О возобновляемой энергии

1. содержание Канада, с ее обширной территорией и разнообразной географией, обладает значительными возобновляемыми...
2. Гидроэлектростанция
3. Биоэнергия
4. Ветровая энергия
5. Солнечная энергия
6. Геотермальная энергия
7. Энергия океана

содержание

• Канада, с ее обширной территорией и разнообразной географией, обладает значительными возобновляемыми ресурсами, которые можно использовать для производства энергии; Эти ресурсы включают в себя энергию воды, ветра, биомассы, солнечной энергии, геотермальной энергии и океана.
• Канада является мировым лидером в производстве и использовании энергии из возобновляемых ресурсов. В настоящее время возобновляемые источники энергии обеспечивают около 18,9% общего объема первичной энергии Канады.
• Перемещение воды является наиболее важным возобновляемым источником энергии в Канаде, обеспечивающим 59,3% производства электроэнергии в Канаде. На самом деле Канада является вторым по величине производителем гидроэлектроэнергии в мире.
• Ветер является вторым по важности источником возобновляемой энергии в Канаде. На его долю приходится 3,5 процента выработки электроэнергии в Канаде.
• Биомасса является третьим по величине возобновляемым источником производства электроэнергии в Канаде. Его доля в производстве электроэнергии в Канаде составляет 1,4 процента.
• Ветровая и солнечная фотоэлектрическая энергия являются наиболее быстро растущими источниками электроэнергии в Канаде.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия - это энергия, полученная в результате естественных процессов, которые восполняются со скоростью, равной или превышающей скорость, с которой они потребляются. Существуют различные формы возобновляемой энергии, получаемой прямо или косвенно от солнца или от тепла, генерируемого глубоко внутри Земли. Они включают энергию, вырабатываемую из солнечных, ветровых, геотермальных, гидроэнергетических и океанских ресурсов, твердой биомассы, биогаза и жидкого биотоплива. Однако биомасса является возобновляемым ресурсом только в том случае, если скорость ее потребления не превышает скорость ее регенерации.
С течением времени был разработан широкий спектр технологий и оборудования для производства энергии, позволяющих использовать эти природные ресурсы. В результате полезная энергия может быть произведена в форме электричества, промышленного тепла, тепловой энергии для кондиционирования пространства и воды, а также транспортного топлива.

Благодаря своей обширной территории и разнообразной географии, Канада обладает изобилием возобновляемых ресурсов, которые можно использовать для производства энергии. Канада является мировым лидером в производстве и использовании энергии из возобновляемых ресурсов. Ресурсы возобновляемой энергии в настоящее время обеспечивают 18,9% общего объема первичной энергии Канады.

Гидроэлектроэнергия - безусловно самая важная форма возобновляемой энергии, произведенной в Канаде. Ветер и биоэнергетика также вносят важный вклад в энергетический баланс Канады. Ветер и солнечная фотоэлектрическая энергия испытывают самые высокие темпы роста.

Вселенная возобновляемой энергии

Увеличенное изображение

Текстовая версия

В таблице описывается трансформационная вселенная возобновляемых источников энергии от состояния природных ресурсов до состояния полезных форм энергии. Он состоит из трех частей со стрелками, идущими от первого раздела ко второму и от второго до третьего. Первый раздел показывает возобновляемые ресурсы, с примерами, такими как движущаяся вода, биомасса, ветер, солнце, Земля. Второй представляет технологию и оборудование, демонстрирующие примеры гидроэлектрических и ветряных турбин, дровяных печей и печей, фотоэлектрических панелей. Третий раздел показывает полезную энергию с примерами электричества, промышленного пара, тепла для космоса и воды, биотоплива.

Гидроэлектростанция

Естественный поток воды в реках обладает кинетической силой, которая может быть преобразована в полезную энергию. Раннее использование включало в себя механическую энергию для трансформации, такой как фрезерование и распиливание, а также для орошения. Кроме того, реки использовались для транспортных целей, таких как перемещение бревен из леса в промышленные центры.

В настоящее время гидроэлектроэнергия является основной формой полезной энергии, получаемой из проточной воды. Чтобы произвести гидроэлектроэнергию, поток воды направляют на лопатки турбины, заставляя его вращаться, что приводит к тому, что электрический генератор, связанный с турбиной, также вращается и, таким образом, генерирует электричество.

Количество энергии, извлекаемой из проточной воды, зависит от объема воды и ее скорости. Обычно гидроэлектростанция строится на крутом склоне или водопаде, чтобы использовать скорость, получаемую водой в результате гравитации. Дамбы строятся в некоторых местах, чтобы помочь регулировать поток воды и, следовательно, производство электроэнергии.

В Канаде много рек, вытекающих из горных районов в направлении трех граничащих океанов. В 2014 году в Канаде было 542 гидроэлектростанции с установленной мощностью 78 359 мегаватт. Эти станции включают 379 небольших гидроэлектростанций, то есть мощности с паспортной мощностью 50 мегаватт или менее, и они вместе составляют 3,6 гигаватта, что составляет около 4,6% от установленной мощности Канады.

Установленная гидроэлектростанция по областям (2014, в мегаваттах)

Увеличенное изображение

Текстовая версия

Гистограмма показывает установленную гидроэлектрическую мощность по провинциям / территориям в 2014 году, в мегаваттах. Столбы разной высоты показывают возможности провинций следующим образом:

Британская Колумбия около 14 210 мегаватт
Альберта около 943 мегаватт
Саскачеван около 868 мегаватт
Манитоба более 5 гигаватт
Онтарио о гигаваттах
Квебек около 40 гигаватт
Нью-Брансуик около 950 мегаватт
Новая Шотландия около 376 мегаватт
ПЭИ гидроэлектростанция равна нулю
Ньюфаундленд и Лабрадор около 6,8 гигаватт
Юкон 95 мегаватт
Северо-Западные территории 56 мегаватт

В 2014 году на всех гидроэлектростанциях в Канаде было произведено 378,8 тераватт-часов. Это составило 59,3 процента от общего производства электроэнергии в Канаде. Канада является вторым по величине производителем гидроэлектроэнергии в мире.

Гидроэлектростанции были разработаны в Канаде, где география и гидрография были благоприятными, особенно в Квебеке. Другие области, производящие большое количество гидроэлектроэнергии, включают Британскую Колумбию, Ньюфаундленд и Лабрадор, Манитобу и Онтарио.

Биоэнергия

Биоэнергия включает в себя различные формы полезной энергии, полученные из материалов, называемых биомассой. Биомасса - это биологический материал в твердой, жидкой или газообразной форме, в котором хранится солнечный свет в форме химической энергии. Из этого определения исключен органический материал, который в течение длительных периодов времени превращался в геологических процессах в вещества, такие как уголь или нефть.

Несколько видов биомассы могут быть использованы с соответствующей технологией и оборудованием для производства энергии. Наиболее распространенным видом биомассы является древесина, круглая древесина или древесные отходы от промышленной деятельности. Древесину и древесные отходы можно сжигать для производства тепла, используемого в промышленных целях, для отопления помещений и нагрева воды, или для производства пара для выработки электроэнергии. В результате анаэробного сбраживания метан может быть получен из твердых отходов свалки или других материалов биомассы, таких как сточные воды, навоз и сельскохозяйственные отходы. Сахар может быть извлечен из сельскохозяйственных культур, и с помощью дистилляции можно производить спирты для использования в качестве топлива для транспорта. Кроме того, существуют или разрабатываются многочисленные другие технологии для использования преимуществ другого сырья биомассы.

Благодаря своей обширной территории и активным лесным и сельскохозяйственным отраслям, Канада имеет доступ к большим и разнообразным ресурсам биомассы, которые можно использовать для производства энергии. В настоящее время биоэнергетика является второй наиболее важной формой возобновляемой энергии в Канаде.

Исторически, использование дерева было очень важно в Канаде для отопления помещений и нагрева воды, а также для приготовления пищи. Это все еще важно сегодня, так как 4,6% домохозяйств используют древесину в качестве основного или вторичного источника отопления помещений. Ежегодно в жилом секторе потребляется более 100 петаджоулей энергии из древесины, что составляет более 7 процентов потребления энергии в жилых помещениях.

Наиболее важным видом биомассы в Канаде являются промышленные древесные отходы, особенно отходы целлюлозно-бумажной промышленности, которые используются для производства электроэнергии и пара. Ежегодно в промышленности используется более 400 петаджоулей биоэнергии. Целлюлозно-бумажная промышленность, безусловно, является крупнейшим промышленным потребителем биоэнергии, на которую приходится более половины энергии, используемой в этой отрасли.

В конце 2014 года в Канаде насчитывалось 70 биоэнергетических электростанций с общей установленной мощностью 2043 мегаватта, и большая часть этой мощности была построена за счет использования древесной биомассы и отработанного целлюлозного раствора, а также свалочного газа. В 2014 году было выработано 8,7 гигаватт-часов электроэнергии с использованием древесных отходов, отработанного целлюлозного раствора, свалочного газа и органических твердых бытовых отходов. Большая часть мощности, работающей на биомассе, была обнаружена в провинциях, где ведется значительная лесохозяйственная деятельность: Британская Колумбия, Онтарио, Квебек, Альберта и Нью-Брансуик.

