ВОЗОБНОВЛЯ́ЕМЫЕ ИСТО́ЧНИКИ ЭНЕ́РГИИ

ВОЗОБНОВЛЯ́ЕМЫЕ ИСТО́ЧНИКИ ЭНЕ́Р­ГИИ, по­то­ки энер­гии, по­сто­ян­но су­ще­ст­вую­щие или пе­рио­ди­че­ски воз­ни­каю­щие в ок­ру­жаю­щей сре­де. К осн. В. и. э. от­но­сят­ся: сол­неч­ное из­лу­че­ние, гид­ро­энер­гия, энер­гия вет­ра, био­мас­сы, мор. и оке­а­нич. те­че­ний, энер­гия при­ли­вов и от­ли­вов, теп­ло­вая энер­гия недр Зем­ли (гео­тер­маль­ная энер­гия). По­тен­ци­аль­ные за­па­сы В. и. э. на­мно­го пре­вы­ша­ют все пер­спек­тив­ные по­треб­но­сти че­ло­вече­ст­ва в энер­гии, а так­же по­тен­ци­ал не­во­зоб­нов­ляе­мых ис­точ­ни­ков энер­гии (ор­га­нич. и ядер­ное то­п­ли­во). Ис­поль­зо­ва­ние В. и. э. (не­тра­ди­ци­он­ная энер­ге­ти­ка) по­зво­лит ре­шить про­бле­мы со­кра­ще­ния за­па­сов не­во­зоб­нов­ляе­мых то­п­лив­но-энер­ге­тич. ре­сур­сов, обес­пе­че­ния энер­го­ре­сур­са­ми де­цен­тра­ли­зо­ван­ных по­тре­би­те­лей и ре­гио­нов с даль­ним за­во­зом то­п­ли­ва, сни­же­ния рас­хо­дов на его дос­тав­ку. Тех­нич. по­тен­ци­ал В. и. э. Рос­сии со­став­ля­ет при­мер­но 4,6 млрд. т ус­лов­но­го то­п­ли­ва (т. у. т.) в год (в РФ при­нят то­п­лив­ный тон­но-эк­ви­ва­лент по уг­лю, рав­ный 29,3 · 10⁹ Дж; в Ев­ро­пе и США при­нят то­п­лив­ный тон­но-эк­ви­ва­лент по неф­ти, рав­ный 41,8 · 10⁹ Дж), что пре­вы­ша­ет совр. уро­вень энер­го­по­треб­ле­ния Рос­сии, со­став­ляю­щий ок. 1,2 млрд. т. у. т. в год.

Сол­неч­ное из­лу­че­ние (са­мый мощ­ный ис­точ­ник энер­гии на Зем­ле) су­щест­вен­но ме­ня­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от вре­ме­ни су­ток, со­стоя­ния ат­мо­сфе­ры, вре­ме­ни го­да. Го­до­вой по­ток сол­неч­ной ра­диа­ции на Зем­ле на­хо­дит­ся в пре­де­лах 3000–8000 МДж/м² в год (800–2200 кВт · ч/м²). Еже­год­ное ко­ли­че­ст­во сол­неч­ной энер­гии у по­верх­но­сти Зем­ли в 25 раз пре­вы­ша­ет энер­гию всех ми­ро­вых раз­ве­дан­ных за­па­сов уг­ля и в 3–5 тыс. раз боль­ше еже­год­но рас­хо­дуе­мой че­ло­ве­че­ст­вом энер­гии. В Рос­сии эко­но­мич. по­тен­ци­ал ис­поль­зо­ва­ния сол­неч­ной энер­гии эк­ви­ва­лен­тен 2300 млн. т. у. т., ос­вое­но 12,5 млн. т. у. т. Сол­неч­ную энер­гию мож­но ис­поль­зо­вать для про­из-ва элек­тро­энер­гии не­по­сред­ст­вен­ным пре­об­ра­зо­ва­ни­ем в элек­трич. энер­гию при по­мо­щи сол­неч­ных ба­та­рей (см. так­же Ге­лио­тех­ни­ка, Ге­лио­элек­три­че­ская стан­ция).

