energie regenerabilă sunt la scară largă, tehnologiile regenerabile sunt adecvate și zonelor rurale și îndepărtate și țărilor în curs de dezvoltare , unde energia este adesea crucială în dezvoltarea umană . Secretarul general al Organizației Națiunilor Unite , Ban Ki-moon, a declarat că energia regenerabilă are capacitatea de a ridica cele mai sărace națiuni la noi niveluri de prosperitate.

Hidroelectricitate

Barajul Three Gorges de 22.500 MW din China - cea mai mare centrală hidroelectrică din lume

Hidroelectricitatea este energie electrică generată de hidroenergie ; forța căderii sau curgerii apei. În 2015, hidroenergia a generat 16,6% din totalul energiei electrice din lume și 70% din totalul energiei regenerabile și era de așteptat să crească cu aproximativ 3,1% în fiecare an în următorii 25 de ani.

Hidroenergia este produsă în 150 de țări, regiunea Asia-Pacific generând 32 la sută din energia hidroenergetică globală în 2010. China este cel mai mare producător de hidroelectricitate, cu 721 terawați-oră de producție în 2010, reprezentând aproximativ 17 la sută din consumul de energie electrică internă. Acum există trei centrale hidroelectrice mai mari de 10 GW: barajul Three Gorges din China, barajul Itaipu peste granița Brazilia / Paraguay și barajul Guri din Venezuela.

Costul hidroelectricității este relativ scăzut, ceea ce îl face o sursă competitivă de energie regenerabilă. Costul mediu al energiei electrice de la o hidrocentrală mai mare de 10 megawatti este de 3 până la 5 cenți SUA pe kilowatt-oră. Hidro este, de asemenea, o sursă flexibilă de electricitate, deoarece centralele pot fi crescute în sus și în jos foarte repede pentru a se adapta cerințelor de energie în schimbare. Cu toate acestea, digul întrerupe fluxul râurilor și poate dăuna ecosistemelor locale, iar construirea de baraje mari și rezervoare implică adesea deplasarea oamenilor și a faunei sălbatice. Odată construit un complex hidroelectric, proiectul nu produce deșeuri directe și are un nivel de producție considerabil mai scăzut al dioxidului de carbon cu gaze cu efect de seră decât centralele energetice cu combustibil fosil .

Vânt

Parcul eolian offshore Burbo Bank din nord-vestul Angliei
Creșterea globală a capacității eoliene

Energia eoliană valorifică puterea vântului pentru a propulsa palele turbinelor eoliene . Aceste turbine provoacă rotația magneților , ceea ce creează electricitate. Turnurile eoliene sunt de obicei construite împreună în parcurile eoliene . Există parcuri eoliene offshore și onshore . Capacitatea eoliană globală sa extins rapid la 336 GW în iunie 2014, iar producția de energie eoliană a fost de aproximativ 4% din consumul total de energie electrică la nivel mondial și a crescut rapid.

Energia eoliană este utilizată pe scară largă în Europa , Asia și Statele Unite . Mai multe țări au atins niveluri relativ ridicate de penetrare a energiei eoliene, cum ar fi 21% din producția de electricitate staționară în Danemarca , 18% în Portugalia , 16% în Spania , 14% în Irlanda și 9% în Germania în 2010. Până în 2011, la de peste 50% din electricitatea din Germania și Spania provine din energia eoliană și solară. Începând cu 2011, 83 de țări din întreaga lume folosesc energia eoliană pe bază comercială.

Multe dintre cele mai mari parcuri eoliene terestre din lume se află în Statele Unite , China și India . Majoritatea celor mai mari parcuri eoliene offshore din lume se află în Danemarca , Germania și Regatul Unit . Cele mai mari două parcuri eoliene offshore sunt în prezent London Array de 630 MW și Gwynt y Môr .

Parcuri eoliene mari de pe uscat
Fermă eoliană
Capacitate curentă
( MW )
Țară Note
Alta (Oak Creek-Mojave) 1.320  Statele Unite ale Americii
Parcul eolian Jaisalmer 1.064  India
Parcul eolian Roscoe 781  Statele Unite ale Americii
Horse Hollow Wind Energy Center 735  Statele Unite ale Americii
Parcul eolian Capricorn Ridge 662  Statele Unite ale Americii
Parcul Eolian Fântânele-Cogealac 600  România
Fowler Ridge Wind Farm 599  Statele Unite ale Americii

Solar

O parte a complexului solar SEGS de 354 MW din nordul județului San Bernardino, California
Centrala solară Andasol de 150 MW este o centrală solară concentrată , situată în Spania .

