La dégradation de l’environnement et l’épuisement des ressources naturelles nous amènent à réfléchir à la manière d’obtenir de l’électricité et de la chaleur à partir de sources renouvelables..
Cet article explique comment fonctionne l’énergie alternative et pourquoi de nombreux pays l’utilisent..
Qu’est-ce que l’énergie alternative??
L’énergie est renouvelable (alternative) et non renouvelable (traditionnelle).
Les sources alternatives d’énergie sont des phénomènes naturels ordinaires, des ressources inépuisables produites naturellement. Cette énergie est aussi appelée régénérative ou « verte ».
Les sources non renouvelables sont le pétrole, le gaz naturel et le charbon. Ils recherchent un remplaçant car ils peuvent se terminer. Leur utilisation est également associée aux émissions de dioxyde de carbone, à l’effet de serre et au réchauffement climatique..
L’humanité reçoit de l’énergie, principalement en raison de la combustion de combustibles fossiles et de l’exploitation de centrales nucléaires. Énergie alternative – ce sont des méthodes qui donnent de l’énergie d’une manière plus respectueuse de l’environnement et font moins de mal. Il est nécessaire non seulement à des fins industrielles, mais aussi dans des maisons simples pour le chauffage, l’eau chaude, l’éclairage, l’électronique.
Ressources énergétiques renouvelables
- lumière du soleil
- Courants d’eau
- Vent
- Les marées
- Biocarburant (carburant de matières premières végétales ou animales)
- Chaleur géothermique (entrailles de la Terre)
Énergies alternatives
1. Énergie solaire
L’un des types de sources d’énergie alternatives les plus puissants. Le plus souvent, il est converti en électricité par des panneaux solaires. La planète entière a suffisamment d’énergie pour toute l’année que le soleil envoie sur Terre en une journée. Cependant, la production annuelle totale d’électricité dans les centrales solaires ne dépasse pas 2%.
Les principaux inconvénients sont la dépendance à la météo et à l’heure de la journée. Pour les pays du Nord, l’extraction de l’énergie solaire n’est pas rentable. Les structures sont chères, elles doivent être «entretenues» et éliminées à temps les photocellules elles-mêmes, qui contiennent des substances toxiques (plomb, gallium, arsenic). Immenses surfaces requises pour des rendements élevés.
L’électricité solaire est distribuée là où elle est moins chère que d’habitude: îles et fermes isolées et éloignées, stations spatiales et maritimes. Dans les pays chauds avec des tarifs d’électricité élevés, il peut couvrir le besoin d’une maison ordinaire. Par exemple, en Israël, 80% de l’eau est chauffée par l’énergie solaire..
Des batteries sont également installées sur les véhicules sans pilote, les avions, les dirigeables, Trains hyperloop.
2. Énergie éolienne
Les réserves d’énergie éolienne sont 100 fois supérieures aux réserves d’énergie de tous les fleuves de la planète. Les stations éoliennes aident à convertir le vent en énergie électrique, thermique et mécanique. Les principaux équipements sont les éoliennes (pour la production d’électricité) et les éoliennes (pour l’énergie mécanique).
Ce type d’énergie renouvelable est bien développé – en particulier au Danemark, au Portugal, en Espagne, en Irlande et en Allemagne. Début 2016, la puissance de toutes les éoliennes dépassait la puissance installée totale de l’énergie nucléaire.
L’inconvénient est qu’elle ne peut pas être contrôlée (l’énergie éolienne est instable). Les éoliennes peuvent également provoquer des interférences radio et affecter le climat, car elles participent à l’énergie cinétique du vent – cependant, les scientifiques ne savent pas encore si c’est bon ou mauvais.
3. Hydroélectricité
Pour convertir le mouvement de l’eau en électricité, des centrales hydroélectriques (centrales hydroélectriques) avec barrages et réservoirs sont nécessaires. Ils sont placés sur des rivières avec un fort ruisseau qui ne se dessèche pas. Les barrages sont construits pour atteindre une certaine pression d’eau – ils font bouger les pales d’une turbine hydraulique et entraînent des générateurs électriques.
Il est plus coûteux et plus difficile de construire des centrales hydroélectriques par rapport aux centrales conventionnelles, mais le prix de l’électricité (dans les centrales hydroélectriques russes) est deux fois plus bas. Les turbines peuvent fonctionner dans différents modes de puissance et contrôler la production d’électricité..
4. Énergie houlomotrice
Il existe de nombreuses façons de produire de l’électricité à partir des vagues, mais seulement trois fonctionnent efficacement. Ils diffèrent par le type d’installations sur l’eau. Ce sont des chambres dont la partie inférieure est immergée dans l’eau, des flotteurs ou des installations avec un atoll artificiel.
Ces centrales houlomotrices transmettent l’énergie cinétique des vagues de la mer ou de l’océan par câble à la terre, où elle est convertie en électricité dans des stations spéciales.
Ce type est utilisé un peu – 1% de toute la production d’électricité dans le monde. Les systèmes sont également coûteux et nécessitent un accès pratique à l’eau, ce que tous les pays n’ont pas..
5. L’énergie des marées
Cette énergie provient de la montée et de la descente naturelle du niveau de l’eau. Les centrales électriques sont installées uniquement le long de la côte et la goutte d’eau doit être d’au moins 5 mètres. Des stations de marée, des barrages et des turbines sont construits pour produire de l’électricité.
Les flux et reflux sont bien compris, par conséquent, cette source est plus prévisible par rapport aux autres. Mais l’adoption des technologies a été lente et leur part dans la production mondiale est faible. De plus, les cycles de marée ne répondent pas toujours à la norme de consommation d’électricité..
6. L’énergie du gradient de température (énergie hydrothermale)
L’eau de mer a une température différente à la surface et dans les profondeurs de l’océan. En utilisant cette différence, ils obtiennent de l’électricité.
La première installation, qui fournit de l’électricité en raison de la température de l’océan, a été réalisée en 1930. Il existe maintenant des centrales océaniques de type fermé, ouvert et combiné aux États-Unis et au Japon.
7. L’énergie de la diffusion liquide
Il s’agit d’un nouveau type de source d’énergie alternative. Une centrale électrique osmotique installée à l’embouchure de la rivière contrôle le mélange du sel et de l’eau douce et extrait l’énergie de l’entropie des liquides..
L’égalisation de la concentration en sel produit une surpression qui déclenche la rotation de la turbine. Bien qu’il n’existe qu’une seule centrale électrique de ce type en Norvège.
8. Énergie géothermique
Les stations géothermiques absorbent l’énergie interne de la Terre – eau chaude et vapeur. Ils sont placés dans des zones volcaniques où l’eau est à la surface ou vous pouvez y accéder en forant un puits (de 3 à 10 km)..
L’eau récupérée chauffe les bâtiments directement ou via une unité d’échange de chaleur. Il est également converti en électricité lorsque la vapeur chaude fait tourner une turbine connectée à un générateur électrique.
Inconvénients: prix, menace pour la température de la Terre, émissions de dioxyde de carbone et de sulfure d’hydrogène.
La plupart des stations géothermiques aux États-Unis, aux Philippines, en Indonésie, au Mexique et en Islande.
9. Biocarburant
La bioénergie reçoit de l’électricité et de la chaleur à partir de combustibles des première, deuxième et troisième générations.
- La première génération est constituée de biocarburants solides, liquides et gazeux (gaz issus du traitement des déchets). Par exemple, bois de chauffage, biodiesel et méthane.
- La deuxième génération – combustible dérivé de la biomasse (résidus de matières végétales ou animales ou cultures spécialement cultivées).
- Troisième génération – Biocarburant aux algues.
Les biocarburants de première génération sont faciles à obtenir. Les résidents ruraux installent des usines de biogaz où la biomasse se déplace à la bonne température.
La manière la plus traditionnelle et le combustible le plus ancien est le bois de chauffage. Désormais pour leur production, les forêts énergétiques sont plantées d’arbres à croissance rapide, de peupliers ou d’eucalyptus..
Avantages et inconvénients des énergies alternatives
La principale perspective de sources alternatives est l’existence de l’humanité, même dans des conditions de graves pénuries de pétrole, de gaz et de charbon.