Гид­ро­энер­ге­ти­че­ские ис­точ­ни­ки оце­ни­ва­ют ко­ли­че­ст­вом энер­гии, ко­то­рая мо­жет быть по­лу­че­на, ес­ли пе­ре­го­ро­дить все круп­ные ре­ки пла­не­ты, что со­от­вет­ст­ву­ет 9802 млрд. кВт·ч, в т. ч. 852 млрд. кВт·ч (ок. 8,7% ми­ро­вых за­па­сов) со­став­ля­ет эко­но­мич. по­тен­ци­ал гид­ро­энер­ге­тич. ре­сур­сов Рос­сии. Наи­боль­ши­ми гид­ро­энер­ге­тич. за­па­са­ми об­ла­да­ют Ки­тай, Рос­сия, США и Бра­зи­лия. В Рос­сии ос­нов­ные гид­ро­энер­ге­тич. ре­сур­сы (ок. 80%) рас­по­ло­же­ны в ма­ло­об­жи­тых рай­онах Си­би­ри и Даль­не­го Вос­то­ка (ос­вое­но ок. 10%). По­это­му соз­да­ние в этих рай­онах круп­ных ГЭС пред­став­ля­ет­ся не­оп­рав­дан­ным как с эко­но­ми­че­ской, так и с эко­ло­ги­че­ской то­чек зре­ния (при­ве­дёт к за­то­п­ле­нию об­шир­ных про­странств тай­ги). Про­из-во совр. гид­ро­аг­ре­га­тов мощ­но­стью 10–5860 кВт по­зво­ля­ет во­зоб­но­вить в Рос­сии строи­тель­ст­во ма­лых ГЭС. Эко­но­мич. по­тен­ци­ал ис­поль­зо­ва­ния ма­лой гид­ро­энер­ге­ти­ки эк­ви­ва­лен­тен 125 млн. т. у. т., ос­вое­но 65 млн. т. у. т. (на 2003 дей­ст­ву­ют ок. 50 мик­ро-ГЭС мощ­но­стью от 1,5 до 50 кВт) (см. Гид­ро­энер­ге­ти­ка).

Ис­поль­зо­ва­ние энер­гии вет­ра в разл. рай­онах Зем­ли не­оди­на­ко­во. В Рос­сии эко­но­мич. по­тен­ци­ал энер­гии вет­ра эк­ви­ва­лен­тен 2000 млн. т. у. т., ос­вое­но 10 млн. т. у. т. (см. Вет­ро­элек­три­че­ская стан­ция, Вет­ро­энер­ге­ти­ка).

Био­мас­са, по­лу­чае­мая из про­дук­тов с. х-ва, ле­со­во­дства, ак­ва­куль­ту­ры, пром. и бы­то­вых ор­га­нич. от­хо­дов, слу­жит для про­из-ва энер­гии и био­то­п­ли­ва (энер­ге­тич. фер­ма). Осн. це­лью пе­ре­ра­бот­ки сы­рья мог­ло бы быть ис­клю­чи­тель­но про­из-во энер­гии, но бо­лее вы­год­но ис­поль­зо­вать био­мас­су для по­лу­че­ния и био­то­п­ли­ва (напр., ме­ти­ло­во­го спир­та). В Рос­сии эко­но­мич. по­тен­ци­ал энер­гии био­мас­сы эк­ви­ва­лен­тен 53 млн. т. у. т., ос­вое­но 35 млн. т. у. т. (2005). Име­ют­ся тех­нич. раз­ра­бот­ки по ис­поль­зо­ва­нию био­га­за в ка­че­ст­ве ав­то­мо­биль­но­го то­п­ли­ва (см. Био­газ, Био­мас­са).

Океа­ни­че­ские ис­точ­ни­ки вклю­ча­ют энер­гию те­че­ний на всей ак­ва­то­рии Ми­ро­во­го ок., при­ли­вов, волн, сме­ши­ва­ния пре­сной и со­лё­ной мор. во­ды, раз­но­сти (гра­ди­ен­тов) тем­пе­ра­тур, су­ще­ст­вую­щей ме­ж­ду по­верх­но­ст­ны­ми и глу­бин­ны­ми слоя­ми во­ды в тро­пич. рай­онах океа­нов. Для тех­нич. реа­ли­за­ции це­ле­со­об­раз­но ос­вое­ние толь­ко наи­бо­лее круп­ных те­че­ний, при­ли­вов с боль­шой ам­пли­ту­дой, уча­ст­ков океа­на со зна­чит. раз­ни­цей со­лё­но­сти ме­ж­ду реч­ным сто­ком и мор. во­дой и с тем­пе­ра­тур­ным пе­ре­па­дом в 20 °C, при ко­то­ром мо­жет быть эф­фек­тив­но осу­ще­ст­в­лён Кар­но цикл. На пре­об­ра­зо­ва­нии энер­гии при­ли­вов ос­но­ва­но дей­ст­вие при­лив­ных элек­тро­стан­ций (ПЭС). Наи­бо­лее из­вест­ны: ПЭС мощ­но­стью 240 МВт, рас­по­ло­жен­ная в Бре­та­ни (Фран­ция), и не­боль­шая опыт­ная стан­ция мощ­но­стью 400 кВт в Ки­слой гу­бе на по­бе­ре­жье Ба­рен­це­ва м. (Рос­сия). К пер­спек­тив­ным про­ек­там раз­ви­тия при­лив­ной энер­ге­ти­ки в Рос­сии от­но­сят­ся Ме­зен­ская ПЭС на Бе­лом м. (19200 МВт), Ту­гур­ская ПЭС на Охот­ском м. (7980 МВт). В Ми­ро­вом ок. раз­ность тем­пе­ра­тур ме­ж­ду тё­п­лы­ми по­верх­но­ст­ны­ми во­да­ми и бо­лее хо­лод­ны­ми (при­дон­ны­ми) дос­ти­га­ет 20 °C. Это обес­пе­чи­ва­ет не­пре­рыв­но по­пол­няе­мый за­пас те­п­ло­вой энер­гии, ко­то­рая мо­жет быть пре­об­ра­зо­ва­на в др. ви­ды (ме­ха­ни­че­скую, элек­три­че­скую).