Energia solară , radiantă de lumină și căldură de la soare , este valorificată folosind o gamă de tehnologii în continuă evoluție , cum ar fi încălzirea solară , celulele solare fotovoltaice , energie electrică termică solară , arhitectura solară și fotosinteza artificială .

Tehnologiile solare sunt caracterizate în general , fie ca pasive solare sau activ solare în funcție de modul în care acestea de captare, converti și distribuie energia solară. Tehnicile solare active includ utilizarea panourilor fotovoltaice și a colectoarelor solare termice pentru a valorifica energia. Tehnicile solare pasive includ orientarea unei clădiri spre Soare, selectarea materialelor cu masă termică favorabilă sau proprietăți de dispersie a luminii și proiectarea spațiilor care circulă în mod natural aerul .

În 2011, Agenția Internațională pentru Energie a spus că „dezvoltarea tehnologiilor de energie solară la prețuri accesibile, inepuizabile și curate va avea beneficii imense pe termen lung. Aceasta va spori securitatea energetică a țărilor prin dependența de o resursă indigenă, inepuizabilă și în mare parte independentă de import , îmbunătățirea durabilității , reducerea poluării, scăderea costurilor de atenuare a schimbărilor climatice și menținerea prețurilor combustibililor fosili mai mici decât altfel. Aceste avantaje sunt globale. Prin urmare, costurile suplimentare ale stimulentelor pentru implementarea timpurie ar trebui să fie considerate investiții în învățare; acestea trebuie cheltuite cu înțelepciune și trebuie împărtășite pe scară largă ". Peste 100 de țări utilizează fotovoltaice solare.

Fotovoltaica (PV) este o metodă de generare a energiei electrice prin conversia radiației solare în energie electrică cu curent continuu folosind semiconductori care prezintă efectul fotovoltaic . Generarea de energie fotovoltaică folosește panouri solare compuse dintr-un număr de celule solare care conțin un material fotovoltaic. Materialele utilizate în prezent pentru fotovoltaică includ siliciu monocristalin , siliciu policristalin , siliciu amorf , cadmiu - telur și cupru indiu galiu selenide / sulfurat. Datorită cererii crescute de surse de energie regenerabile , fabricarea celulelor solare și a rețelelor fotovoltaice a avansat considerabil în ultimii ani.

Fotovoltaica solară este o sursă de energie durabilă . Până la sfârșitul anului 2018, un total de 505 GW au fost instalate în întreaga lume, cu 100 GW instalate în acel an.

Condus de progresele tehnologice și de creșterea nivelului de producție și a sofisticării, costul fotovoltaicii a scăzut constant de când au fost fabricate primele celule solare, iar costul nivelat al energiei electrice ( LCOE ) din PV este competitiv cu sursele convenționale de energie electrică într-o listă extinsă de regiuni geografice. Contorizarea netă și stimulentele financiare, cum ar fi tarifele preferențiale de alimentare pentru energia electrică generată de energie solară, au sprijinit instalațiile solare fotovoltaice din multe țări. Timpul de energie Payback (EPBT), de asemenea , cunoscut sub numele de amortizare a energiei , depinde de localizarea lui solare anuale insolația și temperatura de profil, precum și pe tipul celor utilizate de PV-tehnologie. Pentru fotovoltaica convențională din siliciu cristalin , EPBT este mai mare decât pentru tehnologiile cu film subțire, cum ar fi sistemele CdTe-PV sau CPV . Mai mult, timpul de rambursare a scăzut în ultimii ani datorită mai multor îmbunătățiri, cum ar fi eficiența celulelor solare și proceselor de fabricație mai economice. Începând cu 2014, fotovoltaica recuperează în medie energia necesară pentru a le fabrica în 0,7 până la 2 ani. Acest lucru are ca rezultat aproximativ 95% din energia curată net produsă de un sistem fotovoltaic solar pe acoperiș pe o perioadă de viață de 30 de ani. Instalațiile pot fi montate la sol (și uneori integrate cu agricultura și pășunatul) sau încorporate în acoperișul sau pereții unei clădiri (fie fotovoltaice integrate în clădire, fie pur și simplu pe acoperiș).

