Бұл сайттағы кейбір тілдер машиналық аударылған және қателер болуы мүмкін. Оны жақсартуға көмектесу Ағылшын тілінде
NASA's Mod-1 жел турбинасы, 1979 жылы Солтүстік Каролина штатындағы Бун қаласында орналасқан.
Жасыл бастама

Энергия көздерін салыстыру

Әрбір киловатт-сағат үшін бір құбыр, фабрика, дымқыл түтік немесе балға сияқты жасырын тарих бар. Оларды шынайы салыстырыңыз, сонда пікірталасқа қарағанда сурет айқынырақ болады.

NASA Glenn Research Center

1979 жылы NASA Mod-1, екі роторлы жел турбинасы, ені 61 метрді қосты, ол Солтүстік Каролинаның тауында орналасқан. Бұл өз заманының ең үлкен турбиналарының бірі және жел энергиясын электр желісінің маңызды бөлігіне айналдыру үшін жасалған алғашқы әрекеттердің бірі. Содан бері төрт онжылдық өтті, жел және күн энергиясы планетадағы ең жылдам өсіп келе жатқан электр көзі болып табылады. Неліктен және олар әлі де не істей алмайтынын түсіну үшін, әрбір көзді бірдей шарттармен салыстыруға көмектеседі.

Барлық өмір, тек дымқыл емес

Электр станциясының шығарындылары оның дымқыл түтікшесімен ғана тоқтамайды. Болат пен бетон өндіріліп, отын өндіріліп, тасымалданып, содан кейін бәрі де ыдырап кетеді. Жұмыс циклінің бағалауында бұл көрсеткіштерді бір киловатт-сағат үшін қосады. The IPCC’s review of hundreds of such studies gives a clear ranking: coal emits around 820 grams of CO2-equivalent per kilowatt-hour, gas about 490, while wind, nuclear and hydropower are around 10 to 25, and solar around 40 to 50.

Қауіпсіздік те осындай жағдайды көрсетеді. Электр энергиясының бірлігіне шаққандағы апат пен ауа ластануы салдарынан өлім-жітім санына келсек, көмір мен мұнай ең қауіпті көздер болып табылады, себебі оларды жағу ауаны бөлшекпен толтырады. Күн, жел және ядролық энергиялар жүз есе қауіпсіз.

820 gCO2-equivalent per kWh from coal, lifecycle median (IPCC AR5)
11 gCO2-equivalent per kWh from onshore wind (IPCC AR5)
24.6deaths per TWh from coal, against 0.04 for wind (Our World in Data)

Әрбір көздің не істей алатындығы

  • Көмір және газ қажет болғанда қосылуы мүмкін, бірақ ең көп ластаушы заттардың шығарылуын тудырады. Газ көмірмен салыстырғанда CO2 шығарындысының жартысын шығарады, бірақ метанның ысырап болуы бұл айырмашылықты азайтуға көмектеседі.
  • Ядролық Бұл жобалар өте аз ластаушы заттар шығарып, жер бетіне аз ғана залал келтіреді; құрылысы қиын және қымбат, ал қалдықтарды басқару ұзақ уақытты алады.
  • Су электр станциясы су қоймалары өзендердің ағысын өзгертіп, өзендердегі су деңгейін көтереді.
  • Жел Бұл энергияның бағасы ауа райына байланысты өзгереді, сондықтан оны сақтау үшін кеңістік, желілер және, соңғы кездері, қорапшалар қажет.
  • Күн қымбат, модульді және ауылдың немесе ғимараттың төбесіне де сыйып кетеді; түнде ештеңе шығармайды, қыста аз шығарады.

Идеалды көз жоқ. Тек жақсы және жаман қоспалар ғана бар, ал бұл қоспаны таңдау біздің қолымызда.

