Какие источники энергии эффективнее топлива — ответ ученых

Новое исследование свидетельствует о том, что возобновляемые источники энергии производят больше чистой энергии, чем ископаемые виды топлива

Какие источники энергии эффективнее топлива — ответ ученых Фото: freepik.com

Основная идея исследования заключается в том, что хотя добыча ископаемого топлива является энергетически дешевей, то, что выходит из-под земли, еще не готово к использованию. Существуют энергетические затраты на преобразование их в полезную форму и транспортировку туда, где они нужны, а затем теряется энергия, когда они начинают использоваться. Это особенно заметно на примере двигателей внутреннего сгорания, где значительно меньше половины энергии, имеющейся в бензине, фактически превращается в движение.

Поэтому исследователи предлагают альтернативную форму энергетической рентабельности инвестиций (EROI) — то, что они называют EROI полезной стадии. Этот показатель измеряет, сколько энергии нужно для того, чтобы заставить единицу энергии работать способом, который общество ценит — обогревать дом, двигать автомобиль, освещать комнату и тому подобное.

Для анализа EROI на полезной стадии исследователи отследили статистику за 50-летний период с 1970 по 2020 год.

Окончательный показатель EROI ископаемого топлива для конечного потребителя является достаточно высоким и составляет примерно 8,5. Однако, как только вы пытаетесь сделать с ним что-то полезное, этот показатель резко падает, так что на стадии полезного использования EROI составляет лишь около 3,5. Что, разумеется, плохо — ведь все хотят получить как можно больше полезной энергии на каждую единицу энергии.

Интересное по теме: Ученые создали гибкие солнечные батареи, не требующие зарядки

Однако различные виды топлива имеют очень разные профили. Природный газ имеет самый высокий показатель EROI на полезной стадии — 9,5, уголь — 7,2, а нефтепродукты — только 2, то есть мы получаем из бензина примерно вдвое больше энергии, чем вкладываем в его производство и использование. Большинство из этих значений почти не изменились за последние 50 лет.

Возобновляемая энергия в этом анализе сосредоточена на таких источниках, как ветер и солнце, которые поставляют электроны в сеть. Они могут использоваться для отопления, железнодорожного и автомобильного транспорта, а также для других видов использования ископаемого топлива. Многие из этих видов использования являются чрезвычайно эффективными — тепловые насосы и электродвигатели гораздо лучше превращают энергию в полезную, чем их эквиваленты, работающие на ископаемом топливе.

В среднем, для того, чтобы быть конкурентоспособными с ископаемыми видами топлива, возобновляемые источники энергии должны иметь конечный показатель EROI менее 5. Тогда как для того, чтобы быть конкурентоспособными в энергетическом плане, возобновляемые источники энергии нуждаются в конечной EROI чуть более 10. И наоборот, чтобы конкурировать с нефтепродуктами, им нужна лишь конечная EROI на уровне 3.

Также читайте: Ученые придумали, как улучшить солнечные батареи

Исследователи собрали много конечных показателей EROI, и они довольно впечатляющие. Абсолютный худший показатель для ветроэнергетики — более 10, а самые высокие значения находятся в районе 25. Итак, ветроэнергетика уже опережает ископаемые виды топлива, когда речь идет о том, что она возвращает нам больше полезной энергии, чем нужно для производства, установки и обслуживания ветровых турбин. Оценки для солнечной энергетики в среднем немного ниже. Они варьируются от минимального значения около 7 до максимального около 20, что ставит их далеко впереди нефтепродуктов и в целом делает их конкурентоспособными с природным газом.

В долгосрочной перспективе совершенствование производства и повышение эффективности могут еще больше улучшить ситуацию.

Однако, даже на текущем рынке анализ убедительно свидетельствует, что в энергетическом плане возобновляемые источники уже производят больше энергии на единицу энергии, использованной для их производства, чем ископаемые виды топлива.

Ознакомьтесь с другими популярными материалами:

Ученые создали материал для разработки новейших солнечных батарей

Ученые придумали, как повысить эффективность солнечных батарей

Созданы самые эффективные в мире солнечные батареи на квантовых точках: как работают

По материалам: ArsTechnica.