Енергоефективність та відновлювані джерела енергії: чому це важливо та які перспективи?

У сучасному світі питання енергоефективності та використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) є ключовими для стійкого розвитку. Вони впливають не лише на економіку, але й на довкілля, суспільне здоров’я та якість життя. Розвиток ВДЕ та оптимізація енергоспоживання знижують залежність від викопних палив і викидів парникових газів, що є важливим кроком у боротьбі зі зміною клімату. Важливо також розглянути, як ці зміни впливають на біорізноманіття, дану тему вже детально висвітлювали в наших матеріалах раніше.

Що таке енергоефективність та відновлювані джерела енергії?

Енергоефективність означає оптимальне використання енергії для виконання тих самих завдань або забезпечення тих самих функцій із меншими витратами. Це включає технології, процеси та практики, які знижують її споживання без втрати якості або продуктивності. Наприклад, заміна старих ламп розжарювання на світлодіодні забезпечує те саме освітлення, але з меншими витратами електроенергії. 

Енергоощадність допомагає скоротити використання, підвищити конкурентоспроможність та знизити вплив на довкілля завдяки зменшенню викидів парникових газів.

Відновлювані джерела енергії — це джерела, які постійно відновлюються природним шляхом і не вичерпуються в процесі їх використання. 

Основними категоріями відновлюваних джерел енергії, що мають найбільше значення для сучасної енергетики, є:

Сонячна енергія отримана від Сонця у вигляді тепла та світла. Використовується для генерації електрики або тепла через фотопанелі або сонячні колектори.

На прикладі Саудівської Аравії, яка активно розвиває цю енергетику, встановлюючи масивні фотоелектричні панелі в пустельних регіонах. Завдяки значному потенціалу сонячного випромінювання країна планує стати одним із лідерів у виробництві енергії з відновлюваних джерел. Це дасть змогу Саудівській Аравії зменшити залежність від нафти та сприяти диверсифікації економіки. Один із ключових проєктів, таких як Neom, включає масштабні сонячні ферми, які забезпечуватимуть енергією цілі регіони, створюючи нові можливості для сталого розвитку.

Перегляньте зміни, що відбулися за посиланням: https://earthengine.google.com/timelapse/ 

Вітрова енергія — галузь електроенергетики, заснована на відновлюваних джерелах, а саме енергії вітру. Генерується за допомогою вітротурбін, які перетворюють кінетичну силу природного явища на електричну енергію.

Серед країн, які лідирують у використанні цього виду енергії, можна виділити такі:

Китай: є світовим лідером за встановленими потужностями вітрових електростанцій. Країна активно розвиває як наземні, так і офшорні (морські) вітрові парки, значно випереджаючи інші країни. Три роки поспіль Китай утримує першість за обсягами будівництва таких електростанцій у світі.

США — на другому місці за встановленими потужностями вітрових турбін. Це джерело є одним із ключових у відновлюваній енергетиці країни, особливо в штатах Техас, Айова та Оклахома.

Німеччина — лідер у Європі за обсягами вітрової енергії, має розвинену інфраструктуру як на суші, так і в прибережних водах Північного та Балтійського морів.

Ці країни зробили значний внесок у глобальний розвиток вітрової енергетики, що дає змогу їм поступово зменшувати залежність від викопних палив та сприяти зниженню викидів парникових газів.

Гідроенергія зосереджена в потоках води в річищних каналах та припливних рухах. Включає використання водних джерел (річок, морів) для виробництва електроенергії на гідроелектростанціях.

Лідерами у використанні гідроелектроенергії, які забезпечують значну частину своєї енергетики завдяки водним ресурсам, є такі країни:

Китай — абсолютний світовий лідер у виробництві цієї енергії, який має найбільшу у світі гідроелектростанцію – «Три ущелини», що розташована на річці Янцзи. Станція забезпечує значну частину енергопотреб країни.

Бразилія — понад 60% електроенергії країни виробляється на гідроелектростанціях. Завдяки численним річкам, зокрема Амазонці, країна має можливість ефективно розвивати цей сектор енергетики.

Канада — понад 60% її електроенергії надходить із гідроенергетичних джерел. Країна широко використовує свої багаті водні ресурси, особливо в таких провінціях, як Квебек і Британська Колумбія.

Ці країни мають великі гідроенергетичні ресурси та застосовують їх для забезпечення значної частини своїх енергопотреб, роблячи вагомий внесок у глобальне виробництво гідроелектроенергії.

Біоенергія отримується шляхом спалювання біомаси або біогазу, вироблених з органічних матеріалів, таких як рослинні залишки або відходи сільського господарства.

