Скрытые затраты использования ископаемого топлива

Важно отметить, что, когда энергетические эксперты сравнивают различные источники энергии, вопрос их цены - решающий, и возобновляемые источники энергии главным образом рассматривают как более дорогие чем ископаемое топливо. То, что не известно, является фактом, что такое сравнение обычно базируется неправильной оценки затрат. Когда мы платим счет за электричество энергетической компании или заполняем бензобак нашего автомобиля, мы обычно платим определенную цену за энергию, которая не выражает полную стоимость, связанную с потреблением энергии. Что мы не платим, много скрытых затрат, связанных с нашим энергетическим использованием. И есть несколько из них. Скрытые социальные издержки и затраты на охрану окружающей среды и риски, связанные с использованием ископаемого топлива, являются основными барьерами для коммерциализации возобновимых технологий. Это - хорошо признанный факт, что текущие рынки главным образом игнорируют эти затраты. В действительности, относительно вредным источникам, например, высокому зеленовато-желтому углю и нефти, дают несправедливое преимущество рынка перед мягкими возобновимыми источниками. Так как конкурирующие обычные технологии в состоянии передать обществу существенную часть своих затрат (таких как экологическая деградация и расходы здравоохранения) возобновимые источники, которые производят очень немногих или не внешний и могут даже вызвать положительные внешние эффекты, такие как создание рабочих мест, сельский доход регенерации и иностранной валюты, систематически помещаются в неудобство. Усвоение всех этих затрат поэтому должно стать приоритетом, если "единое игровое поле" должно быть создано.

В то время как чрезвычайно трудно определить количество внешних стоимостей такого загрязнения, и некоторые просто не могут быть определены количественно, несколько исследований показывают им, чтобы быть существенными. Например, немецкое исследование пришло к заключению, что внешние стоимости (исключая глобальное потепление) электричества, произведенного из заводов ископаемого топлива, находятся в диапазоне 2.4-5.5 американских c/kWh, в то время как те от атомных электростанций - 6.1-3.1 c/kWh.

Согласно другому зеленовато-желтому диоксиду исследования от американского угля горящие заводы стоит американским гражданам 82 миллиардов USD ежегодно в дополнительных медицинских затратах. Уменьшенные урожаи урожая, вызванные загрязнением воздуха, стоят американским фермерам 7.5 миллиардов USD ежегодно. То, что важно на этих американских числах, является фактом, что американские граждане фактически платят между 109 миллиардами и 260 миллиардов долларов ежегодно в скрытых энергетических затратах. В других странах могут также быть найдены подобные образцы.

Имеемые внешние экономические эффекты, включенный в процесс распределения рынка, возобновимые технологии были бы в намного лучшем положении, чтобы конкурировать с ископаемым топливом, и, возможно, уже было существенное изменение к проникновению возобновимых на рынке.

 

Энергетические Субсидии

Много правительств в большой степени субсидируют энергетические отрасли промышленности. Интересно отметить, что энергетические технологии с худшим здоровьем и воздействиями на окружающую среду обычно получают большинство правительственных денег. Худшие загрязнители, ядерные и технологии сгорания, в одних только США, получают 90 % правительственных денег. Технологии возобновляемого источника энергии, которые предлагают небольшие или никакие побочные эффекты, получают наименьшее количество правительственной поддержки. Солнечные технологии (и ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ и тепловой вместе) получают в США только 3 % правительственных денег. У основания списка сохранение с 2 % долларов субсидии. И нет большого различия в других странах мира. Это удивительно начиная с возобновляемых источников энергии, и энергосбережения предлагают облегчение при наших энергетических проблемах, и не имеет никаких экологических побочных эффектов. Что-то является действительно неправильным здесь.

 

Вооруженные силы

Зависимость в мире от ввозимой нефти требует, чтобы вооруженные силы сохраняли международные линии поставки открытыми. Американские войска тратят между 14.6 и 54 миллиарда долларов ежегодно только защита нефтяных ресурсов, прибывающих из Персидского залива. На низкой стороне Совет по Национальной обороне помещает военную стоимость Персидского залива в 14.6 миллиардов. На высокой стороне оценка 54 миллиардов сделана Институтом Рокки Мунтэйна. Есть также другие скрытые затраты национальной безопасности. Один из них - военная помощь нефтедобывающим странам. Другой - решения дипломатической и внешней политики, принятые на основе ввозимой нефти.

 

Радиоактивные отходы

Большая проблема, связанная с ядерной энергией, ”Что мы делаем с радиоактивными отходами?” До настоящего времени, ни у кого нет жизнеспособного решения для распоряжения для тысяч тонн атомных электростанций радиоактивных отходов высокого уровня, производят. Эта проблема сделана более серьезной, потому что это - долгосрочная проблема. Например, плутоний (Pu239) имеет радиоактивную полужизнь 24 400 лет и экологически опасен больше нескольких сотен тысяч лет. Мы принимаем ядерные решения теперь, когда затронет нашу планету, и все формы жизни на этом, в течение многих тысячелетий в будущем. Мировой Институт Часов оценивает затраты распоряжения ядерных отходов в между 1.44 и 8.61 миллиардов долларов ежегодно. Размещение радиоактивных отходов не фактически распоряжение, но сдерживание. Мы должны будем иметь дело с тратой высокого уровня в течение тысяч лет. У нас теперь нет никакого метода фактического избавления от траты высокого уровня. Мы просто храним это и надеемся, что наши дети могут выяснить безопасный способ иметь дело с этим. Эта оценка не включает стоимость аварий на ядерном объекте. Что делает ”Чернобыль, или Трехмильный Остров” стоил, чтобы вымыться?

ЛИТЕРАТУРА

Энергетический Мир, Джеймс и Джеймс Счи. Publ. Январь 1999

Журнал EPRI, июль/август 1985

 

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Солнечная энергия управляет двигателями земли. Это нагревает свою атмосферу и свои земли, производит ее ветры, ведет водный цикл, нагревает ее океаны, выращивает его растения, кормит его животных, и даже (по долгому пути) производит его ископаемое топливо. Эта энергия может быть преобразована в высокую температуру и холод, движущую силу и электричество.

 

СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Солнечное излучение - электромагнитная радиация в 0.28 - 3.0 µm диапазона длины волны. Солнечный спектр включает маленькую акцию ультрафиолетового излучения (0.28 - 0.38 µm), который невидим для наших глаз и включает приблизительно 2 % солнечного спектра, видимый свет, которые колеблются от 0.38 до 0.78 µm и счетов приблизительно на 49 % спектра и наконец инфракрасной радиации с длинной длиной волны (0.78... 3.0 µm), который составляет большинство остающихся 49 % солнечного спектра.

 

Сколько солнечной энергии ударяет землю?

Солнце производит огромное количество энергии - приблизительно 1.1 x 10²⁰ часов киловатта каждую секунду. (Часовым киловаттом является количество энергии, должен был привести лампочку на 100 ватт в действие в течение десяти часов.) Внешняя атмосфера земли перехватывает приблизительно одну двухмиллионную энергии, произведенной солнцем, или приблизительно 1500 квадрильонами (1.5 x 10¹⁸) часы киловатта ежегодно. Из-за отражения, рассеивания, и поглощения газами и аэрозолями в атмосфере, однако, только 47 % из этого, или приблизительно 700 квадрильонов (7 x 10¹⁷) часы киловатта, достигают поверхности земли.

В атмосфере земли солнечное излучение - полученное непосредственно (прямое излучение) и распространением в воздухе, пыли, воде, и т.д., содержавшийся в атмосфере (разбросанная радиация). Сумма этих двух упоминается как глобальная радиация.

Количество энергии инцидента за область единицы и день зависит в ряде факторов, например:

широта

местный климат

сезон года

склонность собирающейся поверхности в направлении солнца.

 

ВРЕМЯ И МЕСТО

Солнечная энергия изменяется из-за относительного движения солнца. Это <маленькие> изменения зависит от времени суток и сезон. Вообще, больше солнечного излучения присутствует в течение полудня чем или в течение начала утреннего или поздно днем. В полдень солнце помещено высоко в небе, и путь лучей солнца через атмосферу земли сокращен. Следовательно, меньше солнечного излучения рассеяно или поглощено, и больше солнечного излучения достигает поверхности земли.

Количество солнечной энергии, достигающей поверхности земли, изменяется за год, от среднего числа меньше чем 0,8 kWh/m² в день в течение зимы на Севере Европы больше чем к 4 kWh/m² в день в течение лета в этом регионе. Различие уменьшается для областей ближе к экватору.

Доступность солнечной энергии меняется в зависимости от географического положения места и является самой высокой в регионах, самых близких к экватору. Таким образом средняя ежегодная глобальная радиация, посягающая на горизонтальную поверхность, которая составляет приблизительно 1000 kWh/m² в Центральной Европе, Средней Азии, и Канаде, достигает приблизительно 1700 kWh/m² в Mediterranian и приблизительно к 2200 kWh/m² в большинстве экваториальных регионов в африканских, Восточных, и австралийских областях пустыни. Вообще, сезонные и географические различия в озарении значительны (см., что стол ревет), и должен быть принят во внимание для всех заявлений солнечной энергии.

Изменения солнечного озарения (наклон поворачивают Южные 30 градусов) в Европе и Карибской области.

 

Европа

Карибский

 

Южный

Центральный

Север

Барбадос

 

kWh/m².day

Январь

2,6

1,7

0,8

5,1

Февраль

3,9

3,2

1,5

5,6

Март

4,6

3,6

2,6

6,0

Апрель

5,9

4,7

3,4

6,2

Май

6,3

5,3

4,2

6,1

Июнь

6,9

5,9

5,0

5,9

Июль

7,5

6,0

4,4

6,0

Август

6,6

5,3

4,0

6,1

Сентябрь

5,5

4,4

3,3

5,7

Октябрь

4,5

3,3

2,1

5,3

Ноябрь

3,0

2,1

1,2

5,1

Декабрь

2,7

1,7

0,8

4,8

ГОД

5,0

3,9

2,8

5,7

 

