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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Non c'è alternativa alternativa. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative L’industria energetica globale si trova ad affrontare grandi cambiamenti. Negli ultimi 10 anni, il mondo ha assistito a una rapida spinta verso le fonti energetiche rinnovabili. Il tasso di crescita dell’energia eolica e solare nel mondo è stato del 30% o più per diversi anni consecutivi, superando di un ordine di grandezza il tasso di crescita dell’energia tradizionale a base di carbone e gas. Durante gli anni di crisi del 2008-2009. Questa crescita non solo non si è indebolita, ma ha anche accelerato. E ciò è avvenuto in un contesto di calo dei prezzi delle risorse energetiche tradizionali e di crescente attrattiva per gas, carbone e prodotti petroliferi.
Il settore energetico globale sta crescendo principalmente grazie all’introduzione di capacità basate su fonti energetiche rinnovabili, mentre la nuova generazione basata sui combustibili fossili, di norma, sostituisce solo capacità energetiche obsolete e inefficienti. Nel 2009-2010 Nel mondo dell’energia si è verificato un evento significativo. Per la prima volta nella storia, la capacità totale di tutte le fonti di energia rinnovabile commissionate ha superato la capacità totale della generazione di nuovi combustibili. Le tendenze si sono finalmente intersecate e continueranno a muoversi in direzioni opposte. Perché? Tendenza globale, moda. I governi dei paesi sviluppati e le più grandi aziende manifatturiere del mondo hanno optato per le energie rinnovabili. L’élite mondiale è alla ricerca di una nuova direzione per lo sviluppo economico, di una nuova applicazione del capitale e della conoscenza. Finora, l’energia rinnovabile sembra essere una di queste aree promettenti. Indicatori di costo. L’era degli idrocarburi a buon mercato sta volgendo al termine. L’estrazione di petrolio, gas e carbone si sta spostando sempre più nel mare, nella taiga, a nord o a sud. La crema è stata scremata nel XX secolo. Non c’è dubbio che le risorse di petrolio, gas e carbone dureranno per centinaia di secoli, ma queste risorse saranno costose. Al contrario, il prezzo dei kW di capacità installata di energia rinnovabile è diminuito di un ordine di grandezza negli ultimi 30 anni. In alcuni casi, il prezzo dell’elettricità prodotta utilizzando fonti energetiche rinnovabili è già più conveniente dell’elettricità prodotta utilizzando combustibili idrocarburici. Progresso tecnico e nuove tecnologie. Il progresso tecnologico ha certamente interessato tutti i settori dell’economia mondiale. Ma nel campo delle fonti energetiche rinnovabili negli ultimi anni è stato notevolmente più avanti. L'efficienza dell'attrezzatura è aumentata più volte con una costante riduzione del prezzo. Ad esempio, i generatori eolici installati in Europa 10 anni fa sono già moralmente e fisicamente obsoleti. Nel settore dell'energia combustibile, al contrario, i nuovi tipi di apparecchiature sono, di norma, più sofisticati e più costosi di quelli precedenti. Rischi politici. Il mondo sta diventando sempre più instabile, il che influisce in modo significativo sulla volatilità dei prezzi delle risorse energetiche tradizionali, la cui parte del leone nel prezzo finale è il pagamento dello “stato d'animo” degli investitori e degli speculatori. Rischi infrastrutturali. A causa dei rischi politici sorgono difficoltà e interruzioni nell'approvvigionamento delle risorse energetiche stesse, le cui aree di produzione sono lontane dalle aree di consumo. A metà del XX secolo, il mondo stava già attraversando una fase temporanea di abbandono degli oleodotti (ad esempio, nella penisola arabica) a favore dello sviluppo del trasporto di navi cisterna a causa dell'instabilità politica nella regione. A quanto pare, la stessa cosa ci aspetta nel prossimo futuro. I megaprogetti di gasdotti in Eurasia affrontano molti rischi politici e di mercato nei paesi di transito, l’influenza dei pirati sui mari è in aumento, ecc. Tutto ciò aumenta il rischio di carenza di carburante e, di conseguenza, sono necessari ingenti costi per la manutenzione e lo stoccaggio delle risorse