Biocombustibili

Un autobuz alimentat cu biodiesel
Informații despre pompă cu privire la combustibilul cu etanol se amestecă până la 10%, California

Un biocombustibil este un combustibil care conține energie din fixarea carbonului recent din punct de vedere geologic . Acești combustibili sunt produși din organisme vii . Exemple de fixare a carbonului apar la plante și microalge . Acești combustibili sunt produși printr-o conversie a biomasei (biomasa se referă la organisme vii recent, cel mai adesea referindu-se la plante sau materiale derivate din plante). Această biomasă poate fi convertită în substanțe convenabile care conțin energie în trei moduri diferite: conversie termică, conversie chimică și conversie biochimică. Această conversie a biomasei poate duce la combustibil sub formă solidă , lichidă sau gazoasă . Această nouă biomasă poate fi utilizată pentru biocombustibili. Biocombustibilii au crescut în popularitate din cauza creșterii prețurilor la petrol și a necesității securității energetice .

Bioetanolul este un alcool produs prin fermentare , în principal din carbohidrați produși în culturi de zahăr sau amidon , cum ar fi porumbul sau trestia de zahăr . Biomasa celulozică , derivată din surse nealimentare, cum ar fi copacii și ierburile, este, de asemenea, dezvoltată ca materie primă pentru producția de etanol. Etanolul poate fi utilizat ca combustibil pentru vehicule în forma sa pură, dar este de obicei folosit ca aditiv pe benzină pentru a crește octanul și pentru a îmbunătăți emisiile vehiculului. Bioetanolul este utilizat pe scară largă în SUA și în Brazilia . Proiectarea actuală a plantei nu prevede transformarea porțiunii de lignină din materiile prime vegetale în componente combustibile prin fermentare.

Biodieselul este fabricat din uleiuri vegetale și grăsimi animale . Biodieselul poate fi utilizat ca combustibil pentru vehicule în forma sa pură, dar este de obicei folosit ca aditiv diesel pentru a reduce nivelurile de particule, monoxid de carbon și hidrocarburi de la vehiculele cu motor diesel. Biodieselul este produs din uleiuri sau grăsimi folosind transesterificarea și este cel mai frecvent biocombustibil din Europa. Cu toate acestea, sunt în curs cercetări privind producerea de combustibili regenerabili din decarboxilare

În 2010, producția mondială de biocombustibili a ajuns la 105 miliarde de litri (28 miliarde galoane SUA), în creștere cu 17% față de 2009, iar biocombustibilii au furnizat 2,7% din combustibilii mondiali pentru transportul rutier, o contribuție în mare parte compusă din etanol și biodiesel. Producția globală de etanol a atins 86 de miliarde de litri (23 miliarde de galoane SUA) în 2010, Statele Unite și Brazilia fiind primii producători mondiali, reprezentând împreună 90% din producția globală. Cel mai mare producător de biodiesel din lume este Uniunea Europeană , reprezentând 53% din toată producția de biodiesel în 2010. Începând din 2011, există mandate pentru amestecarea biocombustibililor în 31 de țări la nivel național și în 29 de state sau provincii. Agenția Internațională pentru Energie are ca obiectiv biocombustibilii să satisfacă mai mult de un sfert din cererea mondială de combustibili pentru transport până în 2050, pentru a reduce dependența de petrol și cărbune.

Geotermală

Aburi care se ridică de la Centrala Geotermală Nesjavellir din Islanda

Energia geotermală este energia termică generată și stocată pe Pământ. Energia termică este energia care determină temperatura materiei. Energia geotermală a scoarței terestre provine din formarea inițială a planetei (20%) și din degradarea radioactivă a mineralelor (80%). Gradientul geotermal , care este diferența de temperatură dintre miezul planetei și suprafața ei, conduce o conducta continuu de energie termică sub formă de căldură din miez la suprafață. Adjectivul geotermal provine din rădăcinile grecești γη (ge) , adică pământ, și θερμος (termos) , adică fierbinte.

Căldura internă a Pământului este energia termică generată din dezintegrarea radioactivă și pierderea continuă de căldură din formarea Pământului. Temperaturile la limita miez-manta pot ajunge la peste 4000 ° C (7,200 ° F). Temperatura ridicată și presiunea din interiorul Pământului fac ca unele roci să se topească și mantaua solidă să se comporte plastic, rezultând porțiuni de manta care se convectează în sus, deoarece este mai ușoară decât roca din jur. Roca și apa sunt încălzite în crustă, uneori până la 370 ° C (700 ° F).

Din izvoarele termale , energia geotermală a fost folosită pentru scăldat încă din epoca paleolitică și pentru încălzirea spațiului încă din antichitatea romană, dar acum este mai bine cunoscută pentru generarea de electricitate . La nivel mondial, 11.400 megawatti (MW) de energie geotermală sunt online în 24 de țări în 2012. În 2010, sunt instalați încă 28 gigawati de capacitate directă de încălzire geotermală pentru încălzirea centralizată, încălzirea spațiilor, spa-urile, procesele industriale, desalinizarea și aplicațiile agricole în 2010.