Жоғалған бөлшек: икемділік

Тұрақты энергетикалық жүйенің басты міндеті – орта есеппен жеткілікті энергия өндіру емес, әр секунд сайын сұранысты және ұсынысты теңестіру. Батареялар, насоспен жүретін гидроэлектр станциялары, аймақтар арасында энергияны бөлісетін күшті желілер, күн мен желге байланысты сұраныс және төмен көміртегілі тұрақты көздер – бәрі осы аралықты толтырады. Бұл да біз Fan Wall сияқты энергияны пайдаланатын жерде орналасуға болатын модульдік генерацияны зерттеуге себеп.

Бағалау критерийін жеңу: идеяларды ұсыну

Жоғарыда келтірілген салыстырудан мынадай сабақ шығады: энергияны өндіру немесе үнемдеудің кез келген жаңа тәсілі арзан және таза көздермен бәсекеге түсуі керек. Үйдің төбесі күн панелімен жабылған. Бұл – жоғары талап, сондықтан да біз бұл туралы көбірек ойлануды қалаймыз. Біздің Fan Wall идеямыз ашық сынақтан өтіп жатыр, оның ішінде сәтсіздікке ұшыраған жерлері де бар. Бұл тек бір идея. Шынайы міндет – қалған мәселелерге шешім табу: түнде және қыста энергия, үйлер мен өнеркәсіп үшін жылыту, көпшілік жиналатын төбелер және икемділік қажет ететін желілер.

Сіздің ойларыңызды білгіміз келеді. Егер идея жақсы дәлелденіп, төмендегі физикалық тексерулерден өтсе, біз оны зерттеуді қаржыландыруға қызығушылық танытқан адамдарға ұсына аламыз. Бұл – кіріспе, уәде емес: ешкімге қаржыландыру кепілдік берілмейді, ал ерте зерттеулер жиі пайда әкелмейді. Біз тек қана сандарды егжей-тегжейлі, халыққа түсінікті түрде оқып бере аламыз.

Тақырыптар

Бұлар шынайы физиканың арқасында пайда болған бастау нүктелері, әрқайсысының өз шекаралары бар, идеяларды құрметтеу керек.

  • Екі жұмыс істейтін күн панелдері. Фасадтар, шуды азайту үшін тосқауылдар, автотұрақтардың төбесі мен каналдардың қабырғалары электр энергиясын өндіріп, бір уақытта басқа нәрселерді қорғайды немесе көлеңкелендіреді. Гибридті PV-термиялық панелдер жылуды қосады: жылына шамамен 100-700 кВт/сағ жылу квадрат метрге электр энергиясының үстіне (IEA SHC Task 60, 2020). The limit is sunlight itself: about 1 kW per square metre at best.
  • Күн сәулесін жинайтын фермалар мен су қоймалары. Агровольталық жүйелер бір жер учаскесінде бөлек өсімдіктерді және панелдерді пайдалануға қарағанда 35-73 пайызға көп өнім алуға мүмкіндік береді (Dupraz et al., 2011). 30 пайызы қолайлы резервуарларда жүзетін күн энергиясы жылына шамамен 9400 ТВт/сағ, қазіргі әлемдік электр қуатының үштен бірін өндіре алады және иілу процесін азайтады (Jin et al., 2023).
  • Жарық, тек электр энергиясы ғана емес. Жарық әлемдегі соңғы энергияның жартысын құрайды (IEA, Renewables 2019). Құм мен тас жылу батареялары апталарға дейін арзан жел және күн энергиясын сақтайды; 100 МВт/сағ бірлігі 2025 жылы Финляндиядағы Порнайнен қаласын жылытуды бастады (Polar Night Energy). Жер асты жылу насостары әрбір электр энергиясының бірлігіне шамамен төрт бірлік жылу береді (IEA, 2022). Зауыттардан, канализациялардан және деректер орталықтарынан шығатын жылу әлі де көбіне шығарылады (Forman et al., 2016).
  • Су қазірдің өзінде қозғалып жатыр. Жайық-көлдер ағыны онжылдықтар бойы болжанады; Шотландиядағы MeyGen мачтасы 2023 жылы 50 ГВт/сағ-ты бағындырады. Тобылғылар, өзендер, суару каналдары және су құбырларының қысымын төмендететін клапандарының барлығы энергия тасымалдайды, бірақ әрбір нысанға тек бір киловатт ғана беріледі. Сондықтан да арзан, стандартты жобалар рекордтық жобалардан гөрі маңызды.
  • Жоғары желдер. Жел қуаты жел жылдамдығының кубына тең, ал бірнеше жүз метр биіктікте жел күшті және тұрақты болады. Энергетикалық құстар оларға жетуге тырысады; Google-дің Makani он үш жыл өткен соң 2020 жылы жабылды, ал кіші компаниялардың сынау жалғасуда. Мұнда жақсы идея тек қуатты емес, сенімділікті де түсіндіруі керек.
  • Енергетиканы дұрыс уақытта пайдалану. Суды қыздыру, көліктерді зарядтау және ғимараттарды салқындатуға арналған уақытты ауыстырып қою – ең арзан «электр станциясы»: тек АҚШ-та 2030 жылға қарай 200 ГВт-қа жуық тиімді елеусіз сұраныс болады (Brattle, 2019). бағдарламалық қамтамасыз ету, тарифтер және қарапайым үй құрылғылары туралы идеялар да энергия идеяларына жатады.

