Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с альтернативной энергетики )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Здания Солнечного поселения в Шлирберге производят больше энергии, чем потребляют. Они включают солнечные панели на крыше и созданы для максимальной энергоэффективности.
Уголь, нефть и природный газ остаются основными мировыми источниками энергии даже после того, как возобновляемые источники энергии начали быстро расти. [1]

Устойчивая энергия - это энергия, производимая и используемая таким образом, чтобы «удовлетворять потребности настоящего без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». [2] Это похоже на концепции зеленой энергии и чистой энергии при рассмотрении воздействия на окружающую среду, однако официальные определения устойчивой энергетики также включают экономические и социальные воздействия.

Переход энергии для удовлетворения мировых потребностей в электроэнергии, отопления, охлаждения и питания для транспортировки на устойчивой основе широко рассматривается как одна из самых больших проблем , стоящих перед человечеством в 21 - м веке. Производство и потребление энергии является источником более 70% антропогенных выбросов парниковых газов , вызывающих изменение климата . Во всем мире почти миллиард человек не имеют доступа к электричеству , и около 3 миллиардов человек используют дымящееся топливо, такое как древесина, древесный уголь или навоз. Это и ископаемое топливо являются основными источниками загрязнения воздуха , которое, по оценкам, вызывает около семи миллионов смертей в год.

В целом, возобновляемые источники энергии, такие как солнечная , ветровая и гидроэлектрическая энергия, широко считаются устойчивыми. Однако аспекты некоторых проектов в области возобновляемых источников энергии, такие как вырубка лесов для производства биотоплива , могут привести к аналогичному более серьезному ущербу для окружающей среды, чем использование энергии ископаемого топлива. Ядерная энергия является источником с низким содержанием углерода и имеет показатели безопасности, сравнимые с ветровой и солнечной [3], но радиоактивные отходы и риск крупных аварий являются недостатками этой технологии.

Умеренные количества ветровой и солнечной энергии, которые являются переменными источниками энергии , могут быть интегрированы в электрическую сеть без дополнительной инфраструктуры, такой как накопление энергии в сети и меры реагирования на спрос . Эти источники произвели 8,5% мировой электроэнергии в 2019 году, и эта доля быстро растет. [4] Согласно прогнозам, стоимость ветряных, солнечных батарей и батарей будет продолжать снижаться из-за инноваций и экономии за счет увеличения инвестиций.

Предлагаемые пути ограничения глобального потепления до 1,5 ° C описывают быстрое внедрение методов производства электроэнергии и тепла с низким уровнем выбросов, а также переход к более широкому использованию электроэнергии в таких секторах, как транспорт. Пути также включают меры по снижению потребления энергии; и использование низкоуглеродного топлива , такого как водород, производимый с помощью возобновляемых источников энергии или с улавливанием и хранением углерода . Достижение этих целей потребует государственной политики, включая ценообразование на выбросы углерода, политику в области энергетики и поэтапный отказ от субсидий на ископаемое топливо .

Определения [ править ]

Концепция устойчивого развития , для которой энергия является ключевым компонентом, была описана Комиссией Брундтланд Организации Объединенных Наций в ее докладе 1987 года « Наше общее будущее» . Он определил устойчивое развитие как развитие, которое «удовлетворяет потребности настоящего без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». [5] С тех пор на это описание устойчивого развития ссылаются во многих определениях устойчивой энергетики. [6] [7] [8] [2]

Ни одна из интерпретаций того, как концепция устойчивости применима к энергии, не получила всемирного признания. [9] Европейская экономическая комиссия ООН и различные ученые в этой области включают несколько аспектов устойчивости в свои рабочие определения устойчивой энергетики:

  • Экологические аспекты включают выбросы парниковых газов , воздействие на биоразнообразие и экосистемы, образование опасных отходов и токсичных выбросов, [9] потребление воды [2] и истощение невозобновляемых ресурсов. [8]
  • Экономические и социальные аспекты включают доступность надежной энергии для всех людей [9] [8] и энергетическую безопасность, чтобы каждая страна имела постоянный доступ к достаточному количеству энергии. [9] [2]

Доступ к энергии [ править ]

Основная статья: Энергетическая бедность
См. Также: Цель 7 в области устойчивого развития.
Две трети людей, не имеющих доступа к электричеству, живут в Африке к югу от Сахары.

Обеспечение устойчивой энергетики широко рассматривается как одна из величайших проблем, стоящих перед человечеством в 21 веке, как с точки зрения удовлетворения потребностей настоящего, так и с точки зрения воздействия на будущие поколения. [10] [11]

По состоянию на 2016 год 940 миллионов (13% населения мира) не имеют доступа к электричеству; две трети из них проживают в Африке к югу от Сахары. [12] Отсутствие электричества усугубляет пандемию коронавируса , поскольку половина медицинских учреждений не имеют доступа к электричеству или имеют плохой доступ к нему в шести странах Азии и Африки, в которых проводился опрос. [13]

В развивающихся странах более 2,5 миллиарда человек полагаются на традиционные кухонные плиты [14] и открытый огонь для сжигания биомассы или угля для обогрева и приготовления пищи. Эта практика вызывает опасное загрязнение воздуха в помещениях , в результате чего ежегодно умирает около 3,8 миллиона человек, особенно среди маленьких детей и женщин, которые проводят много времени возле очага. [15] По состоянию на 2017 год улучшенный доступ к чистому топливу для приготовления пищи постоянно отставал от улучшений в получении большего доступа к электричеству. [16] Кроме того, серьезный ущерб окружающей среде на местном уровне, включая опустынивание , может быть вызван чрезмерной заготовкой древесины и других горючих материалов. [17]

Цель 7 в области устойчивого развития Организации Объединенных Наций призывает к «доступу к доступной, надежной, устойчивой и современной энергии для всех» к 2030 году. [18] Согласно отчету МЭА за 2019 год, в странах Африки к югу от Сахары «текущие и запланированные усилия по обеспечению доступ к современным энергетическим услугам едва ли опережает рост населения, "и к 2030 году более полумиллиарда человек останутся без электричества, а более миллиарда - без чистой готовки [19].

Сохранение энергии [ править ]

Основные статьи: Энергосбережение и эффективное использование энергии
Глобальное потребление энергии крайне неравномерно. Такие страны, как США и Канада, потребляют в 100 раз больше энергии на душу населения, чем некоторые африканские страны.

Повышение энергоэффективности - один из наиболее важных способов сокращения загрязнения, связанного с энергетикой, при одновременном обеспечении экономических выгод и улучшении качества жизни. В некоторых странах эффективность может повысить энергетическую безопасность за счет снижения зависимости от импорта ископаемого топлива. Эффективность может замедлить рост спроса на энергию, что позволит увеличить поставки чистой энергии, чтобы существенно сократить использование ископаемого топлива. [20] По оценкам Международного энергетического агентства , 40% сокращений выбросов парниковых газов, необходимых для Парижского соглашения, может быть достигнуто за счет повышения энергоэффективности. [21] [22]

В период с 2015 по 2018 год каждый год наблюдался меньший рост энергоэффективности по сравнению с предыдущим. В области транспорта предпочтение потребителей в отношении автомобилей большего размера является одной из движущих сил замедления. В мировом масштабе правительства также не сильно увеличили свои амбиции в отношении политики энергоэффективности за этот период. [22] Политика повышения эффективности может включать строительные нормы и правила , стандарты производительности и цены на выбросы углерода . [23] Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии часто считаются двумя столпами устойчивой энергетики. [24] [25]

Изменения в поведении - еще один важный способ сбережения энергии. В сценарии Международного энергетического агентства по достижению чистых нулевых выбросов парниковых газов к 2050 году описывается несколько значительных изменений в поведении, примерно половина из которых связана с транспортом. В их сценарии некоторые бизнес-полеты заменяются видеоконференцсвязью , возрастает популярность езды на велосипеде и пеших прогулок, и все больше людей пользуются общественным транспортом. [26]

Возобновляемые источники энергии [ править ]

Устойчивые источники электроэнергии по состоянию на 2018 год. [27]

  Гидро (45%)
  Ядерная (28%)
  Ветер (13%)
  Солнечная (6%)
  Биотопливо (5%)
  Другое (3%)
Основная статья: Возобновляемая энергия

Термины «устойчивая энергия» и «возобновляемая энергия» часто используются как синонимы, однако конкретные проекты возобновляемой энергетики иногда вызывают серьезные проблемы устойчивости. Технологии возобновляемых источников энергии вносят существенный вклад в устойчивую энергетику, поскольку они, как правило, способствуют мировой энергетической безопасности и уменьшают зависимость от ресурсов ископаемого топлива, тем самым уменьшая выбросы парниковых газов. [28]

Солнечная [ править ]

Солнечная электростанция мощностью 11 МВт недалеко от Серпы , Португалия
Основные статьи: Солнечная энергия и солнечный водонагреватель

В 2019 году солнечная энергия обеспечивала около 3% мировой электроэнергии. [4] По большей части это солнечные панели на основе фотоэлектрических элементов (PV). Стоимость фотоэлектрических солнечных батарей быстро упала, что способствует значительному росту мировых мощностей. [29] Солнечные панели устанавливаются на крыше здания или используются в солнечных парках, подключенных к электрической сети. Типичные панели преобразуют менее 20% падающего на них солнечного света в электричество, поскольку материалы с более высокой эффективностью более дороги. [30] стоимость электроэнергии от новых солнечных ферм конкурентоспособна с, или во многих местах дешевле, существующих угольных электростанций. [31]

Концентрированная солнечная энергия производит тепло для работы теплового двигателя . Поскольку тепло сохраняется, этот тип солнечной энергии диспетчеризации : он может быть получен в случае необходимости. [32] Солнечные тепловые системы нагрева и охлаждения используются во многих сферах: горячее водоснабжение, отопление и охлаждение зданий, сушка и опреснение. [33] В 2018 году в мире он обеспечивал 1,5% конечного спроса на энергию для отопления и охлаждения. [34]

Энергия ветра [ править ]

Основные статьи: Энергия ветра и воздействие энергии ветра на окружающую среду
Ветряные электростанции в Синьцзяне, Китай

Ветровые турбины вращаются за счет кинетической энергии ветра, и в 2019 году их электрогенераторы обеспечивали примерно 6% мирового производства электроэнергии. [4] Ветровые электростанции состоят из множества отдельных ветряных турбин, которые подключены к сети передачи электроэнергии . Новые береговые ветроэнергетические установки часто конкурируют с существующими угольными электростанциями или в некоторых местах дешевле. [31]

Береговые ветряные электростанции оказывают влияние на ландшафт, поскольку обычно они должны располагаться на большей территории, чем другие электростанции [35], и должны быть построены в дикой местности и сельской местности, что может привести к «индустриализации сельской местности» [36 ] и потеря среды обитания . [35] Оффшорная ветроэнергетика оказывает меньшее визуальное воздействие. Примерно через 20 лет лопасти ветряных турбин нуждаются в замене на лопасти большего размера, и продолжаются исследования, как лучше всего их утилизировать и как производить лопасти, которые легче утилизировать. [37]Хотя затраты на строительство и техническое обслуживание на море выше, некоторые аналитики прогнозируют, что, поскольку ветры более устойчивые и сильные, чем на суше, с будущими более крупными лопастями на море в середине 2030-х годов станет дешевле, чем на суше. [38]

Гидроэнергетика [ править ]

Основная статья: Гидроэлектроэнергия
Плотины гидроэлектростанций - один из наиболее широко используемых источников возобновляемой энергии.

Гидроэлектростанции преобразуют энергию движущейся воды в электричество. В среднем гидроэлектроэнергия является одним из источников энергии, из-за которого выделяются самые низкие уровни выбросов парниковых газов на единицу произведенной энергии, однако уровни выбросов сильно различаются между проектами. [39]

В традиционной гидроэнергетике за плотиной создается водохранилище. В большинстве случаев биологическое вещество, которое попадает под воду при затоплении резервуара, разлагается, становясь источником углекислого газа и метана. [40] Эти выбросы парниковых газов особенно велики в тропических регионах. [41] В свою очередь, обезлесение и изменение климата могут снизить выработку энергии за счет плотин гидроэлектростанций. [42] В зависимости от местоположения строительство крупномасштабных плотин может привести к перемещению жителей и причинить значительный ущерб окружающей среде на местном уровне. [42]

В целом, русловые гидроэлектростанции оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем сооружения на базе водохранилищ, но их способность вырабатывать электроэнергию зависит от речного стока, который может меняться в зависимости от суточных и сезонных погодных условий. [43]

В 2019 году гидроэнергетика обеспечивала 16% мировой электроэнергии по сравнению с почти 20% в середине-конце 20 века. [44] [45] Он произвел 60% электроэнергии в Канаде и почти 80% в Бразилии. [44] Гидроэлектростанции на базе водохранилищ обеспечивают очень гибкое и управляемое электроснабжение. Их можно комбинировать с ветровой и солнечной энергией для обеспечения пиковой нагрузки и компенсации, когда ветер и солнце менее доступны. [42]

Геотермальный [ править ]

Основные статьи: Геотермальная энергия и геотермальное отопление
Градирни геотермальной электростанции Лардерелло

Геотермальная энергия производится за счет тепла, которое существует под земной корой. [46] Тепло может быть получено путем бурения в земле, а затем перенесено с помощью жидкого теплоносителя, такого как вода, рассол или пар. [46] Геотермальная энергия может быть использована для производства электроэнергии и отопления. Использование геотермальной энергии сосредоточено в регионах, где отвод тепла является экономичным: требуется сочетание тепла, потока и высокой проницаемости . [47] Во всем мире в 2018 году геотермальная энергия обеспечивала 0,6% конечного спроса на энергию для отопления и охлаждения зданий. [34]

Геотермальная энергия считается возобновляемой и устойчивой, поскольку тепловая энергия постоянно пополняется. [48] выбросов парниковых газов геотермальных электростанций в среднем на 45 г диоксида углерода за киловатт-час электроэнергии, или менее чем 5 процентов , что обычных угольных электростанций. [49] Геотермальная энергия несет в себе риск землетрясений, нуждается в эффективной защите, чтобы избежать загрязнения воды, и выделяет токсичные выбросы, которые можно уловить. [50]

Биоэнергетика [ править ]

Основная статья: Биомасса
Плантация сахарного тростника будет производить этанол в Бразилии

Биомасса - универсальный и распространенный источник возобновляемой энергии. При правильном управлении производством биомассы выбросы углерода могут быть значительно компенсированы поглощением углекислого газа растениями в течение их жизненного цикла. [51] Биомассу можно сжигать для производства тепла и электричества или преобразовывать в современные виды биотоплива, такие как биодизель и этанол . [52] [53] Биотопливо часто производят из кукурузы или сахарного тростника. Они используются для транспортировки энергии, часто в смеси с жидким ископаемым топливом. [51]

Использование сельскохозяйственных угодий для выращивания биомассы может привести к тому, что для выращивания продовольствия останется меньше земли . Поскольку фотосинтез улавливает лишь небольшую часть энергии солнечного света, а сельскохозяйственные культуры также требуют значительного количества энергии для сбора, сушки и транспортировки, для производства биомассы требуется много земли. [54] Если биомасса собирается с сельскохозяйственных культур, таких как плантации деревьев, выращивание этих культур может вытеснить естественные экосистемы , ухудшить почву и потребить водные ресурсы и синтетические удобрения. [55] [56] В некоторых случаях эти воздействия могут фактически привести к более высоким общим выбросам углерода по сравнению с использованием топлива на основе нефти. [56] [57]

В Соединенных Штатах этанол на основе кукурузы заменил менее 10% автомобильного бензина с 2011 года, но потреблял около 40% годового урожая кукурузы в стране. [56] В Малайзии и Индонезии вырубка лесов для производства пальмового масла для производства биодизеля привела к серьезным социальным и экологическим последствиям , поскольку эти леса являются критическими поглотителями углерода и средой обитания для исчезающих видов. [58]

Более устойчивые источники биомассы включают культуры, выращиваемые на почве, непригодной для производства продуктов питания, водоросли и отходы. [51] Если источником биомассы являются сельскохозяйственные или муниципальные отходы, их сжигание или преобразование в биогаз также обеспечивает способ утилизации этих отходов. [55] Биотопливо второго поколения , производимое из непродовольственных растений, снижает конкуренцию с производством продуктов питания, но может иметь другие негативные последствия, включая компромисс с природоохранными зонами и местное загрязнение воздуха. [51]

Согласно Комитету Великобритании по изменению климата, в долгосрочной перспективе все виды использования биомассы должны максимизировать связывание углерода , например, за счет его использования в сочетании с улавливанием и хранением углерода ( BECCS ) при сжигании биомассы [59], и двигаться «дальше от использование биотоплива в наземном транспорте, биомассы для отопления зданий или биомассы для выработки энергии без CCS ". [60] Из-за отсутствия технологически осуществимых альтернатив авиационное биотопливо может быть одним из лучших способов использования биомассы, при условии, что некоторое количество углерода улавливается и хранится во время производства топлива. [59]

Морская энергия [ править ]

Основная статья: Морская энергия

Морская энергия составляет наименьшую долю энергетического рынка. Он включает в себя приливную силу , которая приближается к зрелости, и волну , которая находится на более раннем этапе своего развития. Две системы приливных заграждений во Франции и Корее составляют 90% от общего объема производства. В то время как отдельные устройства представляют небольшой риск для окружающей среды, влияние устройств с несколькими массивами менее известно. [61]

Невозобновляемые источники энергии [ править ]

(Ископаемое) смена топлива [ править ]

Женщина из сельской местности Раджастана несет дрова. Использование дров для приготовления пищи трудоемко и вызывает вредное загрязнение воздуха.

