Энергия волн и приливов:
перспективы использования читать ~3 мин.
Волновая и приливная энергия – перспективные возобновляемые источники, которые могут сыграть свою роль в глобальном переходе к устойчивым энергетическим системам. Океаны покрывают более 70% поверхности Земли, предлагая огромный потенциал для генерации чистой энергии.
Определения и объяснения
- Энергия волн: Это энергия, извлекаемая из движения океанических волн, вызванного ветром. Волны содержат значительное количество кинетической энергии, которая может быть преобразована в электроэнергию с помощью специальных устройств.
- Приливная энергия: Генерируется из гравитационного взаимодействия Земли, Луны и Солнца, приводящего к регулярным приливам и отливам. Эта энергия используется для производства электроэнергии через разницу уровней воды или движение приливных течений.
Технологии и механизмы работы
Волновая энергия
- Колеблющаяся водяная колонна (OWC): Камера с отверстием ниже уровня воды, где движение волн заставляет воздух проходить через турбину, генерируя электроэнергию.
- Точечные абсорберы: Плавающие устройства, которые используют вертикальное движение волн для работы с системой отбора мощности, например, гидравлическими насосами.
- Аттенюаторы: Длинные, гибкие структуры, расположенные параллельно волнам, которые генерируют энергию через движение вдоль их длины.
Приливная энергия
- Приливные барьеры: Плотины, построенные через эстуарии или заливы, которые используют разницу уровней воды между приливом и отливом для работы турбин.
- Течевые приливные турбины: Подводные турбины, похожие на ветровые, но адаптированные для работы в воде, которые используют кинетическую энергию приливных течений.
Текущее состояние
На 2025 год установленная мощность волновой и приливной энергии остаётся ограниченной по сравнению с другими возобновляемыми источниками, такими как солнечная и ветровая энергия. Крупнейшие проекты включают:
- Sihwa Lake Tidal Power Station в Южной Корее с мощностью 254 МВт.
- Rance Tidal Power Station во Франции с мощностью 240 МВт.
Кроме того, существуют многочисленные демонстрационные проекты и испытательные станции, такие как Европейский центр морской энергии (EMEC) в Оркни, Шотландия, который поддерживает тестирование устройств в реальных морских условиях.
Перспективы утилизации
Разработана дорожная карта, нацеленная на достижение 300 ГВт океанической энергии к 2050 году, что включает волновую и приливную энергию. Эта цель подчёркивает их потенциал для:
- Создания около 680 000 рабочих мест.
- Вклада в 340 миллиардов долларов валового добавленного продукта.
- Предотвращения более 500 миллионов тонн выбросов углерода.
Эта дорожная карта подчёркивает важность волновой и приливной энергии для достижения глобальных целей по нулевому уровню выбросов и ограничению глобального потепления до 1,5°C, что соответствует целям утроения установленной мощности возобновляемых источников энергии к 2030 году.
Вызовы и возможности
Вызовы
- Технологическая зрелость: Многие технологии волновой и приливной энергии всё ещё находятся на стадии разработки или демонстрации, что требует дальнейших улучшений для коммерческой жизнеспособности.
- Затраты: Высокие первоначальные капитальные затраты и расходы на обслуживание, связанные с суровыми морскими условиями, представляют значительные препятствия.
- Экологическое воздействие: Потенциальное влияние на морские экосистемы, такие как изменения течений и воздействие на морскую фауну, требует тщательной оценки и смягчения.
- Политические и регуляторные рамки: Необходимость в чётких и поддерживающих политиках, а также регуляторных путях для развития проектов варьируется между регионами, что может замедлить прогресс.
Возможности
- Энергетическая безопасность: Волновая и приливная энергия обеспечивают предсказуемый и надёжный источник возобновляемой энергии, что помогает стабилизировать энергоснабжение и уменьшить зависимость от ископаемого топлива.
- Диверсификация: Эти технологии позволяют диверсифицировать энергетический микс, уменьшая зависимость от переменных источников, таких как солнечная и ветровая энергия.
- Инновации: Развитие волновой и приливной энергии стимулирует прогресс в морских технологиях и инженерии, способствуя инновациям и экономическому росту.
- Экономический рост: Инвестиции в эти технологии могут стимулировать местные экономики через создание рабочих мест и развитие новых отраслей.