Мықты идеяның мазмұны

  1. Ол шешетін мәселе, және кім үшін: қаланың шатыры, ферма, фабрика, желісіз ауыл.
  2. Физикалық тексеру. Бір шаршы метрге, немесе бір тоннаға, немесе бір литр суға қанша ватт керек? Жыл сайын қанша кВт/ сағ? Жоғарыда келтірілген көрсеткішпен жылдам салыстырып көру әркімнің уақытын үнемдейді; Дэвид Маккейдің Сustainable Energy Without the Hot Air кітабы бұл мәселені шынайы түрде шешуге арналған тегін нұсқаулық.
  3. КВт/сағ-ға шаққандағы шығын, тіпті шамамен де, және жеңіске жету үшін ненің қымбаттауы керек.
  4. Не шын болуы керек, және оны көрсете алатын ең арзан эксперимент ол емес.
  5. Кімге зиян келтіруі мүмкін, жануарлардан көршілерге дейін және сіз қалай білесіз.

Жақсы идея дұрыс болуы керек деген талап жоқ. Ол тексерілетін және оның дұрыс еместігін дәлелдейтін нәрсе туралы шыншыл болуы керек.

Қалай көмектесе аласыз

  • Switch your supply to a renewable tariff or community energy scheme where one is available.
  • Энергетика таза болған кезде қолданыңыз. Жүгірткілерді жел мен күн энергиясы мол болғанда жұмысқа қосып, көліктерді зарядтай аласыз; көптеген электр желілері көміртегінің шынайы мөлшерін жариялайды.
  • Панельдерді төбелерге қойыңыз. Үйлер, мектептер, супермаркеттер мен автотұрақтар күн энергиясын өндіруге дайын. Сіз өзіңіздің кеңесіңіз бен жұмыс берушіңізден сұраңыз.
  • Өндіріп жатқанда сақтаңыз. Ылғалдандырғыштар мен тиімді құрылғылар бір мезгілде есепшоттарды қысқартып, шығарындыларды азайтуға көмектеседі.
  • Сандарды сұраңыз. Электр энергиясын жеткізушіден және үкіметтен сатып алған электр энергиясының өмірлік циклы бойынша шығарындыларын сұраңыз.
  • Бізге энергия туралы идея жіберіңіз. Қосымша ақпарат беру формасын пайдаланып, Жасыл бастаманы таңдаңыз да, жоғарыдағы бес ұғыммен өзіңіздің идеяңызды сипаттаңыз. Инженерлерге, студенттерге және жасаушыларға contribution board-да басқа адамдардың идеяларын қарауға да рұқсат етіледі.

Кіріспе және қосымша оқу