ОБЛАКА

<маленький> количество солнечного излучения, достигающего поверхности земли, изменяется очень из-за изменения атмосферных условий и изменяющегося положения солнца, и в течение дня и в течение года. Облака - преобладающее атмосферное условие, которое определяет количество солнечного излучения, которое достигает земли. Следовательно, области страны с облачными климатами получают меньше солнечного излучения чем климаты пустыни без облаков. Для любого данного местоположения солнечное излучение, достигающее поверхности земли, уменьшается с увеличивающимся облачным покровом. </маленький>

<маленькие> Местные географические особенности, такие как горы, океаны, и большие озера, влияют на формирование облаков; поэтому, количество солнечного излучения, полученного для этих областей, может отличаться от полученного смежной земельной площадью. Например, горы могут получить меньше солнечного излучения чем смежные предгорья и равнины, расположенные недалеко. Ветры, дующие против гор, вынуждают часть воздуха повыситься, и форма облаков от влажности в воздухе, как это охлаждается. Береговые линии могут также получить различное количество солнечного излучения чем области далее внутри страны.

Солнечная энергия, которая доступна в течение дня, изменяется и зависит сильно от местных условий неба. В полдень в ясных условиях неба глобальное солнечное озарение может в например, Центральной Европе достигать 1000 W/m² на горизонтальной поверхности (при очень благоприятных условиях, даже более высокие уровни могут произойти), пока в очень облачной погоде, это может упасть меньше чем на 100 W/m² даже в полдень.

 

ЗАГРЯЗНЕНИЕ </маленький>

<маленькие> И искусственные и естественные события могут ограничить количество солнечного излучения в поверхности земли. Городское загрязнение воздуха, дым от лесных пожаров, и бортовой пепел, следующий из вулканической деятельности, уменьшают солнечный ресурс, увеличивая рассеивание и поглощение солнечного излучения. Это оказывает большее влияние на радиацию, прибывающую в прямую линию от солнца (прямое излучение) чем на полном (глобальном) солнечном излучении. </маленький> <маленький> В день со строго загрязненным воздухом (тревога смога), прямое солнечное излучение может быть уменьшено на 40 %, тогда как глобальное солнечное излучение уменьшено на 15 % до 25 %. Большое вулканическое извержение может уменьшиться, по значительной части земли, прямого солнечного излучения на 20 % и глобального солнечного излучения почти на 10 % в течение 6 месяцев к 2 годам. Поскольку вулканический пепел падает из атмосферы, эффект уменьшен, но полное удаление пепла может занять несколько лет.

Потенциалы

Солнечное излучение предоставляет нам по нулевой стоимости с в 10 000 раз большим количеством энергии, чем фактически используется во всем мире. Все люди мировой покупки, торговли, и продают немного меньше чем 85 триллионов (8.5 x 10¹³) часы киловатта энергии ежегодно. Но это - только коммерческий рынок. Поскольку у нас нет никакого способа отследить это, мы не уверены, сколько потребляют некоммерческие энергетические люди: насколько лес и люди удобрения могут собраться и гореть, например; или сколько водные люди, небольшие группы, или фирмы могут использовать, чтобы обеспечить механическую или электроэнергию. Некоторые думают, что такая некоммерческая энергия может составить столько, сколько одна пятая всей расходуемой энергии. Но даже если бы это имело место, то полная энергия, потребляемая людьми мира, все еще была бы только приблизительно одной семитысячной солнечной энергии, ударяющей поверхность земли ежегодно.

В некоторых развитых странах как у людей Соединенных Штатов потребляют примерно 25 триллионов (2.5 x 10¹³) часы киловатта ежегодно. Это переводит больше чем к 260 часам киловатта на человека в день - это - эквивалент управления больше чем ста луковицами на 100 ватт весь день, каждый день. Американский гражданин расходует в 33 раза больше энергии как средний человек из Индии, 13 раз столько, сколько средние китайцы, два с половиной раза столько, сколько средний японец, и вдвое больше, чем средний швед.

Даже в таких тяжелых энергетических странах потребления как солнечная энергия США, падающая на континентальный массив, может много раз излишек энергия, расходуемая там. Если только 1 % земли был бы обойден и покрытый солнечными системами (такими как солнечные батареи или солнечные тепловые корыта), которые были только на 10 % эффективны, свет, падающий на эти системы, мог снабдить эту страну всей энергией, в которой требовалось. То же самое верно для всех других развитых стран. В некотором смысле, это непрактично - помимо того, чтобы быть чрезвычайно дорогим, не возможно покрыть такие большие площади солнечными системами. Повреждение экосистем могло бы быть существенным. Но принцип остается. Возможно покрыть ту же самую общую площадь в рассеянной манере - на зданиях, на зданиях, вдоль обочин, на специализированных земельных участках, и т.д. В другом смысле это практично. Во многих странах уже больше чем 1 % земли посвящен горной промышленности, тренировке, преобразованию, производству, и транспортировке энергии. И значительное большинство этой энергии не возобновимо в человеческом масштабе и намного более вредно для окружающей среды, чем солнечные системы, оказалось бы, были бы.