Для данной единицы произведенной энергии, то жизненный цикл выбросы парниковых газов из природного газа составляют около 40 раз выбросов ветров или ядерной энергии, но намного меньше , чем у угля . Природный газ производит значительно меньше загрязнения воздуха, чем уголь. Он производит около половины выбросов угля, когда он используется для производства электроэнергии, и около двух третей выбросов угля, когда он используется для производства тепла. Уменьшение утечек метана в процессе добычи и транспортировки природного газа дополнительно снижает выбросы. [62]Строительство газовых электростанций и газопроводов продвигается как способ поэтапного отказа от загрязнения углем и древесиной и увеличения энергоснабжения в некоторых африканских странах с быстрорастущим населением или экономикой [19], однако эта практика вызывает споры. Развитие газовой инфраструктуры может привести к возникновению углеродных выбросов и неэффективных активов . [63] [64] Переход с грязного топлива, такого как древесина или керосин, на сжиженный нефтяной газ , биогаз или электричество при приготовлении пищи дает значительные преимущества для здоровья. [65]

Ядерная энергия [ править ]

Основная статья: Дебаты по ядерной энергии

Атомные электростанции используются с 1950-х годов для производства электроэнергии с низким содержанием углерода, не создавая локального загрязнения воздуха. В 2020 году атомные электростанции в более чем 30 странах произвели 10% мировой электроэнергии. [66] Выбросы парниковых газов в жизненном цикле ядерной энергетики (включая добычу и переработку урана ) аналогичны выбросам из возобновляемых источников энергии. [67]

Существуют значительные разногласия по поводу того, можно ли считать ядерную энергетику устойчивой, при этом дебаты вращаются вокруг риска ядерных аварий , стоимости и времени строительства, необходимых для строительства новых станций, образования радиоактивных ядерных отходов и потенциала ядерной энергии для внесения вклада в распространение ядерного оружия . Эти опасения подстегнули антиядерное движение . Общественная поддержка ядерной энергии часто бывает низкой из-за опасений по поводу безопасности, однако для каждой единицы произведенной энергии ядерная энергия намного безопаснее, чем энергия ископаемого топлива, и сопоставима с возобновляемыми источниками. [68] урановой рудыиспользуемый в качестве топлива для ядерных установок деления, является невозобновляемым ресурсом, но его достаточно, чтобы обеспечить запас на сотни лет. [69]

Разрабатываются различные новые формы ядерной энергии в надежде устранить недостатки обычной ядерной энергии. Ядерная энергия, основанная на тории , а не на уране, может обеспечить более высокую энергетическую безопасность для стран, у которых нет больших запасов урана. [70] Небольшие модульные реакторы могут также иметь несколько преимуществ по сравнению с нынешними крупными реакторами: их можно будет строить быстрее, а их модульность позволит снизить затраты за счет обучения на практике . [71] Некоторые страны пытаются разработать ядерные термоядерные реакторы, которые будут производить очень небольшое количество отходов и несут меньший риск взрыва. [72]

Устойчивые энергетические системы [ править ]

Секторы [ править ]

Производство электроэнергии [ править ]

По состоянию на 2018 год около четверти всей выработки электроэнергии приходилось на современные возобновляемые источники (за исключением традиционного использования биомассы). Рост использования возобновляемых источников энергии в этом секторе был значительно быстрее, чем в отоплении и транспорте. [73] Эти секторы в большей степени полагаются на ископаемое топливо, газ для отопления и нефть для транспорта, и альтернативы для них меньше по сравнению с энергетикой, где ядерная, ветровая, солнечная и гидроэнергетика - все они обеспечивают низкоуглеродную энергию. [74]

Отопление и охлаждение [ править ]

Дополнительная информация: Возобновляемое тепло

Большая часть мирового населения не может позволить себе достаточное охлаждение или жить в плохо спроектированных домах. В дополнение к кондиционированию воздуха , которое требует электрификации и дополнительного энергопотребления, потребуются пассивное проектирование зданий и городское планирование для обеспечения устойчивого удовлетворения потребностей в охлаждении. [75] Аналогичным образом, многие домохозяйства в развивающихся и развитых странах страдают от нехватки топлива и не могут достаточно обогреть свои дома. [76] Существующие методы отопления часто загрязняют окружающую среду. Альтернативы отоплению на ископаемом топливе включают электрификацию ( тепловые насосы или менее эффективный электрический обогреватель ), геотермальную энергию , биомассу, солнечную тепловую энергию иотработанное тепло . [77] [78] [79] Стоимость всех этих технологий сильно зависит от местоположения, и внедрение технологии, достаточной для глубокой декарбонизации, требует строгого политического вмешательства. [79]

Транспорт [ править ]

Основная статья: Устойчивый транспорт
Велосипед - это экологически безопасный вид транспорта.

Есть несколько способов сделать транспорт более экологичным. Общественный транспорт часто выделяет меньше вредных веществ на пассажира, чем личный транспорт, например автомобили, особенно с высокой загруженностью. [80] [81] Транспорт можно сделать чище и здоровее, стимулировав использование немоторизованного транспорта, например велосипедного , особенно в городах. [82] энергоэффективность автомобилей увеличились в результате технического прогресса. [83]

Устойчиво производить электричество легче, чем устойчиво производить жидкое топливо. Следовательно, внедрение электромобилей - это способ сделать транспорт более экологичным; [84] Транспортные средства, работающие на водороде, могут быть вариантом для более крупных транспортных средств, которые еще не получили широкой электрификации, таких как грузовики дальнего следования. [85] Многие методы, необходимые для снижения выбросов от судоходства и авиации, все еще находятся на ранней стадии разработки. [86]

Промышленность [ править ]

Более одной трети конечного спроса на энергию используется промышленностью. Большая часть этой энергии используется в тепловых процессах: производстве пара, сушке и охлаждении . Доля возобновляемых источников энергии в промышленности в 2017 году составила 14,5%, в основном это низкотемпературное тепло, поставляемое с помощью биоэнергетики и электроэнергии. Наиболее энергоемкая часть промышленности имеет наименьшее проникновение, где возобновляемые источники энергии сталкиваются с ограничениями для удовлетворения потребности в тепле свыше 200 ° C. [87] Для некоторых промышленных процессов, таких как производство стали , для устранения выбросов парниковых газов необходима коммерциализация технологий, которые еще не созданы или не используются в полном объеме. [88]

Улавливание и хранение углерода [ править ]

См. Также: УХУ и смягчение последствий изменения климата

Выбросы парниковых газов электростанциями, работающими на ископаемом топливе и биомассе, можно значительно снизить за счет улавливания и хранения углерода (CCS), однако внедрение этой технологии все еще очень ограничено: по состоянию на 2020 год во всем мире работает только 21 крупная установка CCS. [ 89] Процесс CCS является дорогостоящим, причем затраты в значительной степени зависят от близости места к подходящей геологии для хранения диоксида углерода . [38] [90]

Когда CCS используется для улавливания выбросов от сжигания биомассы в процессе, известном как биоэнергетика с улавливанием и связыванием углерода (BECCS), весь процесс может привести к чистому удалению диоксида углерода из атмосферы. Процесс BECCS также может привести к чистым положительным выбросам в зависимости от того, как материал биомассы выращивается, собирается и транспортируется. [91] По состоянию на 2014 год самые дешевые способы смягчения последствий для достижения цели 2 ° C обычно описывают массовое развертывание BECCS. [91] Однако использование BECCS в масштабе, описанном в этих направлениях, потребует больше ресурсов, чем доступно в настоящее время во всем мире. Например, чтобы уловить 10 миллиардов тонн CO 2в год потребуется биомасса с 40 процентов нынешних пахотных земель в мире. [91]

Управление прерывистыми источниками энергии [ править ]

Солнце и ветер - это переменные возобновляемые источники энергии, которые поставляют электричество с перерывами в зависимости от погоды и времени суток. [92] [93] Большинство электрических сетей было построено для бесперебойных источников энергии, таких как угольные электростанции. [94] По мере того, как в сеть интегрируется большее количество солнечной и ветровой энергии, возникает необходимость внести изменения в общую систему, чтобы обеспечить соответствие подачи электроэнергии спросу. Эти изменения могут включать следующее:

  • Использование управляемых возобновляемых источников энергии (гидро- или биоэнергетика), газовых или атомных электростанций для производства гибкой энергии [95]
  • Использование накопителя энергии в сети для хранения избыточной солнечной и ветровой энергии и высвобождения ее по мере необходимости [96]
  • Связывание различных переменных возобновляемых ресурсов и соединение разных географических регионов с помощью линий передачи на большие расстояния [97]
  • Снижение спроса на электроэнергию в определенные периоды времени за счет управления спросом на энергию и использования интеллектуальных сетей

По состоянию на 2019 год стоимость и логистика хранения энергии для крупных населенных пунктов представляют собой серьезную проблему, хотя стоимость аккумуляторных систем резко упала. [98] Например, исследование 2019 года показало, что для того, чтобы солнечная и ветровая энергия заменила все производство ископаемого топлива в течение недели экстремального холода на востоке и среднем западе США, емкость хранения энергии должна быть увеличена с 11 ГВт на месте в на этот раз от 230 до 280 ГВт, в зависимости от того, сколько ядерной энергии будет выведено из эксплуатации. [98]

Хранение энергии [ править ]

Основная статья: Хранение энергии
Строительство соляных резервуаров для хранения тепловой энергии

Накопление энергии помогает преодолеть барьеры для прерывистой возобновляемой энергии и, следовательно, является важным аспектом устойчивой энергетической системы. [99] Наиболее часто используемым методом накопления является гидроаккумулирующая энергия , для которой требуются места с большими перепадами высот и доступом к воде. [99] Аккумуляторные электростанции и домашние накопители энергии широко используются. [100] Некоторые литий-ионные батареи содержат кобальт , который в настоящее время в основном добывается в Конго, причем некоторые из них нерационально. Ответственные источники кобальта [101]а более разнообразный географический выбор поставщиков может обеспечить более стабильную цепочку поставок. Воздействие на окружающую среду можно уменьшить за счет вторичной переработки и вторичной переработки. [102] Батареи обычно обладают способностью хранить достаточно электричества, чтобы работать в течение коротких периодов времени; ведутся исследования технологий, способных работать в течение всего сезона. [103] В некоторых местах были реализованы гидроаккумуляторы и система преобразования электроэнергии в газ с возможностью использования в течение нескольких месяцев. [104] [105]

По состоянию на 2018 год хранение тепловой энергии обычно не так удобно, как сжигание ископаемого топлива. Высокие первоначальные затраты являются препятствием для внедрения. Сезонное хранение тепловой энергии требует большой емкости; он был реализован в некоторых высокоширотных регионах для отопления домов. [106]

Водород [ править ]

Основные статьи: Экономия водорода , Водородное топливо и Хранение водорода

Водород можно сжигать для получения тепла или использовать топливные элементы для выработки электроэнергии с нулевыми выбросами в точке использования. Общий объем выбросов водорода в течение жизненного цикла зависит от того, как он производится. В настоящее время очень небольшое количество водорода в мире создается из устойчивых источников. Почти все это производится из ископаемого топлива, что приводит к высоким выбросам парниковых газов. С помощью технологий улавливания и хранения углерода можно удалить 80–90% диоксида углерода, выделяемого при производстве водорода. [107]

Водород можно производить путем электролиза , используя электричество для разделения молекул воды на водород и кислород, и если электричество вырабатывается устойчиво, полученное топливо также будет устойчивым. В настоящее время этот процесс дороже, чем создание водорода из ископаемого топлива, а эффективность преобразования энергии по своей сути низкая. [107] Водород может производиться при наличии излишка периодически возобновляемой электроэнергии, а затем храниться и использоваться для выработки тепла или для повторного производства электроэнергии. Дальнейшее преобразование в аммиак позволяет легче хранить энергию при комнатной температуре в жидкой форме. [108]

Водород потенциально может сыграть значительную роль в обезуглероживании энергетических систем, поскольку в некоторых секторах замена ископаемого топлива прямым использованием электроэнергии будет очень сложной. [107] Водородное топливо может производить интенсивное тепло, необходимое для промышленного производства стали, цемента, стекла и химикатов. [109] При производстве стали считается использование водорода, который был бы наиболее эффективным для ограничения выбросов парниковых газов в краткосрочной перспективе. [109] Водородные топливные элементы могут использоваться в тяжелых дорожных транспортных средствах [110] и исследуются для судоходства и авиации. [107]К недостаткам водорода как энергоносителя можно отнести высокую воспламеняемость и большой объем по сравнению с другими видами топлива. Двадцать процентов водорода можно подмешивать в сеть природного газа без замены трубопроводов или устройств. [111]

Электрификация [ править ]

Основная статья: Электрификация

Электрификация - ключевая часть устойчивого использования энергии. Существует множество вариантов устойчивого производства электроэнергии, но устойчивое производство топлива или тепла в больших масштабах относительно сложно. [112] В частности, может потребоваться массовая электрификация в секторе теплоснабжения и транспорта, чтобы сделать эти сектора устойчивыми, при этом тепловые насосы и электромобили играют важную роль. [84]

Пути смягчения последствий изменения климата [ править ]

Основная статья: Смягчение последствий изменения климата
Ветряная электростанция Банги на Филиппинах
Рабочие строят структуру из солнечных панелей в Малави.

Производство и потребление энергии являются основными факторами изменения климата , на них приходится 72% ежегодных антропогенных выбросов парниковых газов по состоянию на 2014 год. На производство электроэнергии и тепла приходится 31% антропогенных выбросов парниковых газов, использование энергии на транспорте способствует 15%, а использование энергии в производстве и строительстве составляет 12%. Еще 5% высвобождается в результате процессов, связанных с производством ископаемого топлива, и 8% - в результате сжигания различных других видов топлива. [113] [114] По состоянию на 2019 год более 80% первичной энергии в мире производится из ископаемого топлива. [74]

Работа по анализу затрат и выгод была проведена разнородным кругом специалистов и агентств, чтобы определить лучший путь к декарбонизации мирового энергоснабжения. [115] [116] В специальном отчете МГЭИК о глобальном потеплении на 1,5 ° C за 2018 г. говорится, что для ограничения потепления до 1,5 ° C и предотвращения наихудших последствий изменения климата «глобальные чистые антропогенные выбросы CO
2должна упасть примерно на 45% по сравнению с уровнями 2010 года к 2030 году, достигнув чистого нуля примерно к 2050 году ». В рамках этого отчета рабочая группа МГЭИК по смягчению последствий изменения климата рассмотрела ряд ранее опубликованных документов, в которых описываются пути (т.е. сценарии и портфели вариантов смягчения) для стабилизации климатической системы за счет изменений в энергетике, землепользовании, сельском хозяйстве и других областях.

Пути, которые согласуются с ограничением предупреждения примерно до 1,5 ° C, описывают быстрый переход к производству электроэнергии с помощью методов с более низким уровнем выбросов и увеличение использования электроэнергии вместо других видов топлива в таких секторах, как транспорт. [117] Эти пути имеют следующие характеристики (если не указано иное, следующие значения являются медианными для всех путей):

  • Возобновляемая энергия: доля первичной энергии, поставляемой из возобновляемых источников, увеличивается с 15% в 2020 году до 60% в 2050 году. [118] Доля первичной энергии, поставляемой за счет биомассы, увеличивается с 10% до 27% [119] при эффективном контроле того, действительно ли землепользование меняется при выращивании биомассы. [120] Доля ветра и солнца увеличивается с 1,8% до 21%. [119]
  • Ядерная энергия: доля первичной энергии, поставляемой с помощью ядерной энергетики, возрастает с 2,1% в 2020 году до 4% в 2050 году. Большинство направлений описывают увеличение использования ядерной энергии, но некоторые описывают снижение. Причина такого широкого диапазона возможностей заключается в том, что развертывание ядерной энергии «может быть ограничено общественными предпочтениями». [121]
  • Уголь и нефть: в период с 2020 по 2050 год доля первичной энергии из угля снизится с 26% до 5%, а доля от нефти - с 35% до 13%. [119]
  • Природный газ: в большинстве случаев доля первичной энергии, поставляемой за счет природного газа, уменьшается, но в некоторых случаях она увеличивается. Если использовать медианные значения по всем направлениям, доля первичной энергии из природного газа снизится с 23% в 2020 году до 13% в 2050 году. [119]
  • Улавливание и хранение углерода: пути описывают более широкое использование улавливания и хранения углерода для биоэнергетики и ископаемых видов топлива. [121]
  • Электрификация: в 2020 году около 20% конечного потребления энергии будет обеспечиваться за счет электроэнергии. К 2050 году эта доля увеличится более чем вдвое по большинству направлений. [122]
  • Энергосбережение: Пути описывают методы повышения энергоэффективности и сокращения спроса на энергию во всех секторах (промышленность, здания и транспорт). Благодаря этим мерам, траектории показывают, что потребление энергии останется примерно на том же уровне в период с 2010 по 2030 год и немного увеличится к 2050 году. [123]

Энергетическая политика [ править ]

Часть серии о
Устойчивая энергия
Обзор
  • Низкоуглеродистая энергия
  • Углеродно-нейтральное топливо
  • Поэтапный отказ от ископаемого топлива
Энергосбережение
  • Когенерация
  • Эффективное использование энергии
  • Хранилище энергии
  • Зеленое здание
  • Тепловой насос
  • Микрогенерация
Возобновляемая энергия
  • Биоэнергетика
  • Геотермальный
  • Гидроэлектроэнергия
  • Солнечная
  • Приливный
  • Волна
  • Ветер
Экологичный транспорт
  • Электромобиль
  • Зеленый автомобиль
  • Подключаемый гибрид
  •  Портал возобновляемой энергии
  •  Портал окружающей среды
  • v
  • т
  • е
Основная статья: Энергетическая политика

По мнению МГЭИК, как явное ценообразование на углерод, так и дополнительная политика в области энергетики являются необходимыми механизмами для ограничения глобального потепления до 1,5 ° C. По оценкам некоторых исследований, сочетание налога на выбросы углерода с политикой в ​​области энергетики было бы более рентабельным, чем один налог на выбросы углерода. [124]

Энергетические программы и нормативные акты исторически были основой усилий по сокращению выбросов ископаемого топлива. Успешные примеры включают строительство ядерных реакторов во Франции в 1970-х и 1980-х годах и стандарты топливной эффективности в Соединенных Штатах, которые позволили сэкономить миллиарды баррелей нефти. [125] Другие примеры энергетической политики включают требования энергоэффективности в строительных нормах, запрет на строительство новых угольных электростанций, стандарты производительности для электрических приборов и поддержку использования электромобилей. [126] [124] Субсидии на ископаемое топливо создают значительный барьер на пути перехода к энергетике . [127]

Налоги на выбросы углерода являются эффективным способом поощрения перехода к низкоуглеродной экономике , одновременно обеспечивая источник дохода, который можно использовать для снижения других налогов [128] или для того, чтобы помочь домохозяйствам с низкими доходами оплачивать более высокие затраты на энергию. [129] Углеродные налоги натолкнулись на сильный политический отпор в некоторых юрисдикциях, тогда как политика в области энергетики, как правило, является более безопасной с политической точки зрения. [125] По данным ОЭСР , изменение климата невозможно обуздать без углеродных налогов на энергию, но 70% выбросов CO, связанных с энергией.
2выбросы вообще не облагались налогом в 2018 году [130].

Энергетическая безопасность - еще одна важная цель политики. Исторически энергетическая независимость была в центре внимания политики энергетической безопасности, поскольку страны хотели снизить зависимость от экспортеров нефти. Благодаря интеграции переменных возобновляемых источников энергии страны вместо этого извлекают выгоду из взаимозависимости, чтобы компенсировать непостоянство. [131] На рынке металлов и минералов, необходимых для устойчивой энергетики, иногда доминирует небольшая группа стран или компаний, что вызывает геополитические опасения. [132]

В 2020 году Международное энергетическое агентство предупредило, что экономический кризис, вызванный вспышкой коронавируса, может помешать компаниям инвестировать в зеленую энергию или задержать их. [133] [134] Вспышка потенциально может означать замедление перехода к чистой энергии в мире, если не будут предприняты никакие действия, но также предлагает возможности для зеленого восстановления . [135]

См. Также [ править ]

