Как мир может удовлетворить свои потребности в чистой энергии

В свете стремления мирового сообщества достичь нулевого уровня выбросов к середине этого века, какие источники энергии могут действительно заменить ископаемые виды топлива?

Будущее возобновляемой энергии в Шотландии

В шестнадцати милях (26 км) от ветреного побережья северной Шотландии формируется будущее возобновляемой энергии. Пять огромных турбин ветряной станции Hywind Scotland величественно вращаются в воздухе, но с одной важной особенностью — они плавающие.

В отличие от традиционных морских турбин, которые устанавливаются на металлических и бетонных башнях, уложенных на дно океана, турбины Hywind крепятся к плавающим стальным килям. Этот, казалось бы, простой, но на самом деле довольно сложный дизайн меняет взгляды разработчиков на морскую ветряную энергетику.

Цели нулевых углеродных выбросов

Анализ показывает, что энергетический сектор отвечает примерно за три четверти всех парниковых газов, выделяемых в результате человеческой деятельности. Для сокращения этих выбросов зеленая электроэнергия должна стать основным источником глобальной энергии. Международное энергетическое агентство подчеркивает, что к 2040 году половина энергетических нужд мира должна покрываться электричеством, произведенным с нулевыми выбросами углерода.

С учетом растущего числа электромобилей и увеличивающегося спроса на электроэнергию необходимо модифицировать электрические сети, чтобы они стали более гибкими и предлагали множество способов генерации и хранения энергии к 2045 году.

Преимущества плавающих турбин

Проекты, подобные плавающей ветряной станции Hywind, предоставляют представление о будущем. Плавающие турбины могут работать на глубоких водах, находящихся далеко от берега, где ветер, как правило, более сильный и устойчивый. Как замечает Генрик Стейдал, датский изобретатель и лидер в области инноваций, это дает плавающим ветровым установкам огромное преимущество в обеспечении электроэнергией сообществ.

«Некоторые страны имеют обширные морские пространства, но на глубинах, которые просто слишком велики для стационарных турбин», — утверждает Генрик.

Тем не менее, несмотря на преимущества, возникают и новые вызовы, в частности, возможные последствия для морской экосистемы. Стоимость плавающих ветряных проектов остается высокой, но ожидается, что с развитием технологий эти расходы снизятся.

Водород как решение

Как только удается наладить процесс получения энергии от ветра в глубоких водах, возникает вопрос: что делать с произведенной электроэнергией? Избыток электричества может создавать риски перегрузки энергетических сетей, и в такие моменты турбины обычно отключаются, что считается затратным процессом.

На помощь приходит водород — ключ к будущему плавучих ветряных станций. Этот элемент может помочь использовать избыточную электроэнергию для получения водородного топлива.

«Если на улице особенно ветреная погода и у вас есть избыточная электроэнергия, есть альтернатива отключению системы», — говорит Скотт Хэмилтон, менеджер в консалтинговой компании Xodus.

Используя электролизер для разделения воды на кислород и водород, можно производить так называемый «зеленый водород», который уже применяется для питания транспортных средств и обогрева зданий.

Будущее зеленого водорода

Если проекты будут успешными, открываются большие возможности для использования водорода как топлива для транспортных средств. Например, зеленый водород отлично подходит для тяжелых грузовиков, поездов и морских судов. Джесс Ралстон отмечает:

«Представить себе ситуацию, в которой страна с большими возможностями в области плавучего ветра продает зеленый водород за границу, не так уж сложно.»

Однако производство водорода в настоящее время дорогостояще, и необходимо создание инфраструктуры для перехода на водородную экономику.

Перспективы и вызовы

Для достижения масштабных целей по нулевым выбросам необходимо реализовать множество новых устойчивых решений. Внедрение солнечной энергии, новые технологии в области морской и геотермальной энергии, а также прорывы в биотопливе и аккумуляторах будут играли ключевую роль.

Тем не менее, плавающий ветер и зеленый водород займут свое важное место, прокладывая путь к будущему безуглеродного топлива.

—

Присоединяйтесь к миллиону поклонников Future, поставив лайк на нашей странице в Facebook, или следите за нами в Twitter или Instagram.

Если вам понравилась эта история, подписывайтесь на еженедельную рассылку «Essential List» — отобранный выбор историй от BBC Future, Culture, Worklife, Travel и Reel, который приходит к вам на почту каждую пятницу.

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!

Вы также можете найти наши материалы в: