Устойчивая энергия - Sustainable energy

Сюда перенаправляется «зеленая сила». Для использования в других целях см. Зеленая энергия (значения).

Часть серии о
Устойчивая энергия
Ветряные турбины возле Вендсисселя, Дания (2004 г.)
Обзор
Энергосбережение
Возобновляемая энергия
Экологичный транспорт
  • Ветряная турбина-icon.svg Портал возобновляемой энергии
  • Aegopodium podagraria1 ies.jpg Портал окружающей среды

Устойчивая энергия является энергия производится и используется таким образом, чтобы «удовлетворять потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности».[1][2]

Термин «устойчивая энергетика» часто используется как синонимы термина «Возобновляемая энергия ". В общем, возобновляемые источники энергии, такие как солнечный, ветер, и гидроэлектростанция энергия широко считается устойчивой. Однако конкретные проекты в области возобновляемых источников энергии, такие как вырубка лесов для производства биотопливо, может привести к аналогичному или даже большему ущербу окружающей среде, чем использование энергии ископаемого топлива. Атомная энергия это с низким содержанием углерода источник и имеет лучшие показатели безопасности, чем ископаемое топливо, но радиоактивные отходы и риск крупных несчастные случаи поставить под вопрос устойчивость. Концепция устойчивой энергетики аналогична концепции зеленая энергия и чистая энергия Однако при рассмотрении воздействия на окружающую среду формальные определения устойчивой энергетики также включают экономические и социально-культурные воздействия.

Умеренное количество энергии ветра и солнца, прерывистый источники энергии, могут быть интегрированы в электрическую сеть без дополнительной инфраструктуры, такой как сетевое хранилище энергии и меры реагирования на спрос. Эти источники произвели 8,5% мировой электроэнергии в 2019 году, и эта доля быстро растет.[3] Согласно прогнозам, стоимость ветровой, солнечной энергии и батарей будет продолжать снижаться из-за инноваций и эффект масштаба от увеличения инвестиций.

В энергетический переход Устойчивое удовлетворение мировых потребностей в электроэнергии, отоплении, охлаждении и энергии для транспорта широко считается одной из величайших проблем, стоящих перед человечеством в 21 веке. Во всем мире почти миллиард человек не хватает доступ к электричеству, и около 3 миллиардов человек полагаются на дымное топливо, такое как древесина, уголь или навоз животных для приготовления. Эти и ископаемое топливо вносят основной вклад в загрязнение воздуха, который, по оценкам, вызывает около 7 миллионов смертей в год. Производство и потребление энергии выбрасывает более 70% антропогенных Выбросы парниковых газов.

Предложил пути для ограничения глобальное потепление 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 низкоуглеродное топливо, такие как водород произведены с помощью возобновляемой электроэнергии или с улавливание и хранение углерода. Достижение этих целей потребует государственной политики, включая цены на углерод, энергетическая политика и поэтапный отказ от субсидии на ископаемое топливо.

Определения

Здания в Солнечное поселение в Шлирберге производят больше энергии, чем потребляют. Они включают солнечные панели на крыше и созданы для максимальной энергоэффективности.

Концепция чего-либо устойчивое развитие был описан Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию в своей книге 1987 г. Наше общее будущее.[1] Его определение «устойчивости», которое сейчас широко используется, звучало так: «Устойчивое развитие должно удовлетворять потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности».[1] В своей книге Комиссия описала четыре ключевых элемента устойчивости в отношении энергетики: способность увеличивать поставки энергии для удовлетворения растущих потребностей человека, энергоэффективность и энергосбережение, здоровье и безопасность населения, а также «защита биосферы и предотвращение более локализованные формы загрязнения ».[4]

С тех пор были предложены различные определения устойчивой энергетики, которые также основаны на трех столпах устойчивого развития, а именно окружающей среде, экономике и обществе.[5][6][7]

  • Относящийся к окружающей среде критерии включают Выбросы парниковых газов, воздействие на биоразнообразие, а также производство опасных отходов и токсичных выбросов.
  • Экономическая Критерии включают стоимость энергии, то, доставляется ли энергия пользователям с высокой надежностью, и влияние на рабочие места, связанные с производством энергии.
  • Социокультурный критерии включают энергетическая безопасность, например, предотвращение войн из-за энергоснабжения.

Доступ к энергии

Основная статья: Энергетическая бедность
Чистая энергия в Кении. USAID подключает кенийского молочного фермера к биогазу, что позволяет ему освещать свой новый дом чистой энергией.
Цель ЦУР по доступу к электроэнергии

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.[8][9] Объединенные Нации Цель устойчивого развития 7 призывает к «доступу к доступной, надежной, устойчивой и современной энергии для всех» к 2030 году.[10] Таким образом, содействие использованию более чистого топлива и более эффективных технологий для приготовления пищи является одним из главных приоритетов Организации Объединенных Наций. Устойчивая энергия для всех инициатива.

Во всем мире 940 миллионов (13% населения мира) людей не имеют доступа к электричеству.[11] В Африке к югу от Сахары число людей, не имеющих доступа к электроэнергии, составило более полумиллиарда человек.[12] Отсутствие электричества усугубляет коронавирус пандемия, при этом половина медицинских учреждений не имеют или не имеют доступа к электричеству в шести исследованных странах Азии и Африки.[13]

В развивающихся странах более 2,5 миллиарда человек полагаются на традиционные кухонные плиты.[14] и открывать огонь для сжигания биомассы или угля для отопления и приготовления пищи. Эта практика вызывает опасное загрязнение воздуха в помещении, приводя к примерно 3,8 миллионам смертей ежегодно, особенно среди маленьких детей и женщин, которые проводят много времени у очага.[15] По состоянию на 2017 год улучшенный доступ к чистому топливу для приготовления пищи постоянно отстает от улучшений в получении большего доступа к электроэнергии.[16] Кроме того, нанесен серьезный местный экологический ущерб, в том числе опустынивание, может быть вызвано чрезмерной заготовкой древесины и других горючих материалов.[17]

Согласно отчету МЭА за 2019 год, в странах Африки к югу от Сахары «текущие и запланированные усилия по обеспечению доступа к современным энергетическим услугам едва ли опережают рост населения» и по-прежнему оставят более полумиллиарда человек без электричества и более миллиарда человек без чистой готовки. 2030 г.[18]

Пути смягчения последствий изменения климата

Основная статья: Смягчение последствий изменения климата
Ветряная ферма Банги в Филиппины.
Рабочие строят структуру солнечных панелей в Малави

Производство и потребление энергии являются основными составляющими изменение климата, являясь ответственным за 72% ежегодных антропогенных выбросов парниковых газов по состоянию на 2014 год. Производство электроэнергии и тепла составляет 31% антропогенных выбросов парниковых газов, использование энергии на транспорте составляет 15%, а использование энергии в производстве и строительство составляет 12%. Еще 5% высвобождается в результате процессов, связанных с производством ископаемого топлива, и 8% - в результате сжигания различных других видов топлива.[19][20] По состоянию на 2015 год 80% мирового первичная энергия производится из ископаемого топлива.[21]