  • Выбросы парниковых газов из источников энергии в течение жизненного цикла

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фридлингштейн, Пьер; Джонс, Мэтью У .; О'Салливан, Майкл; Эндрю, Робби М .; Хаук, Джудит; Peters, Glen P .; Питерс, Воутер; Понграц, Юлия; Ситч, Стивен; Ле Кере, Коринн; Баккер, Дороти CE (2019). «Глобальный углеродный бюджет 2019» . Данные науки о Земле . 11 (4): 1783–1838. DOI : 10.5194 / ЭСУР-11-1783-2019 . ISSN  1866-3508 .
  2. ^ а б в г Кучер, Чарльз Ф. (2019). Принципы устойчивых энергетических систем . Милфорд, Яна Б., Крейт, Фрэнк (Третье изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. Глава 1. ISBN 978-0-429-48558-9. OCLC  1049150051 .
  3. ↑ Ритчи, Ханна (10 февраля 2020 г.). «Какие источники энергии самые безопасные и чистые?» . Наш мир в данных . Проверено 4 января 2021 года .
  4. ^ a b c «Доля ветра и солнца в данных о производстве электроэнергии» . Enerdata .
  5. ^ Кучер, Милфорд и Kreith 2019 , стр. 5-6.
  6. ^ Открытый университет . «Введение в устойчивую энергетику» . OpenLearn . Проверено 30 декабря 2020 .
  7. ^ Голузин, Миряна; Попов, Стеван; Додич, Синиша (2013). Устойчивое управление энергией . Уолтем, Массачусетс: Academic Press. п. 8. ISBN 978-0-12-391427-9. OCLC  826441532 .
  8. ^ a b c Хаммонд, Джеффри П .; Джонс, Крейг И. (2011). «Критерии устойчивости энергоресурсов и технологий». В Галарраге, Ибон; Гонсалес-Эгино, Микель; Маркандья, Анил (ред.). Справочник по устойчивой энергетике . Челтенхэм, Великобритания: Эдвард Элгар. С. 21–47. ISBN 978-1-84980-115-7. OCLC  712777335 .
  9. ^ a b c d Европейская экономическая комиссия Организации Объединенных Наций (2020 г.). Пути к устойчивой энергетике (PDF) . Женева: ЕЭК ООН. С. 4–5. ISBN  978-92-1-117228-7.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  10. ^ Эванс, Роберт Л. (2007). Заправляя наше будущее: введение в устойчивую энергетику . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. 3 . ISBN 9780521865630. OCLC  144595567 .
  11. ^ Кессидес, Иоаннис N; Томан, Майкл (28 июля 2011 г.). «Глобальный энергетический вызов» . Блоги Всемирного банка . Проверено 27 сентября 2019 года .
  12. ^ Ханна Ричи (2019). «Доступ к энергии» . Наш мир в данных . Дата обращения 5 июля 2020 .
  13. ^ Организация Объединенных Наций 2020 , стр. 38.
  14. ^ «Доступ к чистой кулинарии - ЦУР 7: данные и прогнозы - Анализ» . МЭА . Проверено 28 декабря 2019 .
  15. ^ «Загрязнение воздуха в домашних условиях и здоровье: информационный бюллетень» . ВОЗ . 8 мая 2018 . Проверено 21 ноября 2020 года .
  16. ^ Рао, Нарасимха Д; Пачаури, Шонали (2017). «Доступ к энергии и уровень жизни: некоторые наблюдения последних тенденций» . Письма об экологических исследованиях . 12 (2): 025011. Bibcode : 2017ERL .... 12b5011R . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / aa5b0d . ISSN 1748-9326 . 
  17. ↑ Тестер 2012 , стр. 504.
  18. ^ «Цель 7: Доступная и чистая энергия - Отслеживание ЦУР» . Наш мир в данных . Проверено 12 февраля 2021 года .
  19. ^ a b «Africa Energy Outlook 2019 - Анализ» . МЭА . Проверено 28 августа 2020 .
  20. ^ Хусеманн, Майкл Х. и Джойс А. Хусеманн (2011). Technofix: Почему технологии не спасут нас или окружающую среду , глава 5, «В поисках решений: повышение эффективности», издательство New Society, ISBN 978-0-86571-704-6 . 
  21. ^ Серия отчетов рынка: энергоэффективность 2018 - анализ (отчет). Международное энергетическое агентство . Проверено 21 сентября 2020 года .
  22. ^ a b Энергоэффективность 2019 - Анализ (Отчет). Международное энергетическое агентство . Проверено 21 сентября 2020 года .
  23. ^ Мундака, Луис; Юрге-Форсац, Диана ; Уилсон, Чарли (2019). «Подходы со стороны спроса для ограничения глобального потепления до 1,5 ° C» . Энергоэффективность . 12 (2): 343–362. DOI : 10.1007 / s12053-018-9722-9 . ISSN 1570-6478 . S2CID 52251308 .  
  24. ^ Кабезас, Эриберто; Хуан, Иньлунь (2015). «Вопросы водоснабжения, производства и устойчивости энергетики» . Чистые технологии и экологическая политика . 17 (7): 1727–1728. DOI : 10.1007 / s10098-015-1031-9 . ISSN 1618-9558 . S2CID 94335915 .  
  25. ^ Американский совет по энергоэффективной экономике (2007). Двойные столпы устойчивой энергетики: синергия между энергоэффективностью и технологиями использования возобновляемых источников энергии и отчет о политике E074.
  26. ^ Международное энергетическое агентство 2020 , стр. 56.
  27. ^ «Производство электроэнергии по источникам» . Международное энергетическое агентство .
  28. ^ Международное энергетическое агентство (2007). Возобновляемые источники энергии в мировом энергоснабжении: информационный бюллетень МЭА , ОЭСР, 34 страницы. Архивировано 12 октября 2009 года в Wayback Machine.
  29. ^ Кучер, Милфорд и Kreith 2019 , стр. 36.
  30. ↑ Белтон, Падрейг (1 мая 2020 г.). «Прорывные подходы к солнечной энергетике» . BBC News . Проверено 30 сентября 2020 .
  31. ^ a b «Нормированная стоимость энергии и приведенная стоимость хранения на 2019 год» . Лазард . Проверено 30 сентября 2020 .
  32. ^ Кучер, Милфорд и Kreith 2019 , стр. 35-36.
  33. ^ REN21 2020 , стр. 124.
  34. ^ a b REN21 2020 , стр. 38.
  35. ^ a b Джонс, Натан Ф .; Пейчар, Либа; Кизекер, Джозеф М. (2015). «Энергетический след: как нефть, природный газ и энергия ветра влияют на землю для биоразнообразия и потока экосистемных услуг» . Бионаука . 65 (3): 290–301. DOI : 10.1093 / Biosci / biu224 . ISSN 0006-3568 . 
  36. ^ Szarka, Джозеф (2007). Ветроэнергетика в Европе: политика, бизнес и общество . Springer. п. 176. ISBN. 978-1-349-54232-1.
  37. ^ «Критический вопрос: Как утилизировать 12 000 ветряных турбин? • Recycling International» . Recycling International . 12 июля 2019 . Проверено 31 декабря 2019 года .
  38. ^ a b Эванс, Саймон (27 августа 2020 г.). «Ветровая и солнечная энергия на 30-50% дешевле, чем предполагалось, - признает правительство Великобритании» . Carbon Brief . Проверено 30 сентября 2020 .
  39. ^ Schlömer С. Т. Брукнер, Л. Фултон, Е. Hertwich, А. Маккиннон, Д. Першик, Дж Рой, Р. Шеффер, Р. Симс, П. Смит и Р. Уайзер, 2014: Приложение III : Параметры стоимости и производительности, зависящие от технологии . В: Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1335
  40. ^ Шерер, Лаура; Пфистер, Стефан (2016). «Биогенный углеродный след гидроэнергетики» . PLOS ONE . 11 (9): e0161947. Bibcode : 2016PLoSO..1161947S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0161947 . ISSN 1932-6203 . PMC 5023102 . PMID 27626943 .   
  41. ^ Алмейда, Рафаэль М .; Ши, Циньру; Гомес-Селман, Джонатан М .; У Сяоцзянь; Сюэ, Йексян; и другие. (2019). «Снижение выбросов парниковых газов гидроэнергетикой Амазонки с помощью стратегического планирования плотин» . Nature Communications . 10 (1): 4281. Bibcode : 2019NatCo..10.4281A . DOI : 10.1038 / s41467-019-12179-5 . ISSN 2041-1723 . PMC 6753097 . PMID 31537792 .   
  42. ^ a b c Моран, Эмилио Ф .; Лопес, Мария Клаудиа; Мур, Натан; Мюллер, Норберт; Гайндман, Дэвид В. (2018). «Устойчивая гидроэнергетика в 21 веке» . Труды Национальной академии наук . 115 (47): 11891–11898. DOI : 10.1073 / pnas.1809426115 . ISSN 0027-8424 . PMC 6255148 . PMID 30397145 .   
  43. ^ Кумар, А., Т. Шей, А. Ахенкора, Р. Касерес Родригес, Ж.-М. Деверней, М. Фрейтас, Д. Холл, Э. Киллингтвейт, З. Лю, 2011: Гидроэнергетика. В специальном отчете МГЭИК о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата [О. Эденхофер, Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, К. Сейбот, П. Мацхосс, С. Каднер, Т. Цвикель, П. Эйкемайер, Г. Хансен, С. Шлёмер, К. фон Стехов (редакторы)], Кембридж University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 451
  44. ^ a b Smil 2017b , p. 286.
  45. ^ REN21 2020 , стр. 48.
  46. ^ а б Ласло, Эрика (1981). «Геотермальная энергия: старый союзник». Амбио . 10 (5): 248–249. JSTOR 4312703 . 
  47. ^ REN21 2020 , стр. 97.
  48. ^ Rybach, Ladislaus (сентябрь 2007), "Геотермальные Sustainability" (PDF) , Geo-Тепло Центр Quarterly Bulletin , Кламат - Фолс, штат Орегон: Орегон технологический институт, 28 . (3), с 2-7, ISSN 0276-1084 , получено 9 мая 2009 г.  
  49. ^ Moomaw, В. П. Burgherr, Г. Heath, М. Lenzen, J. Nyboer, А. Verbruggen, 2011: Приложение II: Методология. В МГЭИК: Специальный отчет о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата (см. Стр. 10)
  50. ^ Soysal & Soysal 2020 , стр. 228-229.
  51. ^ a b c d Корреа, Диего Ф .; Beyer, Hawthorne L .; Fargione, Joseph E .; Хилл, Джейсон Д .; Possingham, Hugh P .; Thomas-Hall, Skye R .; Шенк, Пер М. (2019). «На пути к внедрению устойчивых систем производства биотоплива» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 107 : 250–263. DOI : 10.1016 / j.rser.2019.03.005 . ISSN 1364-0321 . 
  52. ^ Kopetz, Heinz (2013). «Постройте рынок энергии биомассы» . Природа . 494 (7435): 29–31. DOI : 10.1038 / 494029a . ISSN 1476-4687 . 
  53. ^ Демирбаш, Айхан (2008). «Источники биотоплива, политика в области биотоплива, экономика биотоплива и глобальные прогнозы биотоплива» . Преобразование энергии и управление . 49 (8): 2106–2116. DOI : 10.1016 / j.enconman.2008.02.020 . ISSN 0196-8904 . 
  54. ^ Smil 2017a , р. 161.
  55. ^ a b Тестер 2012 , стр. 512.
  56. ^ a b c Smil 2017a , стр. 162.
  57. ^ Edenhofer 2014 , стр. 616.
  58. ^ Lustgarten, Abrahm (20 ноября 2018). «Пальмовое масло должно было помочь спасти планету. Вместо этого оно спровоцировало катастрофу» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Дата обращения 15 мая 2019 . 
  59. ^ a b Биомасса в низкоуглеродной экономике (Отчет). Комитет Великобритании по изменению климата . Ноябрь 2018. с. 18. Наш анализ указывает на то, что конечные применения, обеспечивающие максимальное улавливание (хранение углерода), являются оптимальными в 2050 году. К ним относятся древесина в строительстве и производстве водорода, электроэнергии, промышленных товаров и, возможно, также авиационного биотоплива, все с улавливанием и хранением углерода. . Многие текущие виды использования биомассы не соответствуют долгосрочному наилучшему использованию, и их необходимо будет изменить.
  60. ^ Биомасса в низкоуглеродной экономике (Отчет). Комитет Великобритании по изменению климата . Ноябрь 2018. с. 12.
  61. ^ REN21 2020 , стр. 103-106.
  62. ^ «Роль газа: основные выводы» . Международное энергетическое агентство. Июль 2019 . Дата обращения 4 октября 2019 .
  63. ^ Plumer, Брэд (26 июня 2019). «По мере того как уголь в США тускнеет, природный газ становится полем климатической битвы» . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 4 октября 2019 .
  64. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение III: Технология - конкретные параметры затрат и производительности - Таблица A.III.2 (Выбросы от выбранных технологий электроснабжения (гСО 2 экв / кВтч))» (PDF) . МГЭИК. 2014. с. 1335 . Проверено 14 декабря 2018 года .
  65. ^ Шуплер, Мэтью; Хистад, Перри; Густафсон, Пол; Рангараджан, Суматхи; Муштаха, Маха; Джаяхтрия, КГ; Мони, Прем К; Мохан, Дипа; Кумар, Партибан; Пвм, Лакшми; Сагар, Вивек (2019). «Предикторы перехода на первичное топливо для приготовления пищи в девяти странах по результатам исследования PURE» на уровне домохозяйств, общины, субнационального и национального уровня . Письма об экологических исследованиях . 14 (8): 085006. DOI : 10,1088 / 1748-9326 / ab2d46 . ISSN 1748-9326 . 
  66. ^ «Атомная энергетика в мире сегодня» . Всемирная ядерная ассоциация . Ноябрь 2020 . Проверено 13 февраля 2021 года .
  67. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение III: Технологические параметры затрат и производительности» (PDF) . МГЭИК. 2014. с. 7 . Проверено 14 декабря 2018 года .
  68. ↑ Ритчи, Ханна (10 февраля 2020 г.). «Какие источники энергии самые безопасные и чистые?» . Наш мир в данных . Архивировано из оригинального 29 ноября 2020 года . Дата обращения 2 декабря 2020 .