Гео­тер­маль­ные ис­точ­ни­ки ак­ку­му­ли­ру­ют не­ис­чер­пае­мое ко­ли­че­ст­во энер­гии в не­драх зем­ли. Ре­сур­сы, при­год­ные для пром. ис­поль­зо­ва­ния, раз­де­ля­ют на гид­ро­гео­тер­маль­ные и пет­ро­гео­тер­маль­ные (см. в ст. Гео­тер­маль­ные ре­сур­сы). Гид­ро­гео­тер­маль­ные ис­точ­ни­ки (в т. ч. сис­те­мы с го­ря­чей во­дой) рас­про­стра­не­ны го­раз­до ши­ре, чем сис­те­мы, вы­ра­ба­ты­ваю­щие пе­ре­гре­тый пар (ок. 240 °С) под дав­ле­ни­ем до 3,5 МПа, с не­боль­шим со­дер­жа­ни­ем др. га­зов, отсут­ст­ви­ем (или ма­лым со­дер­жа­ни­ем) во­ды (из­вест­ные так­же как сис­те­мы су­хо­го па­ра). Пар, обыч­но вы­со­ко­го ка­чест­ва (со­дер­жит не­зна­чительное ко­ли­че­ст­во твёр­дых час­тиц), мож­но на­прав­лять сра­зу же по­сле из­вле­че­ния из недр в обыч­ную па­ро­вую тур­би­ну для про­из-ва элек­тро­энер­гии. Пер­вая в Рос­сии Пау­жет­ская ГеоТЭС мощ­но­стью 5 МВт, до­ведён­ная впо­след­ст­вии до мощ­но­сти 11 МВт, соз­да­на в 1967 на юж. око­неч­но­сти п-ова Кам­чат­ка. На Верх­не­мут­нов­ской ГеоТЭС мощ­но­стью 12 МВт и Мут­нов­ской Гео­ТЭС мощ­но­стью 80 МВт (Кам­чат­ка) в ка­че­ст­ве те­п­ло­но­си­те­ля ис­поль­зу­ет­ся пар ме­ст­но­го ме­сто­ро­ж­де­ния (дав­ле­ние 0,8 МПа). В 1989 на Сев. Кав­ка­зе соз­да­на опыт­ная Став­ро­поль­ская ГеоТЭС, где в ка­че­ст­ве те­п­ло­но­сите­ля при­ме­ня­ет­ся тер­маль­ная во­да с темп-рой 165 °C, до­бы­вае­мая с глу­би­ны 4,2 км. Функ­цио­ни­ру­ет оке­ан­ская ГеоТЭС на о. Иту­руп (Са­ха­лин­ская обл.) сум­мар­ной мощ­но­стью 30 МВт. На­хо­дит­ся в экс­плуа­та­ции Ку­риль­ская ГеоТЭС мощ­но­стью 0,5 МВт. Ме­сто­ро­ж­де­ния па­ро­гид­ро­тер­маль­ных ис­точ­ни­ков име­ют­ся в Рос­сии толь­ко на Кам­чат­ке и Ку­ри­лах, по­это­му гео­тер­маль­ная энер­ге­ти­ка не мо­жет иг­рать зна­чит. роль в мас­шта­бах стра­ны, од­на­ко для ука­зан­ных рай­онов, энер­го­снаб­же­ние ко­то­рых це­ли­ком за­ви­сит от при­воз­но­го то­п­ли­ва, гео­тер­маль­ная энер­ге­ти­ка спо­соб­на ра­ди­каль­но ре­шить про­бле­му энер­го­обес­пе­че­ния (см. так­же Гео­тер­маль­ная элек­тро­стан­ция).

Эко­ло­ги­че­ский ас­пект. Су­ще­ст­ву­ет мне­ние, что вы­ра­бот­ка элек­тро­энер­гии за счёт во­зоб­нов­ляе­мых ис­точ­ни­ков пред­став­ля­ет со­бой аб­со­лют­но эко­ло­ги­че­ски «чис­тый» ва­ри­ант. Это не со­всем вер­но, т. к. эти ис­точ­ни­ки энер­гии об­лада­ют прин­ци­пи­аль­но иным спек­тром воз­дей­ст­вия на ок­ру­жаю­щую сре­ду по срав­не­нию с тра­диц. энер­го­ус­та­нов­ка­ми на ор­га­нич. то­п­ли­ве. Ис­поль­зо­ва­ние В. и. э. мо­жет при­вес­ти к из­ме­не­нию те­п­ло­во­го ба­лан­са, за­тем­не­нию боль­ших тер­ри­то­рий сол­неч­ны­ми кон­цен­тра­то­ра­ми (сол­неч­ная энер­гия); шу­мо­вым воз­дей­ст­ви­ям, ло­каль­ным кли­ма­тич. из­ме­не­ни­ям, опас­но­сти для миг­ри­рую­щих птиц и на­се­ко­мых (вет­ро­энер­ге­ти­ка); вы­бро­су твёр­дых час­тиц, кан­це­ро­ген­ных и ток­сич­ных ве­ществ, ди­ок­си­да уг­ле­ро­да, био­га­за (био­энер­ге­ти­ка); по­яв­ле­нию био­ло­гич. ано­ма­лий под воз­дей­ст­ви­ем гид­ро­ди­на­мических и те­п­ло­вых воз­му­ще­ний, пе­рио­дич. за­то­п­ле­нию при­бреж­ных тер­ри­то­рий, эро­зии по­бе­ре­жья, сме­не дви­же­ния при­бреж­ных пес­ков (гид­ро­тер­маль­ная энер­ге­ти­ка, энер­гия при­ли­вов, волн); из­ме­не­нию уров­ня грун­то­вых вод, осе­да­нию поч­вы, за­бо­ла­чи­ва­нию (гео­тер­маль­ная энер­ге­ти­ка) и др.