Energia geotermală este rentabilă, fiabilă, durabilă și ecologică, dar a fost limitată istoric la zonele din apropierea limitelor plăcii tectonice . Progresele tehnologice recente au extins dramatic gama și dimensiunea resurselor viabile, în special pentru aplicații precum încălzirea locuințelor, deschizând un potențial de exploatare pe scară largă. Puțurile geotermale degajă gaze cu efect de seră prinse adânc în pământ, dar aceste emisii sunt mult mai mici pe unitate de energie decât cele ale combustibililor fosili. În consecință, energia geotermală are potențialul de a contribui la atenuarea încălzirii globale dacă este dislocată pe scară largă în locul combustibililor fosili.

Resursele geotermale ale Pământului sunt teoretic mai mult decât adecvate pentru a furniza nevoile de energie ale umanității, dar numai o fracțiune foarte mică poate fi exploatată profitabil. Forarea și explorarea resurselor profunde este foarte costisitoare. Prognozele pentru viitorul energiei geotermale depind de ipotezele legate de tehnologie, prețurile energiei, subvenții și rate ale dobânzii. Programele pilot, cum ar fi clientul EWEB, optează pentru programul Green Power, arată că clienții ar fi dispuși să plătească puțin mai mult pentru o sursă de energie regenerabilă precum geotermala. Dar, ca urmare a cercetării asistate de guvern și a experienței din industrie, costul generării energiei geotermale a scăzut cu 25% în ultimele două decenii. În 2001, energia geotermală a costat între doi și zece cenți SUA pe kWh.

oceanic

Energia marină sau energia marină (denumită uneori și energie oceanică , energie oceanică sau energie marină și hidrocinetică ) se referă la energia transportată de valurile oceanelor , mareele , salinitatea și diferențele de temperatură ale oceanului . Mișcarea apei în oceanele lumii creează un vast depozit de energie cinetică sau energie în mișcare. Această energie poate fi valorificată pentru a genera electricitate pentru a alimenta locuințele, transporturile și industriile.

Termenul de energie maritimă cuprinde atât puterea valurilor, adică puterea din valurile de suprafață, cât și puterea mareelor, adică obținută din energia cinetică a corpurilor mari de apă în mișcare. Energia eoliană offshore nu este o formă de energie marină, deoarece energia eoliană este derivată din vânt, chiar dacă turbinele eoliene sunt plasate deasupra apei. Oceanele au o cantitate extraordinară de energie și sunt aproape de multe, dacă nu chiar de cele mai concentrate populații. Energia oceanului are potențialul de a furniza o cantitate substanțială de energie regenerabilă nouă în întreaga lume.

100% energie regenerabilă

Stimularea utilizării energiei 100% regenerabile, pentru electricitate, transport sau chiar furnizarea totală de energie primară la nivel global, a fost motivată de încălzirea globală și alte preocupări ecologice, precum și economice. Utilizarea energiei regenerabile a crescut mult mai repede decât anticipase oricine. Grupul interguvernamental privind schimbările climatice a declarat că există puține limite tehnologice fundamentale pentru integrarea unui portofoliu de tehnologii de energie regenerabilă pentru a satisface cea mai mare parte a cererii totale de energie la nivel mondial. La nivel național, cel puțin 30 de națiuni din întreaga lume au deja energie regenerabilă, contribuind cu peste 20% din aprovizionarea cu energie. De asemenea, Stephen W. Pacala și Robert H. Socolow au dezvoltat o serie de „ pene de stabilizare ” care ne pot permite să ne menținem calitatea vieții evitând în același timp schimbările climatice catastrofale, iar „sursele regenerabile de energie”, în ansamblu, constituie cel mai mare număr din „pene” lor.

Mark Z. Jacobson spune că producerea de energie nouă cu energie eoliană , solară și hidroenergetică până în 2030 este fezabilă și aranjamentele existente de furnizare a energiei ar putea fi înlocuite până în 2050. Barierele în implementarea planului de energie regenerabilă sunt considerate a fi „în primul rând sociale și politice, nu tehnologice sau economice ". Jacobson spune că costurile energiei cu un sistem eolian, solar, de apă ar trebui să fie similare cu costurile energetice actuale.