  69. ^ Маккей, Дэвид. «Глава 24, страница 162: Устойчивая энергия - без горячего воздуха» . withouthotair.com . Проверено 26 июня 2020 .
  70. ^ Гилл, Мэтью; Ливенс, Фрэнсис; Пикман, Эйден. "Ядерное деление". В Letcher, Trevor M. (ed.). Энергия будущего: улучшенные, устойчивые и экологически чистые варианты для нашей планеты . Эльзевир. С. 135–136. ISBN 978-0-08-102886-5.
  71. ^ Локателли, Джорджио; Миньякка, Бенито (1 января 2020 г.), Летчер, Тревор М. (ред.), «8 - Малые модульные ядерные реакторы» , Future Energy (третье издание) , Elsevier, стр. 151–169, ISBN 978-0-08-102886-5, получено 17 февраля 2021 г.
  72. ^ МакГрат, Мэтт (6 ноября 2019 г.). «Ядерный синтез - это вопрос« когда, а не если » » . BBC News . Проверено 13 февраля 2021 года .
  73. ^ REN21 2020 , стр. 15.
  74. ^ a b Ричи, Ханна; Розер, Макс (2014). «Энергия» . Наш мир в данных . Проверено 10 февраля 2021 года .
  75. ^ Mastrucci, Alessio; Байерс, Эдвард; Пачаури, Шонали; Рао, Нарасимха Д. (2019). «Улучшение задач ЦУР по энергетической бедности: потребности в охлаждении жилых помещений в странах глобального Юга» . Энергия и здания . 186 : 405–415. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2019.01.015 . ISSN 0378-7788 . 
  76. ^ Бузаровски, Стефан; Петрова, Саска (2015). «Глобальная перспектива внутренней энергетической депривации: преодоление бинарной системы энергетической бедности – топливной бедности» . Энергетические исследования и социальные науки . 10 : 31–40. DOI : 10.1016 / j.erss.2015.06.007 . ISSN 2214-6296 . 
  77. ^ Мортенсен, Андерс Винтер; Матизен, Брайан Вад; Хансен, Андерс Бавнхой; Педерсен, Сигурд Лауге; Грандаль, Руна Дубан; Венцель, Хенрик (2020). «Роль электрификации и водорода в преодолении узкого места биомассы в системе возобновляемых источников энергии - исследование датской энергетической системы» . Прикладная энергия . 275 : 115331. дои : 10.1016 / j.apenergy.2020.115331 . ISSN 0306-2619 . 
  78. ^ Ван де Vyver, Ighor; Харви-Скоулз, Калум; Хоггетт, Ричард (январь 2020 г.). «Общий подход к стратегиям устойчивого отопления для городов-партнеров» (PDF) .
  79. ^ а б Кноблох, Флориан; Поллитт, Гектор; Чуприча, Уннада; Дайоглоу, Василис; Mercure, Жан-Франсуа (2019). «Моделирование глубокой декарбонизации отопления жилых помещений для ограничения глобального потепления до 1,5 ° C» . Энергоэффективность . 12 (2): 521–550. DOI : 10.1007 / s12053-018-9710-0 . ISSN 1570-6478 . S2CID 52830709 .  
  80. ↑ Bigazzi, Александр (2019). «Сравнение предельных и средних коэффициентов выбросов для видов пассажирского транспорта» . Прикладная энергия . 242 : 1460–1466. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2019.03.172 . ISSN 0306-2619 . 
  81. ^ Шефер, Андреас В .; Ага, Соня (2020). «Целостный анализ энергии пассажирских путешествий и выбросов парниковых газов» . Природная устойчивость . 3 (6): 459–462. DOI : 10.1038 / s41893-020-0514-9 . ISSN 2398-9629 . 
  82. ^ Пучер, Джон; Бюлер, Ральф (2017). «Езда на велосипеде к более устойчивому транспортному будущему» . Транспортные обзоры . 37 (6): 689–694. DOI : 10.1080 / 01441647.2017.1340234 . ISSN 0144-1647 . 
  83. ^ Кноблох, Флориан; Hanssen, Steef V .; Лам, Эйлин; Поллитт, Гектор; Салас, Пабло; Чуприча, Уннада; Huijbregts, Mark AJ; Mercure, Жан-Франсуа (2020). «Чистое сокращение выбросов от электромобилей и тепловых насосов в 59 регионах мира с течением времени» . Природная устойчивость . 3 (6): 437–447. DOI : 10.1038 / s41893-020-0488-7 . ISSN 2398-9629 . PMC 7308170 .  
  84. ^ a b Богданов Дмитрий; Фарфан, Хавьер; Садовская, Кристина; Агахоссейни, Арман; и другие. (2019). «Путь радикальной трансформации к устойчивому электричеству через эволюционные шаги» . Nature Communications . 10 (1): 1077. Bibcode : 2019NatCo..10.1077B . DOI : 10.1038 / s41467-019-08855-1 . PMC 6403340 . PMID 30842423 .  
  85. ↑ Миллер, Джо (9 сентября 2020 г.). «Водород уступает место электромобилям для легковых автомобилей» . Financial Times . Проверено 20 сентября 2020 .
  86. ^ Международное энергетическое агентство 2020 , стр. 139.
  87. ^ REN21 2020 , стр. 40.
  88. ^ Международное энергетическое агентство 2020 , стр. 135.
  89. ^ Соизволил, Джейсон (7 декабря 2020). «Улавливание углерода: серебряная пуля или мираж?» . www.greentechmedia.com . Проверено 14 февраля 2021 года .
  90. ^ "CCUS в Power - Анализ" . МЭА . Париж . Проверено 30 сентября 2020 .
  91. ^ a b c Национальные академии наук, инженерия (2019). Технологии отрицательных выбросов и надежное улавливание: повестка дня исследований . Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии наук, инженерии и медицины. п. 3. DOI : 10,17226 / 25259 . ISBN 978-0-309-48452-7. PMID  31120708 .
  92. ^ Херес, Соня; Тобин, Изабель; Турко, Марко; Мария Лопес-Ромеро, Хосе; Монтавес, Хуан Педро; Хименес-Герреро, Педро; Вотар, Роберт (2018). «Устойчивость комбинированного производства энергии ветра и солнца в Европе к изменению климата: внимание к перебоям в энергоснабжении». EGUGA : 15424. Bibcode : 2018EGUGA..2015424J .
  93. ^ Lave, M .; Эллис, А. (2016). «Сравнение влияния производства солнечной и ветровой энергии на чистую нагрузку в зоне балансировки энергоснабжения» . 43-я конференция специалистов по фотогальванике (PVSC), IEEE, 2016 : 1837–1842. DOI : 10,1109 / PVSC.2016.7749939 . ISBN 978-1-5090-2724-8. ОСТИ  1368867 . S2CID  44158163 .
  94. ^ «Введение в системную интеграцию возобновляемых источников энергии - анализ» . МЭА . Проверено 30 мая 2020 .
  95. ^ Международное энергетическое агентство 2020 , стр. 109.
  96. ^ Ортис, Диего Аргуедас. «Как водород преобразует эти крошечные шотландские острова» . BBC . Проверено 28 декабря 2019 .
  97. ^ REN21 2020 , стр. 177.
  98. ^ a b «Для 100% возобновляемых источников энергии требуется много хранилища. Этот тест на полярный вихрь показал, сколько» . Новости InsideClimate . 20 февраля 2019 . Дата обращения 4 июня 2019 .
  99. ^ a b Koohi-Fayegh, S .; Розен, Массачусетс (2020). «Обзор типов накопителей энергии, приложений и последних разработок» . Журнал хранения энергии . 27 : 101047. дои : 10.1016 / j.est.2019.101047 . ISSN 2352-152X . 
  100. ^ Кац, Шерил. «Батареи, которые могут сделать ископаемое топливо устаревшим» . BBC . Проверено 10 января 2021 года .
  101. ^ Бауман-Поли, профессор Дороти. «Кобальт можно добывать ответственно, и пора действовать» . SWI swissinfo.ch . Проверено 10 января 2021 года .
  102. ^ Бэббит, Калли W. (2020). «Перспективы устойчивого развития литий-ионных батарей» . Чистые технологии и экологическая политика . 22 (6): 1213–1214. DOI : 10.1007 / s10098-020-01890-3 . ISSN 1618-9558 . S2CID 220351269 .  
  103. ^ Хериб, Бланко; Андре, Файдж (2018). «Обзор роли хранения в энергетических системах с упором на получение энергии от газа и долгосрочное хранение» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 81 : 1049–1086. DOI : 10.1016 / j.rser.2017.07.062 . ISSN 1364-0321 . 
  104. ^ Хант, Джулиан Д .; Байерс, Эдвард; Вада, Йошихиде; Паркинсон, Саймон; Гернаат, Дэвид EHJ; Ланган, Саймон; van Vuuren, Detlef P .; Риахи, Кейван (2020). «Глобальный ресурсный потенциал сезонных гидроаккумуляторов для хранения энергии и воды» . Nature Communications . 11 (1): 947. DOI : 10.1038 / s41467-020-14555-у . ISSN 2041-1723 . 
  105. ↑ Балараман, Кавья (12 октября 2020 г.). «Для аккумуляторов и не только: с возможностью сезонного хранения водород предлагает« совершенно другую игру » » . Utility Dive . Проверено 10 января 2021 года .
  106. ↑ Альва, Гурупрасад; Линь, Ясюэ; Фан, Гуйинь (2018). «Обзор систем хранения тепловой энергии» . Энергия . 144 : 341–378. DOI : 10.1016 / j.energy.2017.12.037 . ISSN 0360-5442 . 
  107. ^ a b c d Эванс, Саймон; Габбатисс, Джош (30 ноября 2020 г.). «Подробные вопросы и ответы: нужен ли миру водород для решения проблемы изменения климата?» . Carbon Brief . Дата обращения 1 декабря 2020 .
  108. ^ Пэлис, Мэтью Дж .; Даутидис, Продромос (2020). «Использование водорода и аммиака для хранения возобновляемой энергии: географически комплексное технико-экономическое исследование» . Компьютеры и химическая инженерия . 136 : 106785. DOI : 10.1016 / j.compchemeng.2020.106785 . ISSN 0098-1354 . 
  109. ^ a b Бланк, Томас; Молли, Патрик (январь 2020 г.). «Влияние декарбонизации водорода на промышленность» (PDF) . Институт Скалистых гор .
  110. ^ Латия, Рутвик Васудев; Добария, Кевин С .; Патель, Анкит (2017). «Водородные топливные элементы для автотранспортных средств». Журнал чистого производства . 141 : 462. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2016.09.150 .
  111. ^ Harrabin, Роджер (2 января 2020). «Надежда на изменение климата на водородное топливо» . BBC News . Проверено 22 сентября 2020 .
  112. ↑ Робертс, Дэвид (6 августа 2020 г.). «Как быстро вытеснить ископаемое топливо из экономики США» . Vox . Проверено 21 августа 2020 .
  113. ^ «Глобальные исторические выбросы» . Климатическая служба . Проверено 28 сентября 2019 .
  114. ^ Институт мировых ресурсов (июнь 2015 г.). «Выбросы парниковых газов в странах CAIT: источники и методы» (PDF) . Проверено 28 сентября 2019 .
  115. ^ Лофтус, Питер Дж .; Cohen, Armond M .; Лонг, Джейн К.С.; Дженкинс, Джесси Д. (2015). «Критический обзор сценариев глобальной декарбонизации: что они говорят нам о осуществимости?» (PDF) . Междисциплинарные обзоры Wiley: изменение климата . 6 : 93–112. DOI : 10.1002 / wcc.324 .
  116. ^ SR15 Резюме для политиков .
  117. ^ IPCC SR15 2018 , C.2.4.2.2.
  118. ^ IPCC SR15 2018 , C.2.4.2.1, таблица 2.6 с низким уровнем ОС.
  119. ^ a b c d IPCC SR15 2018 , 2.4.2.1, таблица 2.6 low-OS.
  120. ^ IPCC SR15 2018 , стр. 111.
  121. ^ a b IPCC SR15 2018 , 2.4.2.1.
  122. ^ IPCC SR15 2018 , 2.4.2.2.
  123. ^ IPCC SR15 2018 , 2.4.3.
  124. ^ a b IPCC SR15 2018 , 2.5.2.1.
  125. ^ a b Плумер, Брэд (8 октября 2018 г.). «В новом климатическом отчете ООН говорится, что цена углерода будет высокой» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Дата обращения 4 октября 2019 . 
  126. ^ Латия, Рутвик Васудев; Дадхания, Суджал (2017). «Формирование политики в отношении возобновляемых источников энергии». Журнал чистого производства . 144 : 334–336. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2017.01.023 .
  127. ^ Уздечка, Ричард; Шарма, Шрути; Мостафа, Мостафа; Геддес, Анна (июнь 2019). «Обмен ископаемого топлива на субсидии на чистую энергию: как платить за энергетическую революцию» (PDF) . Международный институт устойчивого развития. п. iv.
  128. ^ «Нейтральный налог на выбросы углерода | Канада» . РКИК ООН . Проверено 28 октября 2019 года .
  129. Рианна Карр, Мэтью (10 октября 2018 г.). «Насколько высоким должен быть углерод? Где-то от 20 до 27 000 долларов» . Блумберг . Дата обращения 4 октября 2019 .
  130. ^ «Налоги на загрязняющее топливо слишком низки, чтобы стимулировать переход к низкоуглеродным альтернативам» . ОЭСР . Проверено 30 мая 2020 .
  131. ^ Soysal & Soysal 2020 , стр. 449-452.
  132. ^ Мадд, Гэвин М. «Металлы и элементы, необходимые для поддержки будущих энергетических систем». В Letcher, Trevor M. (ed.). Энергия будущего: улучшенные, устойчивые и экологически чистые варианты для нашей планеты . Эльзевир. С. 723–724. ISBN 978-0-08-102886-5.
  133. ^ Newburger, Эмма (13 марта 2020). «Коронавирус может ослабить действия по изменению климата и ударить по инвестициям в экологически чистую энергию, - предупреждают исследователи» . CNBC . Дата обращения 16 марта 2020 .
  134. ^ Birol, Фатих (14 марта 2020). «Положите чистую энергию в основу планов стимулирования противодействия кризису с коронавирусом» . МЭА . Париж.
  135. ^ Куземко, Кэролайн; Брэдшоу, Майкл; и другие. (2020). «Covid-19 и политика перехода к устойчивой энергетике» . Энергетические исследования и социальные науки . 68 : 101685. DOI : 10.1016 / j.erss.2020.101685 . ISSN 2214-6296 . PMC 7330551 . PMID 32839704 .   

Библиография [ править ]

  • Эденхофер, Оттмар (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата: вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-05821-7. OCLC  892580682 .
  • Коззи, Лаура; Гулд, Тим (2020). Перспективы мировой энергетики 2020 . Международное энергетическое агентство. ISBN 978-92-64-44923-7.
  • МГЭИК (2018). Masson-Delmotte, V .; Zhai, P .; Pörtner, H.-O .; Робертс, Д .; и другие. (ред.). Глобальное потепление на 1,5 ° C. Специальный доклад МГЭИК о воздействии глобального потепления на 1,5 ° C выше доиндустриального уровня и соответствующих глобальных путях выбросов парниковых газов в контексте усиления глобального реагирования на угрозу изменения климата, устойчивого развития и усилий по искоренению бедности (PDF) . Межправительственная комиссия по изменению климата.
    • Резюме для политиков , 32 стр.
  • Kutscher, CF; Милфорд, JB; Крейт, Ф. (2019). Принципы устойчивых энергетических систем . Серия «Механическая и аэрокосмическая техника» (Третье изд.). CRC Press. ISBN 978-0-429-93916-7.
  • Сойсал, Огуз А .; Сойсал, Хилкат С. (2020). Энергия для устойчивого общества: от ресурсов к пользователям . ISBN компании John Wiley & Sons Ltd. 9781119561309.
  • Возобновляемые источники энергии 2020: Отчет о состоянии дел в мире (PDF) . Париж: REN21 . 2020. ISBN 978-3-948393-00-7.
  • Смил, Вацлав (2017а). Энергетические переходы: глобальные и национальные перспективы . Санта-Барбара, Калифорния: Praeger, принадлежащий ABC-CLIO, LLC. ISBN 978-1-4408-5324-1. OCLC  955778608 .
  • Смил, Вацлав (2017b). Энергия и цивилизация: история . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-03577-4. OCLC  959698256 .
  • Тестер, Джефферсон (2012). Устойчивая энергетика: выбор среди вариантов . Кембридж, Массачутетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-01747-3. OCLC  892554374 .
  • Дженсен, Лоис, изд. (2020). Отчет о целях в области устойчивого развития 2020 (PDF) . Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций. ISBN 978-92-1-101425-9.