Волновая энергетика России: потенциал, технологии и перспективы развития

Зеленая энергетика, также известная как возобновляемая энергетика, становится все более актуальной и важной в современном мире, она предлагает множество преимуществ, как для окружающей среды, так и для экономики и общества в целом.

Экологические преимущества очень обширны — начиная со снижения выбросов парниковых газов, сохранения природных ресурсов, снижения загрязнения воздуха и воды, заканчивая созданием более чистой среды обитания.

Экономические преимущества также весьма привлекательны — происходит создание новых рабочих мест, снижается зависимость от импорта, повышается конкурентоспособность страны на глобальном рынке, а также происходит снижение цен на энергию для самих жителей страны.

Социальные преимущества тоже имеют не малую роль, ведь повышается не только качество жизни, но и происходит улучшение доступа к электричеству в отдаленных районах, где нет традиционной энергетической инфраструктуры, а также укрепляется социальная справедливость, ведь это способствует более равномерному распределению ресурсов и предотвращает конфликты, связанные с доступом к энергии.

В условиях глобального изменения климата и истощения ископаемых ресурсов, зеленая энергетика становится не просто альтернативой, а необходимостью. Она является ключевым фактором перехода к устойчивому развитию и создания более справедливого и процветающего мира.

В данной публикации, будет приведен пример совершенно новой темы «зеленой энергетики», а именно волновой энергетики.

Энергия волн водных объектов (водоемов) представляет собой кинетическую энергию движущихся по поверхности воды волн. Волновая энергия является неисчерпаемым источником возобновляемой энергии, которую можно преобразовать в электроэнергию при помощи волновых электростанций. В настоящее время разработано большое количество различных типов таких электростанций, принципиально отличающихся друг от друга.

Волновая энергетика — это технология, которая использует энергию океанских волн для производства электроэнергии. Она относится к возобновляемым источникам энергии и имеет потенциал стать важным элементом в глобальной энергетической системе.

Рассмотрим работу волновой энергетики: существуют разные типы волновых энергетических устройств, но общий принцип работы заключается в следующем:

Преобразование энергии волн — устройства используют движение волн для создания механической энергии, что может быть достигнуто с помощью поплавков, которые поднимаются и опускаются с волнами, гидродинамических турбин, вращающихся под воздействием волн, или других механизмов, и последующее преобразование механической энергии в электричество с помощью генераторов.

• Возобновляемый источник энергии: энергия волн неисчерпаема и постоянно воспроизводится природными процессами.
• Низкие выбросы CO ₂ : волновая энергетика не выделяет парниковые газы, что делает ее экологически чистым источником энергии.
• Высокая плотность энергии: волны несут значительную энергию, что позволяет генерировать значительное количество электричества из относительно небольших участков океана.
• Потенциал для создания новых рабочих мест: развитие волновой энергетики создает новые рабочие места в инновационных сферах.

Помимо перечисленных положительных моментов, есть также и недостатки волновой энергетики:

• Высокая стоимость: разработка и внедрение волновых энергетических устройств является дорогостоящим процессом.
• Сложность технического обслуживания: устройства необходимо регулярно обслуживать и ремонтировать, что может быть сложно в морской среде.
• Возможные экологические риски: необходимо тщательно изучать влияние волновых энергетических устройств на морскую флору и фауну.

Несмотря на некоторые недостатки, волновая энергетика имеет большой потенциал для будущего. Разработка новых технологий, снижение стоимости производства и улучшение методов оценки экологического влияния способствуют росту интереса к этой отрасли.

Существует несколько основных типов волновой энергии, которые различаются по механизму преобразования энергии и конструктивным особенностям устройств:

1. Поплавковые устройства (Oscillating Water Column — OWC)- устройство состоит из камеры с воздухом, которая соединена с морем через отверстие внизу, когда волна проходит над устройством, вода в камере поднимается и сжимает воздух, который, в свою очередь, вращает турбину, генерируя электроэнергию.
2. Устройства с поворотной лопастью (Point Absorber)- устройство поплавок, соединенный с поворотной лопастью. Волны заставляют поплавок качаться вверх-вниз, что вращает лопасть и генерирует энергию.
3. Устройства с качающимся пластиной (Overtopping)- устройство имеет наклонную пластину, которая отклоняет волны в резервуар. Разница уровней воды в резервуаре и море генерирует гидравлическую энергию, которая затем преобразуется в электрическую.
4. Устройства с гидродинамическими турбинами (Hydrodynamic)- устройство имеет турбину, которая вращается под действием течений воды, генерируемых волнами
5. Устройства с концентраторами волн- устройство концентрирует волны на определенную зону, увеличивая их высоту и энергию, что позволяет генерировать больше электричества.

На данный момент в России уже активно ведется работа в данном направлении. Создана карта волновой энергии России, официально подтвержденная океанологами, а также существует пять официально работающих крупных волновых станций (волновые электростанции расположены в Краснодарском крае, на озере Байкал, на Камчатке, в Крыму, а также на острове Сахалин), что приносит свои первые успехи и опыт реализации данных проектов.

Волновая энергетика в России находится на начальном этапе развития, но имеет значительный потенциал для успеха. Для ее развития необходимо устранить существующие барьеры, создать благоприятные условия для инвестирования, начать осуществлять инновационные проекты в области технологий и эксплуатации волновых энергетических устройств. Данные проекты целиком и полностью удовлетворяют новые технологии будущего, оставляют низкий углеродный след, а также целиком и полностью поддерживают важную повестку на сегодняшний день: оставить экологичное пространство будущему, что является на данный период особо важным, ведь меры, принятые уже на высоком уровне, задают повестке экологии высокий уровень.

Многие уже знают о федеральном законе от 2 июля 2021 г. N 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов», если кратко: Россия должна прийти к минимальным единицам выбросов и снизить углеродный след, а данный вид энергетики является «чистым», что обеспечивает современность подхода и успешную эксплуатацию, которая предполагает благоприятный исход всех событий в энергетике.

Литература:

1. Юдаев, И. В. Возобновляемые источники энергии / И. В. Юдаев, Ю. В. Даус, В. В. Гамага. — 4-е изд. — Санкт-Петербург: Лань, 2024. — 328 c. — Текст: непосредственный.
2. Кудрявцева, Е. Развитие зеленой энергетики / Е. Кудрявцева. — Текст: непосредственный // Огонёк. — 2020. — № 31. — С. 28.
3. Документы и статьи ВИЭ. — Текст: электронный // Ассоциация развития возобновляемой энергетики (АРВЭ),: [сайт]. — URL: https://rreda.ru/industry/ (дата обращения: 23.09.2024).
4. Зубова, Н. В. Возобновляемые источники энергии: энергия воды и ветра / Н. В. Зубова, С. В. Митрофанов. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2021. — 211 c. — Текст: непосредственный.
5. Казаков, В. В. Энергия океана: перспективы и проблемы / В. В. Казаков.— 2021 — Текст: непосредственный.
6. Статьи научных организаций, занимающихся исследованиями в области морской энергетики. — Текст: электронный // Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук — ИО РАН: [сайт]. — URL: https://ocean.ru/?100try.com (дата обращения: 24.09.2024).