Лідерами у використанні біоенергії, які активно впроваджують цей вид енергії у свої енергетичні системи, є кілька держав:

США є провідною країною у використанні біоенергії, зокрема завдяки розвиненій індустрії виробництва біоетанолу з кукурудзи. Штати активно використовують біомасу для виробництва електроенергії, тепла та рідких біопалив.

Бразилія — лідер у використанні паливного етанолу, виробленого із цукрової тростини. Країна є одним із найбільших виробників біологічного палива, що використовуються як альтернатива викопним в автомобільному транспорті.

Німеччина демонструє високі темпи розвитку біоенергетики, зокрема завдяки біогазовим установкам, які перетворюють органічні відходи на енергію. Біомаса активно використовується для виробництва тепла та електроенергії, що сприяє підвищенню енергетичної незалежності країни.

Геотермальна енергія використовує тепло, що генерується всередині Землі, для виробництва електроенергії або опалення.

Лідерами у використанні геотермальної енергії, які активно розвивають цей напрямок у своїх енергетичних системах, є: 

США є провідною країною у світі за встановленими потужностями геотермальних електростанцій. Основні ресурси зосереджені в штатах Каліфорнія, Невада, Юта та Гаваї, де вони активно використовуються для виробництва електроенергії та тепла. Цей напрямок енергетики сприяє підвищенню енергетичної незалежності та сталому розвитку країни.

Ісландія лідер за часткою геотермальної енергії в загальному енергобалансі країни. Понад 90% домогосподарств опалюються завдяки геотермальній енергії, яка також використовується для виробництва.

Філіппіни займають одне з провідних місць у світі за обсягами виробництва електроенергії з теплових ресурсів Землі. Геотермальні станції забезпечують значну частину енергопотреб країни, що дає змогу знижувати залежність від імпортованих викопних палив.

Ці країни використовують геотерммальні ресурси для покриття своїх енергетичних потреб, що сприяє розвитку стійких та екологічно чистих джерел енергії.

Використання ВДЕ знижує залежність від викопних палив, таких як вугілля, нафта чи газ, що дає можливість зменшити викиди парникових газів та негативний вплив на довкілля. Ці джерела енергії вважаються більш стійкими та безпечними для довгострокового використання.

Стан та перспективи використання відновлюваних джерел енергії в Україні

Серед відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) найбільше розвиваються сонячна, вітрова та біоенергія. 

Сонячна енергія є найбільш поширеним видом ВДЕ в країні, зокрема в Одеській, Дніпропетровській та Миколаївській областях. Ці регіони відзначаються великою кількістю ясних днів і відповідними кліматичними умовами, що сприяють встановленню численних сонячних електростанцій. 

У зв’язку з постійними обстрілами енергетичної інфраструктури та нестабільністю постачання електроенергії, багато приватних домогосподарств в Україні звернулися до встановлення сонячних електростанцій. Це рішення не лише забезпечує незалежність від централізованого енергопостачання, але й допомагає захистити себе від перебоїв у електропостачанні. Важливим фактором у цьому процесі стало й постійне зростання вартості електроенергії, що підштовхує людей до інвестицій у власні джерела енергії. Сонячні панелі дозволяють зменшити витрати на електрику в довгостроковій перспективі та підвищують енергетичну автономію господарств.

Вітрова енергія також має значний розвиток в Україні, зокрема в Запорізькій, Херсонській та Миколаївській областях. Ці регіони мають сприятливі вітрові умови для ефективного використання вітрових турбін, що дає змогу активно розвивати вітрову енергетику і зменшувати залежність від традиційних джерел енергії.

Нижче наведено деякі з основних вітрових електростанцій в Україні:

Біоенергетика в Україні розвивається в основному в областях із розвиненим сільським господарством, таких як Полтавська, Чернігівська та Вінницька. Тут активно використовують біомасу та біогаз, виробляючи енергію із сільськогосподарських відходів і сприяючи розвитку стійкої енергетики в країні.

Біоенергетичні станції в Україні на біомасі та біогазі

Війна в Україні, серйозно вплинула на розвиток відновлювальних джерел енергії, ми вже підіймали цю тему в одному з попередніх матеріалів – Війна в Україні: екологічні наслідки та роль освіти у відновленні. Бойові дії призводять до зниження інвестицій і фінансування, пошкодження інфраструктури, дефіциту ресурсів і обладнання, а також потреби у відновленні та модернізації енергосистеми. Після завершення війни Україні знадобиться реконструкція всієї енергетичної інфраструктури, що може створити нові можливості для розвитку ВДЕ та зміцнення енергетичної незалежності.

Розвиток енергоефективності та відновлюваних джерел енергії є стратегічним напрямком, який може змінити майбутнє України. Використання кращих практик інших країн та активна робота над внутрішніми проблемами дасть можливість зробити важливий крок на шляху до енергетичної незалежності та сталого розвитку.