Провинции Общая биомасса Ньюфаундленд и Лабрадор 27 Остров Принца Эдуарда 2 Новая Шотландия 66 Нью-Брансуик 113 Квебек 205 Онтарио 681 Манитоба 52 Саскачеван 16 Альберта 55 Британская Колумбия 827 Канада 2 043

Биотопливо - или топливо из возобновляемых источников - является растущей формой биоэнергетики в Канаде. В 2013 году на долю Канады приходилось 2% мирового производства биотоплива (5-е место в мире после США, Бразилии, Европейского союза и Китая). В Канаде производится два основных типа биотоплива: этанол (заменитель бензина) и биодизель (заменитель дизеля).

Основным сельскохозяйственным сырьем для производства этанола в Канаде является кукуруза, пшеница и ячмень. Канада является крупным мировым производителем и экспортером этого зерна. Эти основные виды сырья, используемые для производства биодизеля, включают растительные масла, а также несъедобные отработанные жиры и животные жиры.

Согласно оценкам программы Natural Resources Canada (NRCan), в 2013 году Канада произвела 1,7 миллиарда литров этанола и 124 миллиона литров биодизеля.

В настоящее время правительство Канады принимает ряд мер для поддержки производства и использования возобновляемых видов топлива:

• Правила использования возобновляемых видов топлива для установления минимальных уровней содержания возобновляемых видов топлива:
  • 5-процентное возобновляемое содержание на основе бензинового пула (с декабря 2010 г.)
  • 2-процентное возобновляемое содержание в дизельном топливе и мазуте (вступает в силу в июле 2011 года)
• Поддержка участия фермеров в отрасли - инициатива EcoAgriculture Biofuel Capital (200 миллионов долларов в течение четырех лет);
• Поддержка отечественного производства в рамках программы стимулирования производства - программа ecoENERGY for Biofuels (1,5 миллиарда долларов США за девять лет); а также
• Поддержка технологий следующего поколения для производства биотоплива из нетрадиционных видов сырья - NextGen Biofuels Fund ™ (500 миллионов долларов).

В провинциях Британская Колумбия, Альберта, Саскачеван, Манитоба и Онтарио действуют действующие мандаты на возобновляемое топливо. В Британской Колумбии также действует стандарт по низкоуглеродистому топливу.

Провинциальные мандаты на возобновляемое топливо, 2014Возобновляемые альтернативы бензинуВозобновляемые альтернативы дизельномуфедеральному

5% 2% Провинциальная Британская Колумбия 5% 4% Альберта 5% 2% Саскачеван 7,5% 2% Манитоба 8,5% 2% Онтарио 5% 2%

Квебек

5% (только цель) -

Ветровая энергия

Кинетическая энергия ветра может быть преобразована в полезные формы энергии, такие как механическая энергия или электричество. Веками энергия ветра использовалась для подъема парусных судов и вращения мельниц и водяных насосов. Сегодня ветер все чаще используется для выработки электроэнергии. Турбины с большими винтами устанавливаются на «ветряных электростанциях», расположенных в стратегических районах, которые имеют хороший режим ветра и которые находятся в непосредственной близости от существующих электрических сетей. Энергия ветра улавливается только тогда, когда скорость ветра достаточна для перемещения лопаток турбины, но не при сильном ветре, когда турбина может быть повреждена при работе.

Канада имеет большие территории с отличными ветровыми ресурсами и, следовательно, значительным потенциалом для расширения ветроэнергетики. Некоторые из областей высшего качества находятся в море и вдоль береговой линии. В Канаде еще не было построено морских ветряных электростанций, и развитие прибрежных ветряных электростанций ограничено, поскольку большая часть береговой линии Канады находится в отдаленных регионах, вдали от существующей электрической сети. В разных частях Канады, в том числе в южных прериях и вдоль залива Святого Лаврентия, имеются внутренние районы высокого качества.

Установленная мощность ветроэнергетики в Канаде быстро расширяется в последние годы и, по прогнозам, будет продолжать расти быстрыми темпами из-за возросшего интереса со стороны производителей электроэнергии и правительственных инициатив. По состоянию на 31 декабря 2014 года в Канаде насчитывалось более 5130 ветряных турбин, работающих на 225 ветряных электростанциях, с общей установленной мощностью 9 694 мегаватт, по сравнению с только 60 ветряными турбинами, 8 ветряными электростанциями и 27 мегаваттами в 1998 году. Лидеры по мощности ветроэнергетики в провинциях Онтарио, Квебек и Альберта.