În mod similar, în Statele Unite, Consiliul Național de Cercetare independent a observat că „există suficiente resurse interne regenerabile pentru a permite electricității regenerabile să joace un rol semnificativ în viitoarea producție de energie electrică și astfel să contribuie la confruntarea cu problemele legate de schimbările climatice, securitatea energetică și escaladarea a costurilor cu energia ... Energia regenerabilă este o opțiune atractivă, deoarece resursele regenerabile disponibile în Statele Unite, luate colectiv, pot furniza cantități semnificativ mai mari de energie electrică decât cererea totală curentă sau cea internă proiectată. " .

Criticii abordării „energiei 100% regenerabile” includ Vaclav Smil și James E. Hansen . Smil și Hansen sunt îngrijorați de producția variabilă a energiei solare și eoliene, dar Amory Lovins susține că rețeaua electrică poate face față, la fel cum sprijină în mod obișnuit centralele nucleare care funcționează cu cărbune și cele nucleare.

Google a cheltuit 30 de milioane de dolari pentru proiectul lor „Energie regenerabilă mai ieftină decât cărbunele” pentru a dezvolta energie regenerabilă și a preveni schimbările climatice catastrofale. Proiectul a fost anulat după ce s-a ajuns la concluzia că un scenariu optim pentru progrese rapide în energia regenerabilă ar putea avea ca rezultat emisiile cu 55% mai mici decât previziunile privind combustibilii fosili pentru 2050.

Eficiență energetică crescută

O lampă fluorescentă compactă integrată de tip spirală , care a fost populară în rândul consumatorilor nord-americani de la introducerea sa la mijlocul anilor '90

Deși creșterea eficienței utilizării energiei nu este o dezvoltare a energiei în sine, aceasta poate fi luată în considerare la subiectul dezvoltării energiei, deoarece pune la dispoziție sursele de energie existente pentru a lucra.

Utilizarea eficientă a energiei reduce cantitatea de energie necesară pentru furnizarea de produse și servicii. De exemplu, izolarea unei case permite unei clădiri să utilizeze mai puțină energie de încălzire și răcire pentru a menține o temperatură confortabilă. Instalarea lămpilor fluorescente sau a luminatoarelor naturale reduce cantitatea de energie necesară pentru iluminare în comparație cu becurile cu incandescență . Luminile fluorescente compacte utilizează cu două treimi mai puțină energie și pot dura de 6 până la 10 ori mai mult decât luminile incandescente. Îmbunătățirea eficienței energetice se realizează cel mai adesea prin adoptarea unei tehnologii eficiente sau a unui proces de producție.

Reducerea consumului de energie poate economisi bani consumatorilor, dacă economiile de energie compensează costul unei tehnologii eficiente din punct de vedere energetic. Reducerea consumului de energie reduce emisiile. Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie , eficiența energetică îmbunătățită în clădiri , procese industriale și transporturi ar putea reduce necesarul energetic mondial în 2050 cu o treime și ar putea contribui la controlul emisiilor globale de gaze cu efect de seră.

Se spune că eficiența energetică și energia regenerabilă sunt cei doi piloni ai politicii energetice durabile. În multe țări, eficiența energetică are, de asemenea, un avantaj de securitate națională, deoarece poate fi utilizată pentru a reduce nivelul importurilor de energie din țări străine și poate încetini ritmul la care resursele energetice interne sunt epuizate.

S-a descoperit „că pentru țările OECD, eolianul, geotermala, hidroelectrica și nucleară au cele mai scăzute rate de pericol în rândul surselor de energie în producție”.

Transmisie

O secțiune ridicată a conductei Alaska

În timp ce noile surse de energie sunt rareori descoperite sau făcute posibile prin noile tehnologii , tehnologia de distribuție evoluează continuu. Utilizarea pilelor de combustibil în mașini, de exemplu, este o tehnologie de livrare anticipată. Această secțiune prezintă diferitele tehnologii de livrare care au fost importante pentru dezvoltarea istorică a energiei. Toți se bazează pe sursele de energie enumerate în secțiunea anterioară.

Transport și conducte

Cărbunele , petrolul și derivații acestora sunt livrați cu barca, pe calea ferată sau pe drum. Petrolul și gazele naturale pot fi, de asemenea, livrate prin conducte , și cărbune printr-o conductă Slurry . Combustibili precum benzina și GPL pot fi livrați și prin intermediul aeronavelor . Conductele de gaze naturale trebuie să mențină o anumită presiune minimă pentru a funcționa corect. Costurile mai mari ale transportului și depozitării etanolului sunt adesea prohibitive.