Работа по анализу затрат и выгод была проведена разнородным кругом специалистов и агентств, чтобы определить лучший путь к декарбонизации мирового энергоснабжения.[22][23] МГЭИК 2018 Специальный отчет о глобальном потеплении на 1,5 ° C говорит, что для ограничения потепления до 1,5 ° C и предотвращения наихудших последствий изменения климата "глобальные чистые антропогенные выбросы CO
2 должна 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 смягчение последствий изменения климата проанализировал ряд ранее опубликованных документов, в которых описаны пути (т.е. сценарии и портфели вариантов смягчения) для стабилизации климатической системы посредством 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.[24] Эти пути имеют следующие характеристики (если не указано иное, следующие значения являются средними для всех путей):

  • Возобновляемая энергия: Доля первичная энергия поставки возобновляемых источников энергии увеличиваются с 15% в 2020 году до 60% в 2050 году.[25] Доля первичной энергии, поставляемой за счет биомассы, увеличивается с 10% до 27%,[26] с эффективным контролем того, изменяется ли землепользование при выращивании биомассы.[27] Доля ветра и солнца увеличивается с 1,8% до 21%.[26]
  • Ядерная энергия: Доля первичной энергии, поставляемой атомная энергия увеличится с 2,1% в 2020 году до 4% в 2050 году. Большинство путей 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».[28]
  • Уголь и нефть: В период с 2020 по 2050 год доля первичной энергии из угля снизится с 26% до 5%, а доля от нефти снизится с 35% до 13%.[26]
  • Натуральный газ: В большинстве путей 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.[26]
  • Улавливание и хранение углерода: Пути описывают большее использование улавливание и хранение углерода для биоэнергетики и ископаемого топлива.[28]
  • 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.[29]
  • Энергосбережение: Маршруты описывают методы повышения энергоэффективности и снижения спроса на энергию во всех секторах (промышленность, строительство и транспорт). С этими мерами, траектории показывают, что потребление энергии останется примерно на том же уровне в период с 2010 по 2030 год и немного увеличится к 2050 году.[30]

В 2020 году Международное энергетическое агентство предупредило, что экономические потрясения, вызванные вспышкой коронавируса, могут помешать или задержать инвестиции компаний в зеленую энергию.[31][32][33] Вспышка потенциально может означать замедление перехода к чистой энергии в мире, если не будут приняты меры, но также открывает возможности для зеленое восстановление.[34]

Энергосбережение

Основные статьи: Энергосбережение и Эффективное использование энергии

Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии часто считаются двумя столпами устойчивой энергетики.[35][36] В Международное энергетическое агентство По оценкам, 40% сокращений выбросов парниковых газов, необходимых для Парижского соглашения, может быть достигнуто за счет повышения энергоэффективности.[37] Возможности улучшения со стороны спроса в энергетическом уравнении столь же разнообразны, как и со стороны предложения, и часто предлагают значительные экономические выгоды.[38] Например, существует значительный потенциал для повышения энергоэффективности приготовления пищи в развивающихся странах, что также поможет снизить смертность от загрязнения воздуха.[37] Повышение энергоэффективности также повышает энергетическую безопасность стран-импортеров нефти, поскольку они меньше зависят от регионов-производителей.[39]

В период с 2015 по 2018 год каждый год наблюдался меньший рост энергоэффективности по сравнению с предыдущим. В области транспорта предпочтение потребителей в отношении более крупных автомобилей является одной из движущих сил замедления. В мировом масштабе правительства также не сильно повысили уровень своих амбиций в отношении политики энергоэффективности за этот период.[39] Политика повышения эффективности включает: строительные нормы, стандарты производительности, и цены на углерод.[40] Эффективность замедляет рост спроса на энергию, поэтому рост предложения чистой энергии может привести к значительному сокращению использования ископаемого топлива.[41]

Второй аспект сохранения энергии - это изменения в поведении. По оценкам Международного энергетического агентства, достижение нулевых чистых выбросов в 2050 году будет зависеть от значительных изменений в поведении. Их сценарий с нулевым нулевым показателем дает иллюстрацию типа необходимых изменений: около половины энергосберегающих поведенческих изменений связано с транспортом. Некоторые бизнес-рейсы заменены на видео-конференция, езда на велосипеде и ходьба становятся все популярнее, поскольку все больше людей пользуются общественным транспортом.[42]

Возобновляемые источники энергии

Рост потребления возобновляемой энергии с 1965 по 2019 год
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 важный вклад в устойчивую энергетику, поскольку они, как правило, вносят вклад в мировой энергетическая безопасность, и уменьшить зависимость от ископаемое топливо ресурсы, тем самым уменьшая выбросы парниковых газов.[43]

Солнечная энергия

11 МВт солнечная электростанция возле Серпа, Португалия
Основная статья: Солнечная энергия

В 2019 году солнечная энергия обеспечивала около 3% мировой электроэнергии.[3] Большая часть этого находится в форме солнечные панели на основе фотоэлектрические элементы (PV). Стоимость фотоэлектрических солнечных батарей быстро упала, что способствует значительному росту мировых мощностей.[44] Солнечные панели устанавливаются на крыше здания или используются в солнечные парки подключен к электросети. Обычно с гарантией на 25 лет солнечная панель будет работать дольше, хотя и с меньшей эффективностью.[45] и почти все это можно переработать.[46] Типичный панели преобразовать менее 20% солнечного света, попадающего на них, превращаются в электричество, так как материалы с более высокой эффективностью более дороги.[47] В стоимость электроэнергии от новых солнечных электростанций конкурентоспособно или во многих местах дешевле, чем существующие угольные электростанции.[48][нуждается в обновлении ]

Концентрированная солнечная энергия производит тепло, чтобы управлять Тепловой двигатель. Поскольку тепло сохраняется, этот тип солнечной энергии отправляемый: он может быть произведен при необходимости.[49]

Солнечная тепловая энергия

Основная статья: Солнечное водяное отопление

Солнечные тепловые системы отопления и охлаждения используются во многих областях: горячее водоснабжение, отопление и охлаждение зданий, сушка и опреснение.[50] В мировом масштабе в 2018 году он обеспечивал 1,5% конечного спроса на энергию для отопления и охлаждения.[51]

Ветровая энергия

Ветроэнергетика: установленная мощность в мире[52]
Основные статьи: Ветровая энергия и Воздействие энергии ветра на окружающую среду

Ветряные турбины обращены кинетическая энергия ветра, а в 2019 году их электрические генераторы обеспечивала примерно 6% мировых поставок электроэнергии.[3] Ветряные фермы состоят из множества отдельных ветряных турбин, которые подключены к передача электроэнергии сеть. Новые береговые ветроэнергетические установки часто конкурируют с существующими угольными электростанциями или в некоторых местах дешевле.[48]

Береговые ветряные электростанции оказывают влияние на ландшафт, поскольку обычно их нужно разбросать по большей площади, чем другие электростанции.[53] и должны быть построены в диких и сельских районах, что может привести к «индустриализации сельской местности».[54] и потеря среды обитания.[53] Оффшорная ветроэнергетика имеет меньшее визуальное воздействие. Примерно через 20 лет лопасти ветряных турбин нуждаются в замене лопастями большего размера, и продолжаются исследования, как лучше всего их переработать и как изготовить лопасти, которые легче утилизировать.[55] 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.[56]

Гидроэнергетика

Основная статья: Гидроэлектроэнергия
Плотины гидроэлектростанций являются одним из наиболее широко используемых источников возобновляемой энергии.