Установленная мощность ветроэнергетики в Канаде (в мегаваттах)

Увеличенное изображение

Текстовая версия

Гистограмма показывает установленную мощность ветра в Канаде с 1998 года, в мегаваттах. Столбы различной высоты показывают быстрое увеличение мощности с 27 мегаватт в 1998 году до 9 694 мегаватт в 2014 году.

Солнечная энергия

Солнечная энергия - это энергия солнца в форме излучаемого тепла и света. Лучистую энергию солнца можно использовать для освещения и обогрева зданий, а также для выработки электроэнергии. Исторически солнечная энергия использовалась с помощью пассивных солнечных технологий. Как правило, они включают в себя стратегическое расположение зданий и различные элементы этих зданий, такие как окна, свесы и тепловые массы. Такие практики используют солнечные лучи для освещения и обогрева помещений, чтобы значительно сократить использование электрического или механического оборудования. Солнечная энергия может использоваться только днем ​​и только в том случае, если солнечный свет не заблокирован облаками, зданиями или другими препятствиями.

Сегодня две активные солнечные технологии, которые используют электрическое или механическое оборудование, становятся все более распространенными. Во-первых, солнечные коллекторы или панели используются для нагрева воды или вентиляционного воздуха для использования в зданиях. Во-вторых, солнечные фотоэлектрические технологии используют солнечные элементы для преобразования солнечного света непосредственно в электричество.

Потенциал для солнечной энергии варьируется по всей Канаде. Потенциал ниже в прибрежных районах из-за увеличения облачности и выше в центральных регионах. Солнечный потенциал меняется еще больше по всему земному шару. В целом, многие канадские города имеют солнечный потенциал, сопоставимый на международном уровне с потенциалом многих крупных городов. Например, около половины потребностей Канады в электричестве может быть удовлетворено путем установки солнечных панелей на крышах жилых домов.

Использование солнечной энергии в Канаде возросло в последние годы, хотя она остается относительно небольшой с точки зрения проникновения на рынок. Установленная мощность для солнечной тепловой энергии с 2004 года увеличила совокупный ежегодный прирост на 13,8%. Период 2008-2014 годов был отмечен значительным ростом установленной мощности для солнечной фотоэлектрической энергии, которая в 2014 году достигла 1843 мегаватт установленной мощности.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия может быть получена от тепла, накопленного под поверхностью земли, или от поглощенного тепла в атмосфере и океанах. В первом случае геотермальная энергия может быть получена из естественного подземного пара и использоваться для производства электроэнергии. Во втором случае нагрев и охлаждение могут быть достигнуты, используя разницу температур между наружным воздухом и грунтовыми или подземными водами.

Геотермальные ресурсы с самой высокой температурой расположены в Британской Колумбии, Северо-Западных территориях, Юконе и Альберте; проекты по выработке тепла и электроэнергии рассматриваются в рамках демонстрационных проектов. Проект South Meager в Британской Колумбии является самым передовым проектом геотермальной энергетики в Канаде.

Кроме того, в 2010 году насчитывалось более 95 000 наземных тепловых насосов, представляющих около 1 045 мегаватт тепловой энергии (МВтт) установленной мощности и производящих, по оценкам, 1420 гигаватт-часов в год.

Энергия океана

Океан - это огромный источник энергии, который можно использовать для производства различных видов полезной энергии. Например, были разработаны технологии для преобразования энергии океанских волн и приливов в электричество или другие полезные формы энергии. Тем не менее, сохраняется ряд технических, экономических и экологических барьеров, и в результате океанская энергия в настоящее время не является широко используемым источником энергии.

Будучи не имеющей выхода к морю только вдоль своей южной границы, большая часть Канады окружена океанами, что означает, что она имеет доступ к значительному энергетическому потенциалу. В настоящее время в Канаде есть приливная электростанция в Новой Шотландии с генерирующей мощностью 20 мегаватт электроэнергии. В Британской Колумбии и Новой Шотландии были развернуты демонстрационные проекты по технологии приливных течений. В течение следующих нескольких лет в заливе Фанди, Новая Шотландия, ожидается установка около 13 мегаватт приливно-отливной мощности. Вертикальный прилив, который может превышать 16 метров, в заливе Фанди имеет самые высокие в мире приливы и является перспективным местом для будущего освоения приливных ресурсов Канады.