energetiche. Rischi terroristici. Le infrastrutture energetiche e combustibili stanno attirando sempre più attenzione da parte di tutti i tipi di comunità estremiste e radicali. A questo proposito, negli ultimi anni i costi della loro protezione e sicurezza sono aumentati molteplici. Gli impianti FER da questo punto di vista sono meno interessanti: sono di bassa potenza, distribuiti sul territorio, la loro distruzione non mette in alcun modo a rischio la vita delle persone circostanti (non ha senso far saltare in aria un parco eolico offshore, per esempio). Generazione distribuita. Tutti i rischi sopra elencati stanno gradualmente formando una nuova tendenza globale – la crescita delle capacità di generazione distribuita – la transizione da grandi impianti di generazione a cluster energetici molto più piccoli. E l’energia basata su fonti energetiche rinnovabili si inserisce molto bene in questo paradigma, che non richiede la creazione di costose infrastrutture di trasporto per il proprio sviluppo (sia per l’approvvigionamento delle risorse energetiche che per la trasmissione dell’elettricità). La generazione distribuita che utilizza fonti di energia rinnovabile si inserisce logicamente nel problema del risparmio energetico e dell'aumento dell'efficienza energetica: la maggior parte dell'energia viene consumata nel luogo di produzione, eliminando le perdite di elettricità durante il trasporto. Fattori ambientali. Qui i vantaggi dell’energia basata su fonti energetiche rinnovabili rispetto all’energia combustibile sono indiscutibili. L’energia rinnovabile utilizza l’energia solare o i prodotti di scarto umano come risorse energetiche. Pro e contro L’energia rinnovabile non può essere pienamente equiparata all’energia verde. Ha anche i suoi avversari: ecologisti, scienziati politici, ingegneri energetici. Pertanto, è opinione diffusa che l'energia eolica su larga scala sia una fonte di vibrazioni a bassa frequenza che sono distruttive per tutti gli esseri viventi. Innumerevoli uccelli sarebbero stati danneggiati dalle turbine eoliche e i parchi eolici offshore stanno seriamente sconvolgendo il modo di pensare alla navigazione degli uccelli migratori e impedendo ai banchi di pesci di navigare nel mare. Tuttavia, secondo statistiche ufficiali, in Germania, ad esempio, nel 2009 sono morti fino a 3 uccelli all'anno a causa dell'uso delle lame. E gli “stupidi” tedeschi continuano ostinatamente a costruire edifici residenziali proprio sotto le torri degli impianti eolici da megawatt. Anche l’energia solare non è l’ideale dal punto di vista ecologico. La tecnologia per ottenere materie prime per i moduli solari si basa sulla chimica del cloro, che uccide tutto ciò che lo circonda. Dicono che nella fase di produzione dei moduli solari l'effetto “verde” dell'energia solare è completamente esaurito. Per ogni tipo di energia alternativa si possono avanzare argomentazioni simili. Tra due mali è consuetudine scegliere il minore. Poche persone pensano all'inquinamento dello spazio mondiale da parte di industrie come l'estrazione mineraria, la metallurgia e l'energia tradizionale su larga scala (carburante e non combustibile). Stiamo appena iniziando a realizzare il loro “contributo”. La generazione solare ed eolica presenta altri problemi tecnologici, molto più seri. Il sole non splende di notte, i moduli solari non funzionano grazie alla luce delle stelle e della luna. L'impianto eolico non funziona con venti deboli o condizioni calme. La variabilità della produzione di energia nel tempo è un problema davvero serio in alcuni settori dell’energia non tradizionale, che influisce negativamente sul fattore di capacità delle centrali elettriche a energia rinnovabile e, di conseguenza, sul prezzo e sul periodo di ammortamento dei progetti di energia rinnovabile. Ma per lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili a livello globale, questo problema non è di grande importanza. L’esperienza danese ne è la prova. In questo piccolo paese europeo, negli ultimi 5-7 anni, la quota della produzione eolica nella struttura dell'intero settore dell'energia elettrica in termini di capacità è stata di circa il 20-25%. Inoltre, in alcune notti ventose, l’energia eolica