Avantages:
- Accessibilité – pas besoin de posséder des champs de pétrole ou de gaz. Certes, cela ne s’applique pas à toutes les espèces. Les pays sans littoral ne peuvent pas recevoir l’énergie des vagues et la géothermie ne peut être convertie que dans des zones volcaniques.
- Respect de l’environnement – lorsque de la chaleur et de l’électricité sont générées, il n’y a pas d’émissions nocives dans l’environnement.
- Économie – l’énergie reçue a un faible coût.
Inconvénients et problèmes:
- Dépenses au stade de la construction et entretien – l’équipement et les fournitures sont chers. Pour cette raison, le prix final de l’électricité augmente, il n’est donc pas toujours économiquement justifié. Maintenant, la tâche principale des développeurs pour réduire le coût des installations.
- Dépendance à des facteurs externes: il est impossible de contrôler la force du vent, le niveau des marées, le résultat du traitement de l’énergie solaire dépend de la géographie du pays.
- Faible efficacité et faible puissance des installations (hors centrale hydroélectrique). La capacité générée ne correspond pas toujours à la consommation.
- Impact sur le climat. Par exemple, la demande de biocarburants a réduit la superficie ensemencée pour les cultures vivrières, et les barrages pour les centrales hydroélectriques ont changé la nature de la pêche.
Énergies renouvelables dans le monde
Le principal consommateur de sources d’énergie renouvelables est l’Union européenne. Dans certains pays, les énergies alternatives génèrent près de 40% de toute l’électricité. Diverses mesures d’accompagnement y ont déjà pris racine: des tarifs réduits pour la connexion et le remboursement de l’argent pour l’achat de matériel. Les pays de l’Est et les USA ne sont pas loin derrière.
Allemagne
40% de l’électricité en Allemagne provient de sources renouvelables. Elle est leader dans le nombre d’éoliennes qui génèrent 20,4% d’électricité. La part restante concerne l’hydroélectricité, la bioénergie et l’énergie solaire. Le gouvernement allemand a établi un plan: générer 80% d’énergie à partir de sources alternatives d’ici 2050, mais ne veut pas encore fermer les centrales nucléaires.
Islande
L’Islande a beaucoup d’eau chaude, car elle est située dans une zone d’activité volcanique. Le pays fournit à 85% des maisons du chauffage à partir de sources géothermiques et couvre 65% des besoins en électricité de la population. La puissance des sources est si grande qu’elles veulent établir des exportations d’énergie vers le Royaume-Uni.
Suède
Après la crise pétrolière de 1973, le pays a commencé à chercher d’autres sources d’énergie. Tout a commencé avec les centrales hydroélectriques et les centrales nucléaires. Les Suédois ont souvent critiqué Greenpeace en raison des centrales nucléaires, mais la part de l’énergie provenant des centrales nucléaires n’a pas augmenté depuis la fin des années 80.
Depuis les années 90, la Suède construit des parcs éoliens offshore en mer. Une taxe supplémentaire a été introduite pour les émissions de carbone dans l’atmosphère et des incitations sont accordées aux fabricants d’énergie éolienne, solaire et bioénergétique..
La Suède utilise également activement l’énergie issue du traitement des déchets et prévoit même de l’acheter dans les pays voisins afin d’abandonner le pétrole. Certaines villes reçoivent de la chaleur des incinérateurs.
Chine
En Chine, la centrale hydroélectrique la plus puissante du monde est Three Gorges. En 2018, c’est le plus grand bâtiment en termes de masse. Son barrage en béton continu pèse 65,5 millions de tonnes. En 2014, la station a produit un record mondial de 98,8 milliards de kWh.
Les plus importantes ressources éoliennes sont également présentes (les trois quarts d’entre elles sont livrées à la mer). D’ici 2020, le pays prévoit de générer 210 GW avec leur aide..
Il existe encore 2 700 sources géothermiques et 63% des appareils de conversion de l’énergie solaire. La Chine au troisième rang des biocarburants à base d’éthanol.
Énergie alternative en Russie
La situation géographique différente des régions et les spécificités des zones climatiques en Russie ne permettent pas de développer cette industrie de manière homogène. Il n’y a pas d’investissement et il y a des lacunes dans la loi.