Transfer de energie prin cablu

Rețeaua electrică - stâlpii și cablurile distribuie energia

Rețelele electrice sunt rețelele utilizate pentru a transmite și distribui energie de la sursa de producție la utilizatorul final, când cele două pot fi la sute de kilometri distanță. Sursele includ centrale electrice de producție, cum ar fi un reactor nuclear , o centrală electrică cu cărbune etc. O combinație de sub-stații și linii de transport sunt utilizate pentru a menține un flux constant de energie electrică. Grile pot suferi de tranzitorii penele de curent și brownouts , de multe ori din cauza condițiilor climaterice. În timpul anumitor evenimente meteorologice spațiale extreme , vântul solar poate interfera cu transmisiile. Rețelele au, de asemenea, o capacitate de încărcare predefinită sau o sarcină care nu poate fi depășită în siguranță. Atunci când cerințele de energie depășesc ceea ce este disponibil, defecțiunile sunt inevitabile. Pentru a preveni problemele, puterea este apoi rationată.

Țările industrializate precum Canada, SUA și Australia sunt printre cei mai mari consumatori de electricitate pe cap de locuitor din lume, lucru posibil datorită unei rețele de distribuție electrică larg răspândite. Rețeaua SUA este una dintre cele mai avansate, deși întreținerea infrastructurii devine o problemă. CurrentEnergy oferă o imagine de ansamblu în timp real a ofertei și cererii de energie electrică pentru California , Texas și nord-estul SUA. Țările africane cu rețele electrice la scară mică au o utilizare anuală corespunzătoare redusă a electricității pe cap de locuitor. Una dintre cele mai puternice rețele electrice din lume furnizează energie statului Queensland , Australia.

Transfer de energie wireless

Transferul de energie fără fir este un proces prin care energia electrică este transmisă de la o sursă de energie la o sarcină electrică care nu are o sursă de energie încorporată, fără a utiliza fire de interconectare. Tehnologia disponibilă în prezent este limitată la distanțe scurte și la un nivel de putere relativ scăzut.

Orbitarea colectorilor de energie solară ar necesita transmiterea fără fir a energiei către Pământ. Metoda propusă implică crearea unui fascicul mare de unde radio cu frecvență cu microunde, care să fie direcționate către un loc de antenă colector de pe Pământ. Există provocări tehnice formidabile pentru a asigura siguranța și profitabilitatea unui astfel de sistem.

Depozitare

Stocarea energiei este realizată de dispozitive sau suporturi fizice care stochează energie pentru a efectua o operare utilă ulterior. Un dispozitiv care stochează energie este uneori numit acumulator .

Toate formele de energie sunt fie energie potențială (de exemplu , energie chimică , gravitațională , electrică , diferențială de temperatură, căldură latentă etc.), fie energie cinetică (de exemplu, impuls ). Unele tehnologii furnizează doar stocarea de energie pe termen scurt, iar altele pot fi pe termen foarte lung, cum ar fi alimentarea cu gaz folosind hidrogen sau metan și stocarea căldurii sau a frigului între anotimpurile opuse în acvifere adânci sau roci de bază. Un ceas de lichidare stochează energia potențială (în acest caz mecanică, în tensiunea arcului), o baterie stochează energie chimică ușor convertibilă pentru a opera un telefon mobil, iar un baraj hidroelectric stochează energie într-un rezervor ca energie potențială gravitațională . Depozitare gheata Rezervoarele stoca gheata ( energie termică sub formă de căldură latentă) , pe timp de noapte pentru a satisface cererea de vârf pentru răcire. Combustibilii fosili, cum ar fi cărbunele și benzina, stochează energia antică derivată din lumina soarelui de către organismele care au murit ulterior, au devenit îngropate și, în timp, au fost apoi transformate în acești combustibili. Chiar și alimentele (care sunt produse prin același proces ca și combustibilii fosili) sunt o formă de energie stocată sub formă chimică .

Istorie

Generatoare de energie din trecut și prezent la Doel , Belgia: moara de vânt Scheldemolen din secolul al XVII-lea și Centrala nucleară Doel din secolul al XX-lea

Dezvoltarea energiei datează de la apariția universului, când cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă, Big Bang-ul a extins întreaga energie într-o pată extraordinară și, în acel moment, cosmosul a dat naștere stelelor , golurilor și galaxiilor din strălucirea densă a resturilor. De-a lungul timpului, energia a rămas în existență ca parte a alimentării .

Încă din preistorie, când omenirea a descoperit focul pentru încălzirea și prăjirea alimentelor, prin Evul Mediu în care populațiile au construit mori de vânt pentru a măcina grâul, până în era modernă în care națiunile pot obține electricitate împărțind atomul. Omul a căutat la nesfârșit surse de energie.

Cu excepția nuclearului, geotermei și mareelor , toate celelalte surse de energie provin din izolarea solară actuală sau din rămășițe fosile ale vieții vegetale și animale care se bazau pe lumina soarelui. În cele din urmă, energia solară însăși este rezultatul fuziunii nucleare a Soarelui . Puterea geotermală din roca fierbinte și întărită deasupra magmei miezului Pământului este rezultatul degradării materialelor radioactive prezente sub scoarța Pământului, iar fisiunea nucleară se bazează pe fisiunea artificială a elementelor radioactive grele din scoarța Pământului; în ambele cazuri aceste elemente au fost produse în explozii de supernova înainte de formarea sistemului solar .

De la începutul Revoluției Industriale , problema viitorului aprovizionării cu energie a fost de interes. În 1865, William Stanley Jevons a publicat The Carbon Question în care a văzut că rezervele de cărbune erau epuizate și că petrolul era un înlocuitor ineficient. În 1914, US Bureau of Mines a declarat că producția totală a fost de 5,7 miliarde de barili (910,000,000 m 3 ). În 1956, geofizicianul M. King Hubbert deduce că producția de petrol din SUA va atinge punctul culminant între 1965 și 1970 și că producția de petrol va atinge un maxim "în jumătate de secol" pe baza datelor din 1956. În 1989, vârful prevăzut de Colin Campbell În 2004, OPEC a estimat, cu investiții substanțiale, că va dubla aproape producția de petrol până în 2025

Durabilitate

Consumul de energie din 1989 până în 1999

Mișcarea ecologistă a subliniat durabilitatea utilizării și dezvoltării energiei. Energia regenerabilă este durabilă în producția sa; oferta disponibilă nu va fi diminuată în viitorul previzibil - milioane sau miliarde de ani. „Durabilitatea” se referă și la capacitatea mediului de a face față produselor reziduale, în special poluării aerului . Sursele care nu au produse reziduale directe (cum ar fi eoliene, solare și hidroenergetice) sunt aduse în acest sens. Odată cu creșterea cererii globale de energie, nevoia de a adopta diverse surse de energie crește. Conservarea energiei este un proces alternativ sau complementar dezvoltării energiei. Reduce cererea de energie folosind-o eficient.

Reziliență

Consumul de energie pe cap de locuitor (2001). Nuanțele roșii indică creșterea, nuanțele verzi scad consumul în anii 1990.

Unii observatori susțin că ideea de „ independență energetică ” este un concept nerealist și opac. Oferta alternativă de „rezistență la energie” este un obiectiv aliniat cu realitățile economice, de securitate și energetice. Noțiunea de rezistență în energie a fost detaliată în cartea din 1982 Brittle Power : Energy Strategy for National Security . Autorii au susținut că simpla trecere la energia internă nu ar fi sigură în mod inerent, deoarece adevărata slăbiciune este infrastructura energetică adesea interdependentă și vulnerabilă a unei țări. Aspecte cheie, cum ar fi liniile de gaz și rețeaua electrică, sunt adesea centralizate și ușor susceptibile de perturbare. Ei concluzionează că o „aprovizionare cu energie rezistentă” este necesară atât pentru securitatea națională, cât și pentru mediu. Aceștia recomandă o concentrare asupra eficienței energetice și a energiei regenerabile descentralizate.

În 2008, fostul președinte și CEO al Intel Corporation , Andrew Grove, a analizat reziliența energetică, susținând că independența completă este irealizabilă, având în vedere piața globală a energiei. El descrie rezistența energetică ca fiind capacitatea de a se adapta la întreruperile în furnizarea de energie. În acest scop, el sugerează SUA să utilizeze mai mult electricitatea. Electricitatea poate fi produsă dintr-o varietate de surse. O diversă aprovizionare cu energie va fi mai puțin afectată de întreruperea furnizării oricărei surse. El consideră că o altă caracteristică a electrificării este că electricitatea este „lipicioasă” - ceea ce înseamnă că energia electrică produsă în SUA este să rămână acolo pentru că nu poate fi transportată în străinătate. Potrivit lui Grove, un aspect cheie al avansării electrificării și rezilienței energetice va fi transformarea flotei auto americane de la benzină la electrică. Acest lucru, la rândul său, va necesita modernizarea și extinderea rețelei electrice. După cum au subliniat organizații precum The Reform Institute , progresele asociate cu rețeaua inteligentă în curs de dezvoltare ar facilita capacitatea rețelei de a absorbi masiv vehiculele care se conectează la aceasta pentru a-și încărca bateriile.

Prezent și viitor

Perspectivă - Consumul mondial de energie pe bază de combustibil (începând cu 2011)
   Combustibili lichizi incl. Biocombustibili    Cărbune    Gaz natural
   Combustibili regenerabili    Combustibili nucleari
Creșterea ponderii consumului de energie de către țările în curs de dezvoltare
   Națiuni industrializate
   Natiuni in curs de dezvoltare
   EE / Fosta Uniune Sovietică

Extrapolările de la cunoștințele actuale la viitor oferă o alegere a viitorului energetic. Predicțiile sunt paralele cu ipoteza catastrofei malthusiene . Numeroase sunt scenarii bazate pe modele complexe , pionierate de Limits to Growth . Abordările de modelare oferă modalități de a analiza diverse strategii și, sperăm, să găsim un drum către dezvoltarea rapidă și durabilă a umanității. Crizele energetice pe termen scurt sunt, de asemenea, o preocupare a dezvoltării energiei. Extrapolările nu au plauzibilitate, mai ales atunci când prezic o creștere continuă a consumului de petrol.

Producția de energie necesită de obicei o investiție energetică. Forarea pentru petrol sau construirea unei centrale eoliene necesită energie. Resursele de combustibil fosil care au rămas sunt adesea din ce în ce mai dificil de extras și convertit. Astfel, acestea pot necesita investiții din ce în ce mai mari în energie. Dacă investiția este mai mare decât valoarea energiei produse de resursă, nu mai este o sursă eficientă de energie. Aceste resurse nu mai sunt o sursă de energie, dar pot fi exploatate ca valoare ca materii prime. Noua tehnologie poate reduce investiția energetică necesară pentru extragerea și conversia resurselor, deși în cele din urmă fizica de bază stabilește limite care nu pot fi depășite.

Între 1950 și 1984, pe măsură ce Revoluția Verde a transformat agricultura pe tot globul, producția mondială de cereale a crescut cu 250%. Energia pentru Revoluția Verde a fost furnizată de combustibili fosili sub formă de îngrășăminte (gaze naturale), pesticide (petrol) și irigații alimentate cu hidrocarburi . Vârful producției mondiale de hidrocarburi ( vârf de petrol ) poate duce la schimbări semnificative și poate necesita metode durabile de producție. O viziune asupra viitorului energiei durabile implică toate structurile umane de pe suprafața pământului (de exemplu, clădiri, vehicule și drumuri) care fac fotosinteza artificială (folosind lumina soarelui pentru a împărți apa ca sursă de hidrogen și absorbția dioxidului de carbon pentru a face îngrășământ) eficient decât plantele.

Cu activitatea economică a industriei spațiale contemporane și cu zborul spațial privat aferent , cu industriile de fabricație , care intră pe orbita Pământului sau dincolo, livrarea acestora în acele regiuni va necesita o dezvoltare energetică suplimentară. Cercetătorii au avut în vedere energia solară bazată pe spațiu pentru colectarea energiei solare pentru utilizare pe Pământ. Energia solară bazată pe spațiu se află în cercetare de la începutul anilor 1970. Energia solară bazată pe spațiu ar necesita construirea de structuri colectoare în spațiu. Avantajul față de energia solară de la sol este intensitatea mai mare a luminii și lipsa vremii pentru a întrerupe colectarea energiei.

Vezi si

Politică
Politica energetică , Politica energetică a Statelor Unite , Politica energetică a Chinei , Politica energetică a Indiei , Politica energetică a Uniunii Europene , Politica energetică a Regatului Unit , Politica energetică a Rusiei , Politica energetică a Braziliei , Politica energetică a Canadei , Energie politica Uniunii Sovietice , Liberalizarea și privatizarea industriei energetice (Thailanda)
General
Stocare de energie termică sezonieră ( stocare de energie termică inter- sezonieră ), curent indus geomagnetic , recoltare de energie , cronologie a cercetării energiei durabile 2020 – prezent
Materie primă
Materie primă , biomaterial , mărfuri , materiale știință , reciclare , Upcycling , Downcycling
Alții
Energie nucleară bazată pe toriu , Lista conductelor de petrol , Lista conductelor de gaze naturale , Conversia energiei termice oceanice , Creșterea fotovoltaicii

Referințe și citate

Note

Citații

Surse

Jurnale

linkuri externe