Гидроэлектростанции преобразовать 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.[57]

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.[58] Эти выбросы парниковых газов особенно велики в тропических регионах.[59] В очереди, вырубка леса а изменение климата может снизить выработку энергии за счет плотин гидроэлектростанций.[60] В зависимости от местоположения строительство крупномасштабных плотин может привести к перемещению жителей и нанести значительный ущерб окружающей среде на местном уровне.[60]

В целом, русловая гидроэлектростанция объекты оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем объекты на базе водохранилищ, но их способность генерировать электроэнергию зависит от речного стока, который может меняться в зависимости от суточных и сезонных погодных условий.[61]

В 2019 году гидроэнергетика обеспечивала 16% мировой электроэнергии по сравнению с почти 20% в середине-конце 20 века.[62][63] Он производил 60% электроэнергии в Канаде и почти 80% в Бразилии.[62] Гидроэлектростанции на базе водохранилищ обеспечивают высокую гибкость, отправляемый поставка электричества. Их можно комбинировать с ветровой и солнечной энергией для обеспечения пиковой нагрузки и компенсации, когда ветер и солнце менее доступны.[60]

Геотермальный

Основные статьи: Геотермальная энергия и Геотермальное отопление
Градирни на Лардерелло геотермальная электростанция

Геотермальная энергия производится путем использования тепловой энергии, создаваемой и хранящейся в земле. Он возникает в результате радиоактивного распада изотопа калия и других элементов, обнаруженных в земной коре.[64] Геотермальная энергия считается возобновляемой и устойчивой, поскольку эта тепловая энергия постоянно пополняется.[65]

Геотермальную энергию можно использовать для производства электроэнергии и отопления. Использование геотермальной энергии сосредоточено в регионах, где отбор тепла является экономичным: сочетание тепла, потока и высокой проницаемость необходим.[66] Во всем мире в 2018 году геотермальная энергия обеспечивала 0,6% конечного спроса на энергию для отопления и охлаждения зданий.[51]

В Выбросы парниковых газов геотермальных электростанций в среднем 45 грамм углекислый газ на киловатт-час электроэнергии, или менее 5 процентов от мощности обычных угольных электростанций.[67] Геотермальная энергия может быть получена путем бурения грунта, что очень похоже на разведку нефти, а затем она переносится теплоносителем (например, водой, рассолом или паром).[64] Внутри этих систем, в которых преобладает жидкость, есть возможные опасения по поводу проседания и загрязнения ресурсов подземных вод. Следовательно, в этих системах необходима охрана ресурсов подземных вод.[68]

Биоэнергетика

Основная статья: Биомасса
Плантация сахарного тростника производить этиловый спирт в Бразилии
А ТЭЦ электростанция использование древесины для обеспечения электричеством более 30 000 семей во Франции

Биомасса - универсальный и распространенный источник возобновляемой энергии. Он доступен во многих странах, что делает его привлекательным для снижения зависимости от импорта ископаемого топлива. Если производство биомассы хорошо контролируется, выбросы углерода может быть значительно компенсирован поглощением углекислого газа растениями в течение их продолжительности жизни.[нужна цитата ] Биомассу можно сжигать для производства тепла и электроэнергии или преобразовывать в современные биотопливо такие как биодизель и этиловый спирт.[нужна цитата ] Биотопливо часто производится из кукурузы или сахарного тростника. Они используются для транспортировки энергии, часто в смеси с жидким ископаемым топливом.[нужна цитата ]

Использование сельскохозяйственных угодий для выращивания биомассы может привести к меньше земли доступно для выращивания еды. С фотосинтез по своей природе неэффективен, и для сбора урожая, сушки и транспортировки урожая также требуется значительное количество энергии, количество энергии, производимой на единицу площади земли, очень мало, в диапазоне 0,25 Вт / м2 до 1,2 Вт / м2.[69] Если биомассу собирают с сельскохозяйственных культур, таких как плантации деревьев, выращивание этих культур может вытеснять естественные экосистемы, деградировать почвы, и потребляют водные ресурсы и синтетические удобрения.[70][71] В некоторых случаях эти воздействия могут фактически привести к более высоким общим выбросам углерода по сравнению с использованием топлива на основе нефти.[71][72]

В Соединенных Штатах, этанол на основе кукурузы с 2011 г. заменила менее 10% автомобильного бензина, но потребила около 40% годового урожая кукурузы в стране.[71] В Малайзии и Индонезии вырубка лесов для производства пальмовое масло для биодизеля привело к серьезные социальные и экологические последствия, так как эти леса критически важны поглотители углерода и среды обитания исчезающих видов.[73]

Более устойчивые источники биомассы включают культуры, выращенные на почве, непригодной для производства продуктов питания, водоросли и отходы.[нужна цитата ] Если источником биомассы являются сельскохозяйственные или муниципальные отходы, их сжигание или преобразование в биогаз также предоставляет способ утилизации этих отходов.[70] Целлюлозный этанол имеет много преимуществ перед традиционным этанолом на основе кукурузы. Он не отнимает пищу и не вступает с ней в прямое противоречие, потому что производится из древесины, трав или несъедобных частей растений.[74] Однако по состоянию на 2020 год было немного промышленные установки целлюлозного этанола, в основном сосредоточены в Европе.[75][76]

По данным Великобритании Комитет по изменению климата в долгосрочной перспективе все виды использования биомассы должны максимизировать связывание углерода, например, используя его в сочетании с улавливанием и хранением углерода (BECCS ) при сжигании биомассы,[77] и отказаться «от использования биотоплива в наземном транспорте, биомассы для отопления зданий или биомассы для выработки энергии без CCS».[78] Из-за отсутствия технологически осуществимых альтернатив, авиационное биотопливо может быть одним из лучших способов использования биомассы, при условии, что некоторое количество углерода улавливается и сохраняется во время производства топлива.[77]

Морская энергия

Основная статья: Морская энергия

Морская энергия составляет наименьшую долю энергетического рынка. Он включает приливная сила, который приближается к зрелости, и мощность волны, который находится на более раннем этапе своего развития. Две системы приливных заграждений, во Франции и в Корее, составляют 90% от общего объема добычи. В то время как отдельные устройства представляют небольшой риск для окружающей среды, влияние устройств с несколькими массивами менее известно.[79]

Невозобновляемые источники энергии

Атомная энергия

Основная статья: Обсуждение ядерной энергетики
Выбросы CO 2, связанные с производством электроэнергии, во Франции по состоянию на 27 мая 2020 года с общей интенсивностью CO 2 52 гCO2экв / кВтч.
CO, связанный с производством электроэнергии2 выбросы во Франции по состоянию на 27 мая 2020 г. с общим содержанием CO2 интенсивность 52 гCO2экв / кВтч. Источник: electricmap.org

Атомная энергия растения использовались с 1950-х годов для производства нулевой выброс, стабильная подача электроэнергии, не создавая локального загрязнения воздуха. В 2019 году атомные электростанции в более чем 30 странах произвели 10% мировой электроэнергии.[80] Ядерная энергия - это низкоуглеродный источник энергии с выбросами парниковых газов в течение всего жизненного цикла (включая добычу и переработку уран ), аналогично выбросам от возобновляемых источников энергии.[81] По состоянию на 2020 год ядерная энергетика обеспечивает половину низкоуглеродной электроэнергии Европейского Союза и четверть всей выработки блока.[82]

Существуют значительные разногласия по поводу того, можно ли считать ядерную энергетику устойчивой, при этом дебаты вращаются вокруг риска ядерные аварии, стоимость и время строительства, необходимые для строительства новых заводов, генерация радиоактивных ядерные отходы, а также потенциал ядерной энергии для распространение ядерного оружия. Эти опасения подстегнули антиядерное движение. Общественная поддержка ядерной энергии часто бывает низкой из-за проблем с безопасностью, однако для каждой единицы произведенной энергии ядерная энергия намного безопаснее, чем энергия ископаемого топлива, и сопоставима с возобновляемыми источниками.[83] В урановая руда используемый в качестве топлива для ядерных установок деления, является невозобновляемым ресурсом, но его достаточно, чтобы обеспечить запас на сотни лет.[84]

Традиционные экологические группы, такие как Гринпис и Сьерра Клуб выступают против любого использования ядерной энергии.[85] Среди лиц, охарактеризовавших ядерную энергетику как экологически чистый источник энергии, есть филантроп. Билл Гейтс[86] и эколог Джеймс Лавлок.[87][страница нужна ]

Торий делящийся материал, используемый в ядерная энергетика на основе тория. В ториевый топливный цикл заявляет о нескольких потенциальных преимуществах перед урановый топливный цикл, в том числе большее изобилие, превосходные физические и ядерные свойства, лучшая устойчивость к распространению ядерного оружия[88][89] и уменьшил плутоний производство.[89] Поэтому иногда его называют устойчивым.[90]

Перспективный источник энергии термоядерная реакция (в отличие от ядерное деление используется сегодня). Это реакция звезд, в том числе Солнца. Ожидается, что термоядерные реакторы, которые в настоящее время строятся, будут безопасными по своей сути из-за отсутствия цепная реакция и не производят долгоживущие ядерные отходы.[91] Топливо для термоядерных реакторов широко доступно дейтерий, литий и тритий.[92]

Замена (ископаемого) топлива

Смотрите также: Цель устойчивого развития 7

В среднем для данной единицы произведенной энергии выбросы парниковых газов натуральный газ составляют около половины выбросов каменный уголь при использовании для производства электроэнергии и около двух третей выбросов угля при использовании для производства тепла: однако сокращение утечки метана обязательно.[93] Природный газ также производит значительно меньше загрязнения воздуха, чем уголь. Поэтому строительство газовых электростанций и газопроводов продвигается как способ поэтапного отказа от загрязнения, вызываемого сжиганием угля и древесины (и увеличения энергоснабжения в некоторых африканских странах с быстрорастущим населением или экономикой).[18] однако эта практика вызывает споры. Противники утверждают, что развитие газовой инфраструктуры создаст десятилетия углеродный замок и безнадежные активы и что возобновляемые источники энергии создают гораздо меньше выбросов при сопоставимых затратах.[94] В выбросы парниковых газов за жизненный цикл природного газа примерно в 40 раз превышает выбросы энергии ветра и атомной энергии.[95] Переключение приготовления пищи с грязного топлива, такого как дрова или керосин к LPG подвергся критике и биогаз или электричество было предложено в качестве альтернативы.[96]

Устойчивые энергетические системы

Секторов

Производство электроэнергии

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.[97]

Отопление и охлаждение

Дальнейшая информация: Возобновляемое тепло

Большая часть мирового населения не может позволить себе достаточное охлаждение или жить в плохо спроектированных домах. В дополнение к кондиционер, что требует электрификации и дополнительной мощности, пассивное здание для обеспечения устойчивого удовлетворения потребностей в охлаждении потребуются дизайн и городское планирование.[98] Точно так же многие домохозяйства в развивающихся и развитых странах страдают от топливная бедность и не могут достаточно обогреть свои дома.[99] Существующие методы отопления часто загрязняют окружающую среду. Альтернативы отоплению на ископаемом топливе включают: отходящее тепло, солнечная тепловая энергия, геотермальная энергия, электрификация (тепловые насосы, или менее эффективный электрический нагреватель ) и биомасса.[100][101][102] Стоимость всех этих технологий сильно зависит от местоположения, и внедрение технологии, достаточной для глубокой декарбонизации, требует строгого политического вмешательства.[102]

Транспорт

Есть несколько способов сделать транспорт более экологичным. Общественный транспорт обычно требует меньше энергии на одного пассажира, чем личный транспорт, такой как автомобили. В городах транспорт можно сделать чище, стимулируя безмоторный транспорт, например кататься на велосипеде. Энергоэффективность автомобилей значительно увеличился, часто из-за нововведений, регулируемых регулирующими органами. Электрические транспортные средства используют меньше энергии на километр, а поскольку электричество легче производить экологически рационально, чем топливо, это также способствует повышению устойчивости транспорта.[103] Водородные автомобили может быть альтернативой для более крупных транспортных средств, которые еще не получили широкого распространения, например для грузовиков дальнего следования.[104] Многие методы, необходимые для снижения выбросов от судоходства и авиации, все еще находятся на ранней стадии разработки.[105]

Промышленность

Более одной трети конечного спроса на энергию используется промышленностью. Большая часть этой энергии используется в тепловых процессах: производстве пара, сушке и охлаждение. Доля возобновляемых источников энергии в промышленности в 2017 году составила 14,5%, в основном это: низкотемпературное тепло обеспечивается биоэнергетикой и электричеством. Наиболее энергоемкая часть промышленности имеет наименьшее проникновение, где возобновляемые источники энергии сталкиваются с ограничениями для удовлетворения потребности в тепле свыше 200 ° C.[106] Для некоторых промышленных процессов, например производство стали, коммерциализация технологий, которые еще не созданы или не используются в полном масштабе, необходима для устранения выбросов парниковых газов.[107]

Улавливание и хранение углерода

Смотрите также: УХУ и смягчение последствий изменения климата

Теоретически выбросы парниковых газов электростанциями, работающими на ископаемом топливе и биомассе, могут быть значительно сокращены за счет улавливание и хранение углерода (CCS), хотя этот процесс дорогостоящий. Чтобы сравнить стоимость ветровой и солнечной энергии со стоимостью природного газа с CCS, необходимо оценить не только нормированная стоимость энергии но вся система обошлась.[56] Они будут в значительной степени зависеть от местоположения из-за различий в ценах на углерод, усовершенствования сети, необходимой для обеспечения гибкости, и наличия подходящей геологии для хранение углекислого газа.[56][108]

Когда CCS используется для улавливания выбросов от сжигания биомассы в процессе, известном как биоэнергетика с улавливанием и секвестрацией углерода (BECCS), весь процесс может привести к чистому удаление углекислого газа из атмосферы. Процесс BECCS также может привести к чистым положительным выбросам в зависимости от того, как материал биомассы выращивается, собирается и транспортируется.[109] По состоянию на 2014 год самые дешевые способы смягчения последствий для достижения цели 2 ° C обычно описывают массовое развертывание BECCS.[109][нуждается в обновлении ] 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 CO2 в год (ГтCO2/ год) потребует биомассы с 40 процентов нынешних пахотных земель мира.[109]

Управление непостоянными источниками энергии

В гидроаккумулирующая энергия объекта, вода перекачивается в гору, выработка электроэнергии превышает спрос. Позже вода выпускается, чтобы произвести гидроэлектроэнергия.

Солнце и ветер переменная возобновляемая энергия источники, которые поставляют электроэнергию с перерывами в зависимости от погоды и времени суток.[110][111] Наиболее электрические сети были построены для бесперебойных источников энергии, таких как угольные электростанции.[112] 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:

По состоянию на 2019 год стоимость и логистика хранения энергии для крупных населенных пунктов представляют собой серьезную проблему, хотя стоимость аккумуляторных систем резко упала.[118] 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 Соединенных Штатов, емкость хранения энергии должна была бы увеличиться с 11 ГВт на тот момент до от 230 ГВт до 280 ГВт, в зависимости от того, сколько ядерной энергии выведено из эксплуатации.[118]

Хранилище энергии

Основная статья: хранилище энергии

Накопление энергии помогает преодолеть барьеры для прерывистой возобновляемой энергии и, следовательно, является важным аспектом устойчивой энергетической системы.[119] Наиболее часто используемым методом хранения является гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия, для которой требуются места с большой разницей в высоте и доступом к воде.[119] Аккумуляторы широко развертываются. Доступность кобальта, в настоящее время в основном поступающего из Конго, является заботой об устойчивом производстве литий-ионных аккумуляторов. Более разнообразный географический выбор поставщиков может обеспечить более стабильную цепочку поставок. Воздействие на окружающую среду можно уменьшить за счет переработка и переработка.[120] Другие технологии хранения, такие как энергия-газ использовались в ограниченных ситуациях. Современная технология аккумуляторов способна накапливать количество электроэнергии, которое может обеспечивать энергией сообщество в течение нескольких дней; продолжаются исследования в области технологий, способных работать в течение нескольких недель при слабом ветровом и солнечном производстве электроэнергии.

По состоянию на 2018 год накопитель тепловой энергии обычно не так удобно, как сжигание ископаемого топлива. Высокие первоначальные затраты являются препятствием для внедрения. Сезонное хранение тепловой энергии обычен в высоких широтах, обеспечивая тепло.[121]

Электрификация

Основная статья: Электрификация

Электрификация является ключевым элементом устойчивого использования энергии, поскольку многие основные устойчивые энергетические технологии работают от электричества, в отличие от технологий, которые они заменяют.[122] В частности, для обеспечения устойчивости этих секторов может потребоваться массовая электрификация в секторе теплоснабжения и транспорта, при этом важную роль играют тепловые насосы и электромобили.[123]

Водород

Металлогидрид для хранения водорода - Ovonic
Основные статьи: Водородная экономика, Водородное топливо, и Хранение водорода

Водород является альтернативой ископаемому топливу, который не выделяет никаких выбросов в точке сгорания. Общий объем выбросов водорода в течение жизненного цикла зависит от того, как он производится. Очень небольшая часть нынешних мировых запасов водорода 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 90% диоксида углерода, выделяемого при производстве водорода.[124] Некоторые ученые говорят, что CCS необходим в краткосрочной перспективе, потому что со временем будет недостаточно электролиза.[125]

Водородное топливо можно производить за счет электролиз, 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.[126] 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.[127]

Водородное топливо может производить интенсивное тепло, необходимое для промышленного производства стали, цемента, стекла и химикатов.[125] Считается, что в сталеплавильном производстве использование водорода было бы наиболее эффективным для ограничения выбросов парниковых газов в краткосрочной перспективе.[125]

Двадцать процентов водорода можно подмешать в сеть природного газа без замены трубопроводов или устройств,[128] но поскольку водород менее энергоемкий, это позволит сэкономить только 7% выбросов.[129] По состоянию на 2020 год В настоящее время проводятся испытания того, как преобразовать сеть природного газа на 100% водород, чтобы уменьшить или исключить выбросы от отопления жилых и промышленных помещений природным газом.[124] Водород топливные элементы может использоваться для привода большегрузных транспортных средств.[130] Поскольку он имеет низкое содержание энергии к объему, его легче использовать в водородные корабли[131] чем в машинах. Его использование в самолетах изучается, но, несмотря на отсутствие выбросов углекислого газа, такие полеты все равно будут влиять на климат.[132]

Государственная энергетическая политика

Основные статьи: Энергетическая политика и Экономика смягчения последствий изменения климата

Согласно IPCC, оба явных цены на углерод и дополнительные энергетическая политика являются необходимыми механизмами, чтобы ограничить глобальное потепление 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.[133]

Программы и нормативные положения, касающиеся энергетики, исторически были основой усилий по сокращению выбросов ископаемого топлива. Успешные примеры включают строительство ядерных реакторов во Франции в 1970-х и 1980-х годах, а также стандарты топливной эффективности в Соединенных Штатах, которые сохранили миллиарды баррелей нефти.[134] 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.[135][133] Субсидии на ископаемое топливо остаются ключевым препятствием на пути перехода к чистой энергетической системе.[136]

Налоги на выбросы углерода являются эффективным способом поощрения движения к низкоуглеродная экономика, обеспечивая источник дохода, который можно использовать для снижения других налогов[137] или помочь семьям с низкими доходами оплачивать более высокие затраты на энергию.[138] Углеродные налоги столкнулись с высокими политический отпор в некоторых юрисдикциях, тогда как политика в области энергетики, как правило, более безопасна с политической точки зрения.[134] Согласно ОЭСР, изменение климата невозможно обуздать без налогов на выбросы углерода на энергию, но 70% связанных с энергией CO
2 В 2018 году выбросы не облагались налогом.[139]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Кучер, Милфорд и Крейт 2018.
  2. ^ Лемер, Ксавье (сентябрь 2010 г.). REEEP / Сеть регулирования устойчивой энергетики (ред.). «Глоссарий терминов по устойчивому регулированию энергетики» (PDF). Получено 11 октября 2020.
  3. ^ а б c "Доля ветра и солнца в данных о производстве электроэнергии | Enerdata". Энергетические технологии.
  4. ^ Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию (1987). «Глава 7: Энергия: выбор для окружающей среды и развития». Наше общее будущее: доклад Всемирной комиссии по окружающей среде и развитию. Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-282080-8. OCLC  15489268.
  5. ^ Первис, Бен; Мао, Юн; Робинсон, Даррен (1 мая 2019 г.). «Три столпа устойчивости: в поисках концептуальных истоков». Наука об устойчивости. 14 (3): 681–695. Дои:10.1007 / s11625-018-0627-5. ISSN  1862-4057. S2CID  158473049.
  6. ^ Джеймс, Пол; Маги, Лиам; Шерри, Энди; Стегер, Манфред Б. (2015). Устойчивое развитие городов в теории и на практике. Лондон: Рутледж.;Лиам Маги; Энди Шерри; Пол Джеймс; Джейс А. Том; Лин Пэгхэм; Сара Хикмотт; Хепу Дэн; Фелисити Кэхилл (2013). «Переосмысление отчетности в области социальной устойчивости: к заинтересованному подходу». Окружающая среда, развитие и устойчивость. Springer.
  7. ^ Европейская экономическая комиссия ООН (2020). Пути к устойчивой энергетике (PDF). Женева: ЕЭК ООН. С. 4–5. ISBN  978-92-1-117228-7.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  8. ^ Эванс, Роберт Л. (2007). Заправляя наше будущее: введение в устойчивую энергетику. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр.3. ISBN  9780521865630. OCLC  144595567.
  9. ^ «Глобальный энергетический вызов». Блоги Всемирного банка. Получено 27 сентября 2019.
  10. ^ «Цель 7 - Обеспечение доступа к доступной, надежной, устойчивой и современной энергии для всех». Хроника ООН. 8 апреля 2015 г.. Получено 27 сентября 2019.
  11. ^ Ханна Ричи (2019). «Доступ к энергии». OurWorldInData.org. Получено 5 июля 2020.
  12. ^ «Освещение Африки: использование возобновляемых источников энергии вне сети для сообществ». Всемирный банк. Получено 5 ноября 2020.
  13. ^ Организация Объединенных Наций 2020, п. 38.
  14. ^ «Доступ к чистой кулинарии - ЦУР 7: данные и прогнозы - Анализ». МЭА. Получено 28 декабря 2019.
  15. ^ «Загрязнение воздуха в домах и здоровье: информационный бюллетень». ВОЗ. 8 мая 2018. Получено 21 ноября 2020.
  16. ^ Рао, Нарасимха Д.; Пачаури, Шонали (2017). «Доступ к энергии и уровень жизни: некоторые наблюдения последних тенденций». Письма об экологических исследованиях. 12 (2): 025011. Дои:10.1088 / 1748-9326 / aa5b0d. ISSN  1748-9326.
  17. ^ Тестер 2012, п. 504.
  18. ^ а б "Africa Energy Outlook 2019 - Анализ". МЭА. Получено 28 августа 2020.
  19. ^ «Глобальные исторические выбросы». Климатическая служба. Получено 28 сентября 2019.
  20. ^ Институт мировых ресурсов (июнь 2015 г.). «Выбросы парниковых газов в странах ЦАИТ: источники и методы» (PDF). Получено 28 сентября 2019.
  21. ^ «Энергопотребление ископаемого топлива (% от общего)». Открытые данные Всемирного банка (на индонезийском). Получено 27 сентября 2019.
  22. ^ Лофтус, Питер Дж .; Cohen, Armond M .; Лонг, Джейн С. 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. Дои:10.1002 / wcc.324.
  23. ^ SR15 Резюме для политиков.
  24. ^ МГЭИК SR15 2018, С.2.4.2.2.
  25. ^ МГЭИК SR15 2018, C.2.4.2.1, Таблица 2.6 low-OS.
  26. ^ а б c d МГЭИК SR15 2018, 2.4.2.1, Таблица 2.6 low-OS.
  27. ^ МГЭИК SR15 2018, п. 111.
  28. ^ а б МГЭИК SR15 2018, 2.4.2.1.
  29. ^ МГЭИК SR15 2018, 2.4.2.2.
  30. ^ МГЭИК SR15 2018, 2.4.3.
  31. ^ Ньюбургер, Эмма (13 марта 2020 г.). «Коронавирус может ослабить действия по изменению климата и ударить по инвестициям в экологически чистую энергию, - предупреждают исследователи». CNBC. Получено 16 марта 2020.
  32. ^ "Только текст NPR.org: изменение климата способствует расколу из-за коронавируса". ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР.
  33. ^ «Положите чистую энергию в основу планов стимулирования противодействия кризису с коронавирусом - анализ». МЭА.
  34. ^ Куземко, Каролина; Брэдшоу, Майкл; и другие. (1 октября 2020 г.). «Covid-19 и политика перехода к устойчивой энергетике». Энергетические исследования и социальные науки. 68: 101685. Дои:10.1016 / j.erss.2020.101685. ISSN  2214-6296. ЧВК  7330551. PMID  32839704.
  35. ^ Кабесас, Эриберто; Хуан, Иньлунь (1 октября 2015 г.). «Вопросы водоснабжения, производства и устойчивости энергетики». Чистые технологии и экологическая политика. 17 (7): 1727–1728. Дои:10.1007 / s10098-015-1031-9. ISSN  1618-9558. S2CID  94335915.
  36. ^ Американский совет по энергоэффективной экономике (2007 г.).Два столпа устойчивой энергетики: синергия между энергоэффективностью и возобновляемыми источниками энергии, технологиями и политикой Отчет E074.
  37. ^ а б Серия рыночных отчетов: энергоэффективность 2018 - Анализ (Отчет). Международное энергетическое агентство. Получено 21 сентября 2020.
  38. ^ Межакадемический совет (2007). Освещая путь: к устойчивому энергетическому будущему п. xvii.
  39. ^ а б Энергоэффективность 2019 - Анализ (Отчет). Международное энергетическое агентство. Получено 21 сентября 2020.
  40. ^ Мундака, Луис; Юрге-Форсац, Диана; Уилсон, Чарли (1 февраля 2019 г.). «Подходы со стороны спроса для ограничения глобального потепления до 1,5 ° C». Энергоэффективность. 12 (2): 343–362. Дои:10.1007 / s12053-018-9722-9. ISSN  1570-6478. S2CID  52251308.
  41. ^ Хусеманн, Майкл Х. и Джойс А. Хусеманн (2011). Technofix: Почему технологии не спасут ни нас, ни окружающую среду, Глава 5, «В поисках решений: повышение эффективности», издательство New Society, ISBN  978-0-86571-704-6.
  42. ^ Международное энергетическое агентство 2020.
  43. ^ Международное энергетическое агентство (2007). Возобновляемые источники энергии в мировом энергоснабжении: информационный бюллетень МЭА, ОЭСР, 34 стр. В архиве 12 октября 2009 г. Wayback Machine
  44. ^ Кучер, Милфорд и Крейт 2018, п. 36.
  45. ^ "Срок службы солнечных панелей и руководство по замене". Те солнечные парни. Получено 31 декабря 2019.
  46. ^ «Возврат, обработка и соблюдение законодательства | Ассоциация PV CYCLE». pvcycle.org. Получено 31 декабря 2019.
  47. ^ Белтон, Падрейг (1 мая 2020 г.). «Прорывные подходы к солнечной энергетике». Новости BBC. Получено 30 сентября 2020.
  48. ^ а б «Нормированная стоимость энергии и приведенная стоимость хранения 2019». Lazard.com. Получено 30 сентября 2020.
  49. ^ Кучер, Милфорд и Крейт 2018 С. 35–36.
  50. ^ REN21 2020, п. 124.
  51. ^ а б REN21 2020, п. 38.
  52. ^ «Ежегодный обзор рынка Global Wind Report». Gwec.net. Получено 21 августа 2013.
  53. ^ а б Натан Ф. Джонс, Либа Пейчар, Джозеф М. Кизекер. "Энергетический след: как нефть, природный газ и ветровая энергия влияют на землю для биоразнообразия и потока экосистемных услуг ". Бионаука, Volume 65, Issue 3, март 2015. С. 290–301.
  54. ^ Сарка, Джозеф. Ветроэнергетика в Европе: политика, бизнес и общество. Springer, 2007. с.176.
  55. ^ «Критический вопрос: как утилизировать 12 000 ветряных турбин? • Recycling International». Recycling International. 12 июля 2019 г.. Получено 31 декабря 2019.
  56. ^ а б c Эванс, Саймон (27 августа 2020 г.). «Ветровая и солнечная энергия на 30-50% дешевле, чем предполагалось, - признает правительство Великобритании».. Carbon Brief. Получено 30 сентября 2020.
  57. ^ Шлёмер С., Т. Брукнер, Л. Фултон, Э. Хертвич, А. Маккиннон, Д. Перчик, Дж. Рой, Р. Шеффер, Р. Симс, П. Смит и Р. Уайзер, 2014: Приложение III: Параметры стоимости и производительности для конкретных технологий. 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, И. Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Дж. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel и JC Minx (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1335
  58. ^ Шерер, Лаура; Пфистер, Стефан (14 сентября 2016 г.). «Биогенный углеродный след гидроэнергетики». PLOS ONE. 11 (9): e0161947. Дои:10.1371 / journal.pone.0161947. ISSN  1932-6203. ЧВК  5023102. PMID  27626943.
  59. ^ Almeida, Rafael M .; Ши, Циньру; Гомес-Селман, Джонатан М .; У Сяоцзянь; Сюэ, Йексян; и другие. (2019). «Снижение выбросов парниковых газов гидроэлектростанциями Амазонки с помощью стратегического планирования плотин». Nature Communications. 10 (1): 4281. Bibcode:2019НатКо..10.4281A. Дои:10.1038 / s41467-019-12179-5. ISSN  2041-1723. ЧВК  6753097. PMID  31537792.
  60. ^ а б 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. Дои:10.1073 / pnas.1809426115. ISSN  0027-8424. ЧВК  6255148. PMID  30397145.
  61. ^ 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
  62. ^ а б Smil 2017b, п. 286.
  63. ^ REN21 2020, п. 48.
  64. ^ а б Ласло, Эрика (1981). «Геотермальная энергия: старый союзник». Ambio. 10 (5): 248–249. JSTOR  4312703.
  65. ^ Рыбач, Ладислав (сентябрь 2007 г.), «Геотермальная устойчивость» (PDF), Ежеквартальный бюллетень Гео-Теплового центра, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, 28 (3), стр. 2–7, ISSN  0276-1084, получено 9 мая 2009
  66. ^ REN21 2020, п. 97.
  67. ^ Moomaw, W., P. Burgherr, G. Heath, M. Lenzen, J. Nyboer, A. Verbruggen, 2011: Приложение II: Методология. В МГЭИК: Специальный отчет о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата (см. Стр. 10)
  68. ^ Дорфман, Майрон Х. (июль 1976 г.). «Вода, необходимая для развития геотермальной энергии». Журнал (Американская ассоциация водопроводных сооружений). 68 (7): 370–375. Дои:10.1002 / j.1551-8833.1976.tb02435.x. JSTOR  41268497.
  69. ^ Смил 2017а, п. 161.
  70. ^ а б Тестер 2012, п. 512.
  71. ^ а б c Смил 2017а, п. 162.
  72. ^ Эденхофер 2014, п. 616.
  73. ^ Люстгартен, Абрам (20 ноября 2018 г.). «Пальмовое масло должно было помочь спасти планету. Вместо этого оно привело к катастрофе». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 15 мая 2019.
  74. ^ М. Р. Шмер; К.П. Фогель; Р. Б. Митчелл; Р.К. Перрин (2008). «Чистая энергия целлюлозного этанола из проса проса». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 105 (2): 464–469. Bibcode:2008ПНАС..105..464С. Дои:10.1073 / pnas.0704767105. ЧВК  2206559. PMID  18180449.
  75. ^ «Clariant делает большую ставку на целлюлозный этанол». Новости химии и машиностроения. Получено 6 июн 2019.
  76. ^ REN21 2020, п. 89.
  77. ^ а б Биомасса в низкоуглеродной экономике (Отчет). Великобритания Комитет по изменению климата. Ноябрь 2018. с. 18. Наш анализ указывает на то, что конечные применения, которые максимизируют связывание (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.
  78. ^ Биомасса в низкоуглеродной экономике (Отчет). Великобритания Комитет по изменению климата. Ноябрь 2018. с. 12.
  79. ^ REN21 2020, п. 103-106.
  80. ^ «Атомная энергетика сегодня | Ядерная энергия - Всемирная ядерная ассоциация». www.world-nuclear.org. Получено 1 ноября 2020.
  81. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение III: Технологические параметры затрат и производительности» (PDF). МГЭИК. 2014. с. 7. Получено 14 декабря 2018.
  82. ^ "Производство электроэнергии". ФОРАТОМ. Получено 27 мая 2020.
  83. ^ Ричи, Ханна (10 февраля 2020 г.). «Какие источники энергии самые безопасные и чистые?». Наш мир в данных. Архивировано из оригинал 29 ноября 2020 г.. Получено 2 декабря 2020.
  84. ^ «Глава 24, страница 162: Устойчивая энергетика - без горячего воздуха | Дэвид МакКей». withouthotair.com. Получено 26 июн 2020.
  85. ^ Пинкер, Стивен (2018). Просвещение сейчас: аргументы в пользу разума, науки, гуманизма и прогресса. Нью Йорк, Нью Йорк. п. 881. ISBN  9780525427575. OCLC  993692045.
  86. ^ «Придумал ли Билл Гейтс безопасный и чистый способ использования ядерной энергии?». Независимый. Получено 9 января 2013.
  87. ^ Лавлок, Джеймс (2006). Месть Гайи. Перепечатанный Пингвин, 2007. ISBN  978-0-14-102990-0
  88. ^ Kang, J .; Фон Хиппель, Ф. Н. (2001). «U-232 и устойчивость U-233 к нераспространению в отработавшем топливе». Наука и глобальная безопасность. 9 (1): 1. Bibcode:2001S & GS .... 9 .... 1K. Дои:10.1080/08929880108426485. S2CID  8033110. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 3 декабря 2014 г.. Получено 2 марта 2015.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  89. ^ а б Роберт Харгрейвс; Ральф Мойр (январь 2011 г.). «Ядерные реакторы на жидком топливе». Американское физическое общество Форум по физике и обществу. Получено 31 мая 2012.
  90. ^ «Th-ING: устойчивый источник энергии». Лос-Аламосская национальная лаборатория. 2015 г.
  91. ^ Фернандес, Элизабет. «США становятся на шаг ближе к производству коммерческой термоядерной энергии». Forbes. Получено 30 мая 2020.
  92. ^ Маккей, Дэвид. «Глава 24, страница 172: Устойчивая энергия - без горячего воздуха». withouthotair.com. Получено 26 июн 2020.
  93. ^ «Роль газа: основные выводы». Международное энергетическое агентство. 4 октября 2019 г.. Получено 4 октября 2019.
  94. ^ «Поскольку уголь в США тускнеет, природный газ становится полем климатической битвы». Нью-Йорк Таймс. 26 июн 2019. Получено 4 октября 2019.
  95. ^ «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 (гCO 2 экв / кВтч))» (PDF). МГЭИК. 2014. с. 1335. Получено 14 декабря 2018.
  96. ^ Фонд, Thomson Reuters. «Грязный секрет: в половине мира не хватает чистой готовки за огромную цену». news.trust.org. Получено 11 октября 2020.
  97. ^ REN21 2020, п. 15.
  98. ^ Маструччи, Алессио; Байерс, Эдвард; Пачаури, Шонали; Рао, Нарасимха Д. (2019). «Улучшение целевых показателей энергетической бедности в рамках ЦУР: потребности в охлаждении жилищ в странах глобального Юга». Энергия и здания. 186: 405–415. Дои:10.1016 / j.enbuild.2019.01.015. ISSN  0378-7788.
  99. ^ Бузаровски, Стефан; Петрова, Саска (2015). «Глобальный взгляд на внутреннюю нехватку энергии: преодоление бинарной системы энергетической бедности – топливной бедности». Энергетические исследования и социальные науки. 10: 31–40. Дои:10.1016 / j.erss.2015.06.007. ISSN  2214-6296.
  100. ^ Мортенсен, Андерс Винтер; Матизен, Брайан Вад; Хансен, Андерс Бавнхой; Педерсен, Сигурд Лауге; Грандаль, Руна Дубан; Венцель, Хенрик (1 октября 2020 г.). «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.
  101. ^ Ван де Вайвер, Игхор; Харви-Скоулз, Калум; Хоггетт, Ричард (январь 2020 г.). «Общий подход к стратегиям устойчивого отопления для городов-партнеров» (PDF).
  102. ^ 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. Дои:10.1007 / s12053-018-9710-0. ISSN  1570-6478. S2CID  52830709.
  103. ^ Бамвесиги, Дастан; Главацкова, Петра (2019). «Анализ устойчивого транспорта для умных городов». Устойчивость. 11 (7): 2140. Дои:10.3390 / su11072140.
  104. ^ Миллер, Джо (9 сентября 2020 г.). «Водород уступает место электромобилям для легковых автомобилей». www.ft.com. Получено 20 сентября 2020.
  105. ^ Международное энергетическое агентство 2020, п. 139.
  106. ^ REN21 2020, п. 40.
  107. ^ Международное энергетическое агентство 2020, п. 135.
  108. ^ «CCUS в энергетике - Анализ». МЭА. Получено 30 сентября 2020.
  109. ^ а б 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. Дои:10.17226/25259. ISBN  978-0-309-48452-7. PMID  31120708.
  110. ^ 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.
  111. ^ Lave, M .; Эллис, А. (2016). «Сравнение влияния производства солнечной и ветровой энергии на чистую нагрузку в зоне балансировки коммунальных услуг». 2016 IEEE 43-я конференция специалистов по фотоэлектрической технике (PVSC): 1837–1842. Дои:10.1109 / PVSC.2016.7749939. ISBN  978-1-5090-2724-8. OSTI  1368867. S2CID  44158163.
  112. ^ «Введение в системную интеграцию возобновляемых источников энергии - анализ». МЭА. Получено 30 мая 2020.
  113. ^ Международное энергетическое агентство 2020, п. 109.
  114. ^ Ортис, Диего Аргуедас. «Как водород преобразует эти крошечные шотландские острова». BBC. Получено 28 декабря 2019.
  115. ^ REN21 2020, п. 177.
  116. ^ «Крупнейшие и самые амбициозные рыночные испытания энергетической гибкости в мире будут запущены в Великобритании». Текущий. Получено 4 июн 2020.
  117. ^ «Инновации в области регулирования в США для повышения гибкости энергосистем и подготовки к увеличению использования энергии ветра и солнца - Анализ». МЭА. Получено 4 июн 2020.
  118. ^ а б «100% возобновляемая энергия требует много хранилища. Этот тест на полярный вихрь показал, сколько». Новости InsideClimate. 20 февраля 2019 г.. Получено 4 июн 2019.
  119. ^ а б Koohi-Fayegh, S .; Розен, М.А. (2020). «Обзор типов накопителей энергии, приложений и последних разработок». Журнал хранения энергии. 27: 101047. Дои:10.1016 / j.est.2019.101047. ISSN  2352-152X.
  120. ^ Бэббит, Калли В. (2020). «Перспективы устойчивого развития литий-ионных батарей». Чистые технологии и экологическая политика. 22 (6): 1213–1214. Дои:10.1007 / s10098-020-01890-3. ISSN  1618-9558.
  121. ^ Альва, Гурупрасад; Линь, Ясюэ; Фан, Гуйинь (2018). «Обзор систем хранения тепловой энергии». Энергия. 144: 341–378. Дои:10.1016 / j.energy.2017.12.037. ISSN  0360-5442.
  122. ^ Робертс, Дэвид (6 августа 2020 г.). «Как быстро вытеснить ископаемое топливо из экономики США». Vox. Получено 21 августа 2020.
  123. ^ Богданов Дмитрий; Фарфан, Хавьер; Садовская, Кристина; Агахоссейни, Арман; Ребенок, Майкл; Гулаги, Ашиш; Оево, Айобами Соломон; де Соуза Ноэль Симас Барбоса, Лариса; Брейер, Кристиан (6 марта 2019 г.). «Путь радикальных преобразований к устойчивому электричеству через эволюционные шаги». Nature Communications. 10 (1): 1077. Дои:10.1038 / s41467-019-08855-1. ISSN  2041-1723. ЧВК  6403340. PMID  30842423.
  124. ^ а б «Переход на водород: оценка инженерных рисков и неопределенностей». theiet.org. Получено 11 апреля 2020.
  125. ^ а б c «Влияние декарбонизации водорода на промышленность» (PDF). Институт Скалистых гор. Январь 2020.
  126. ^ Эванс, Саймон; Габбатисс, Джош (30 ноября 2020 г.). «Подробные вопросы и ответы: нужен ли миру водород для решения проблемы изменения климата?». Carbon Brief. Получено 1 декабря 2020.
  127. ^ Палис, Мэтью Дж .; Даутидис, Продромос (2020). «Использование водорода и аммиака для хранения возобновляемой энергии: географически всеобъемлющее технико-экономическое исследование». Компьютеры и химическая инженерия. 136: 106785. Дои:10.1016 / j.compchemeng.2020.106785. ISSN  0098-1354.
  128. ^ Харрабин, Роджер (2 января 2020 г.). «Надежда на изменение климата на водородное топливо». Новости BBC. Получено 22 сентября 2020.
  129. ^ Стаффелл, Иэн; и другие. (2019). Electric Insights Ежеквартально (PDF). дракс. п. 9.
  130. ^ Латия, Рутвик Васудев; Добария, Кевин С .; Патель, Анкит (январь 2017 г.). «Водородные топливные элементы для автотранспортных средств». Журнал чистого производства. 141: 462. Дои:10.1016 / j.jclepro.2016.09.150.
  131. ^ «Грузовики на водородных топливных элементах могут обезуглероживать тяжелый транспорт». Energy Post. 17 октября 2019 г.. Получено 1 января 2020.
  132. ^ Welle (www.dw.com), Deutsche. «В Airbus обретает форму самолет на водороде | DW | 25.09.2020». DW.COM. Получено 28 октября 2020.
  133. ^ а б МГЭИК SR15 2018, 2.5.2.1.
  134. ^ а б Плумер, Брэд (8 октября 2018 г.). «В новом климатическом отчете ООН говорится о высокой цене углерода». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 4 октября 2019.
  135. ^ Латия, Рутвик Васудев; Дадхания, Суджал (февраль 2017 г.). «Формирование политики в отношении возобновляемых источников энергии». Журнал чистого производства. 144: 334–336. Дои:10.1016 / j.jclepro.2017.01.023.
  136. ^ «Обмен ископаемого топлива на субсидии на чистую энергию: как платить за энергетическую революцию» (PDF). Международный институт устойчивого развития. Июнь 2019.
  137. ^ «Нейтральный налог на выбросы углерода | Канада | РКИК ООН». Unfccc.int. Получено 28 октября 2019.
  138. ^ Карр, Мэтью (10 октября 2018 г.). «Насколько высоким должен быть углерод? Где-то от 20 до 27 000 долларов». Получено 4 октября 2019.
  139. ^ «Налоги на загрязняющее топливо слишком низки, чтобы стимулировать переход к низкоуглеродным альтернативам - ОЭСР». oecd.org. Получено 30 мая 2020.

Библиография