Types d’énergie renouvelable en Russie
Énergie solaire
Il est utilisé à la fois à l’échelle industrielle et parmi la population locale comme source de secours ou principale source de chaleur et d’électricité. La capacité de toutes les installations solaires est de 400 MW, dont la plus importante dans les régions de Samara, Astrakhan, Orenburg et en Crimée. Le SES le plus puissant est Vladislavovka (Crimée). Développement de projets pour la Sibérie et l’Extrême-Orient.
Énergie éolienne
L’énergie éolienne renouvelable en Russie est présentée un peu moins bien que l’énergie solaire, bien qu’il existe des installations industrielles. La capacité totale des éoliennes dans notre pays est de 183,9 MW (0,08% de l’ensemble du système énergétique). La plupart des installations se trouvent en Crimée, et la plus puissante se trouve à Adygea – «Adygea Wind Farm».
Hydroélectricité
Il s’agit de la source d’énergie alternative la plus populaire en Russie. Environ 200 centrales hydroélectriques fluviales produisent jusqu’à 20% de toute l’énergie du pays. Depuis 1968, il existe une centrale marémotrice dans la baie de Kislaya, dans la région de Mourmansk – Kislogubskaya PES. La plus grande centrale hydroélectrique se trouve sur la rivière Yenisei – «Sayano-Shushenskaya».
L’énergie géothermique
En raison de l’abondance des volcans, ce type d’énergie est courant au Kamchatka. Là, 40% de l’énergie consommée est générée par des sources géothermiques. Selon les scientifiques, le potentiel du Kamtchatka est estimé à 5 000 MW, et seulement 80 MW d’énergie sont générés par an. Il existe également des stations géothermiques dans les îles Kouriles, dans les territoires de Stavropol et de Krasnodar.
Biocarburant
Notre pays est l’un des trois exportateurs de granulés sur le marché européen. En Russie, il existe des usines qui créent des granulés et des briquettes à partir des restes de bois, qui sont utilisés pour chauffer les chaudières et les poêles.
Les déchets agricoles sont convertis en carburant liquide et en biogaz pour les moteurs diesel. Mais le gaz d’enfouissement n’est pas du tout utilisé, il est simplement jeté dans l’atmosphère, causant des dommages à l’environnement.
Entreprises d’énergie renouvelable
Un investissement accru dans les énergies renouvelables et le soutien du gouvernement aident de nombreuses entreprises à réussir.
First solar inc.
Cette entreprise américaine a été fondée en 1990 et est devenue célèbre pour la production de panneaux solaires. Aujourd’hui, c’est la plus grande entreprise qui vend des modules solaires, fournit des équipements et est responsable du service technique..
Vestas Wind Systems A / S
Le plus ancien fabricant d’éoliennes du Danemark. L’entreprise a été fondée en 1898 et a aujourd’hui réussi à installer plus de 60 000 éoliennes dans 63 pays. Vestas vend des générateurs individuels, des stations intégrées et des appareils de service.
Atlantica Yield PLC
Basée à Londres, cette société possède des lignes électriques classiques, des centrales solaires et éoliennes en Amérique du Nord, en Espagne, en Algérie, en Amérique du Sud et en Afrique du Sud..
ABB Ltd. Asea brown boveri
Une entreprise suédo-suisse connue pour ses moteurs automobiles, ses générateurs et sa robotique. Depuis 1999, la marque s’est engagée dans la conversion de l’énergie solaire et éolienne. En 2013, l’entreprise est devenue le leader mondial des équipements d’énergie photovoltaïque..
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Qu’est-ce que l’énergie alternative? J’aimerais en savoir plus sur les différentes sources d’énergie alternative et comment elles peuvent contribuer à préserver l’environnement. Est-ce que l’énergie solaire, éolienne et géothermique sont considérées comme des énergies alternatives? Quelles sont les avantages et les inconvénients de chaque source d’énergie alternative? De plus, comment peuvent-elles être mises en œuvre à grande échelle pour remplacer les énergies fossiles polluantes? Merci d’avance pour vos réponses éclairantes!