copre tutto il fabbisogno elettrico del Paese! aIn condizioni di tempo calmo, la quota di energia eolica non scende mai a zero e oscilla tra il 5 e il 10% del fabbisogno elettrico totale del paese. Ciò si spiega con il fatto che gli impianti eolici sono distribuiti in modo relativamente uniforme su tutto il territorio nazionale ed è estremamente improbabile una completa assenza di vento in tutti i punti. Nelle giornate calme, i danesi coprono il deficit della propria produzione con l'elettricità proveniente dalla Norvegia, generata nelle centrali idroelettriche locali. L’opzione energetica alternativa sopra descritta ci consente di trarre diverse conclusioni interessanti che sono valide sia per la Danimarca che per qualsiasi altro paese. Anche in Danimarca, l’energia basata su fonti energetiche rinnovabili non mira a sostituire completamente l’energia tradizionale, sebbene il piano globale abbia approvato obiettivi per aumentare la quota di energia eolica nella struttura di produzione energetica del paese al 2030% entro il 50. L’energia alternativa integra con successo l’energia tradizionale, consentendole di rispondere in modo abbastanza flessibile ai cambiamenti della domanda. La generazione di elettricità di base, anche nei paesi più sviluppati in termini di sviluppo delle fonti rinnovabili, è ancora basata sulla produzione di combustibile. Questa situazione non cambierà nei prossimi anni, poiché le tecnologie per immagazzinare e distribuire grandi volumi di energia non sono ancora state inventate e testate, e una rete di piccole centrali elettriche basate su fonti energetiche rinnovabili non è ancora stata sviluppata ovunque. L'energia basata su fonti energetiche rinnovabili è più efficace nel caso di una combinazione di diversi tipi o nel caso di una combinazione con l'energia tradizionale e l'uso di reti intelligenti. Luogo della Russia Qual è la posizione attuale della Russia nel mondo delle energie rinnovabili globali? In termini di capacità installata di energia rinnovabile (esclusa la grande energia idroelettrica), la Federazione Russa si colloca quasi in fondo alla top cento; in termini di quota di fonti energetiche rinnovabili nel bilancio energetico (meno dell’1%) siamo già fuori dalla primi cento paesi. In più di un centinaio di paesi in tutto il mondo, il sostegno all’energia da fonti energetiche rinnovabili è sancito, in un modo o nell’altro, a livello legislativo. Di tutti i paesi sviluppati del mondo, solo la Federazione Russa in realtà non dispone di iniziative legislative funzionanti per sostenere le fonti energetiche rinnovabili, per non parlare di misure dirette per stimolare le fonti energetiche rinnovabili come le tariffe “verdi”. La Russia è ancora in disparte... E questo nonostante solo pochi decenni fa, a metà del XX secolo, l'URSS fosse pioniera nello sviluppo dell'energia basata su fonti energetiche rinnovabili nel mondo. Qual è la ragione di questo stato di cose? Forse abbiamo il nostro modo speciale di sviluppo economico? Forse l’Occidente sta bluffando, esagerando i meriti dell’energia alternativa? Conservatorismo dell'élite politica, riluttanza a sviluppare realmente il Paese, paura e sfiducia nei confronti delle nuove tecnologie. La potente lobby “anti-alternativa” del petrolio e del gas a livello di alti funzionari governativi, così come il predominio totale dei miti sui costi elevati, sulla bassa efficienza e sulla non competitività dell’energia basata su fonti energetiche rinnovabili, sulla base di informazioni e statistiche provenienti da a metà degli anni 1980, nei ministeri competenti portò alla completa stagnazione in queste regioni della Federazione Russa. Lasciamo avanti anche i paesi sottosviluppati dell’Africa tropicale, dell’America Latina e dell’Oceania, dove le leggi in materia maturano come funghi dopo la pioggia, si adottano programmi a sostegno dello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili e si realizzano i primi progetti. Per i paesi in via di sviluppo, questa è un’opportunità per costruire un nuovo settore energetico e passare alla fase successiva di sviluppo economico, bypassando la fase degli idrocarburi. È interessante notare che anche i giganti degli “idrocarburi” come gli Emirati Arabi Uniti e il Qatar non sono timidi nello stare al passo con i tempi per quanto riguarda lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili. Inoltre, questi paesi, insieme ai paesi sviluppati dell’Europa e degli Stati Uniti, si sforzano di assumere posizioni di leadership in questo settore energetico. Negli Emirati Arabi Uniti si sta sviluppando il progetto MASDAR, che comprende la prima eco-città ultramoderna al mondo interamente alimentata da fonti di energia rinnovabile, con un'università tecnologica specializzata in fonti di energia rinnovabile ed edifici residenziali, pubblici e commerciali. Pechino e Londra, le capitali olimpiche del 2008 e del 2012, hanno fatto affidamento sull’uso di tecnologie di risparmio energetico e di fonti di energia rinnovabile. Nell'estuario del Tamigi, entro l'apertura dei Giochi, è previsto il lancio del più grande parco eolico del Regno Unito e di tutta Europa, London Array, con una capacità di oltre 1 GW. Al contrario, il concetto delle Olimpiadi di Sochi contiene principi “anti-verdi”: la trasformazione della riserva in un cantiere edile, la costruzione di centrali termoelettriche, soluzioni controverse al “problema dei rifiuti” e ancora maggiore densificazione del territorio città di Soci. Quasi nessuna delle iniziative per l'utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili e delle moderne soluzioni di risparmio energetico trova sostegno e si schianta contro il muro delle porte della corruzione. Eppure in Russia esisterà energia basata su fonti energetiche rinnovabili. Si sta già sviluppando e la crescita sta gradualmente accelerando. Ci sono ragioni oggettive per questo: Potenziale delle risorse. La Russia ha le più grandi risorse di energia rinnovabile al mondo, di quasi tutti i tipi. In alcune località, una combinazione di condizioni locali contribuisce al ritorno quasi immediato dell’investimento per progetti basati su fonti energetiche rinnovabili. Ad esempio, progetti per fornire energia a oggetti lontani dalle infrastrutture, cluster di biogas, produzione di pellet di legno, case a emissioni zero, ecc. Queste aree di FER si stanno già sviluppando con successo anche senza misure speciali di sostegno alle FER da parte dello Stato. Supporto. Fino a poco tempo fa, lo sviluppo dell'energia basata su fonti energetiche rinnovabili nella Federazione Russa veniva dal basso, da ingegneri, dilettanti, piccoli team creativi e appassionati. Negli ultimi anni è apparso un potente sostegno allo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili e “dall'alto” - RusHydro, Renova, Rusnano, Rostekhnologii e Rosatom sono stati gradualmente inclusi nel processo di creazione di un mercato delle energie rinnovabili nella Federazione Russa. Decadimento delle infrastrutture. Sta diventando sempre più difficile e costoso per i nuovi proprietari, costruttori e sviluppatori concordare l'allacciamento alle reti energetiche e ai gasdotti. Esistono limitazioni significative sulla capacità disponibile. La rete energetica del Paese richiede un ammodernamento su larga scala che, a quanto pare, seguirà il percorso di sviluppo della generazione decentralizzata. Sviluppo del territorio e nuove costruzioni. Nelle aree in cui non esistono infrastrutture già pronte (reti elettriche, gasdotti), è necessario cercare modi alternativi per fornire energia alle nuove infrastrutture. Nelle regioni con maggiori scarse risorse energetiche si sceglie sempre più la produzione propria basata su fonti energetiche rinnovabili. Il riscaldamento con benzina e gasolio diventa ogni giorno sempre più costoso. Tariffe in aumento. Il motore più importante per la crescita della produzione basata su fonti energetiche rinnovabili è il costante aumento dei prezzi interni russi del gas e dell'elettricità ai livelli occidentali. Una transizione completa verso tariffe di parità di reddito con le tariffe europee del gas e la liberalizzazione del mercato dell'elettricità porterà al fatto che senza l'uso della generazione basata su fonti energetiche rinnovabili e il risparmio energetico, sarà difficile per i consumatori russi garantire la propria competitività. Pubblicazione: AEnergy.ru
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