From Wikipedia, the free encyclopedia
Energetika sanoati — tabiiy resurslardan energiya manbalarini olishga qaratilgan faoliyat sohasi. Bu faoliyatga qayta tiklanuvchi, yadroviy va qazib olinadigan yoqilgʻidan olinadigan energiya manbalarini ishlab chiqarish hamda isrof qilinadigan energiyani qayta tiklash va qayta ishlatish kiradi. Energiyani tejash va samaradorlik choralari, energiyani rivojlantirishga boʻlgan talabni kamaytiradi va atrof-muhit muammolarini yaxshilash bilan jamiyatga foyda keltirishi mumkin[4].
| Energetika sanoati | |||||||||||||||||||||
|
Jahon jami birlamchi energiya ishlab chiqarish
2011-yilda AQShning energiyadan foydalanish/oqimi
Energiya oqimlari jadvallari Qoʻshma Shtatlardagi asosiy energiya manbalarining nisbiy hajmini va yakuniy foydalanishni koʻrsatadi, yoqilgʻi umumiy energiya birligi asosida taqqoslanadi. (2011: 97.3 quads).[3]
| |||||||||||||||||||||
Jamiyatlar energiyadan transport, ishlab chiqarish, yoritish, isitish, havoni tozalash, aloqa, sanoat, tijorat va maishiy maqsadlarda foydalanadi[5]. Energiya resurslari birlamchi manbalar sifatida tasniflanishi mumkin, bunda resurs asosan asl shaklida ishlatilishi mumkin yoki energiya manbasini qulayroq foydalanishga yaroqli shaklga aylantirish kerak boʻlgan ikkilamchi resurslarga boʻlinadi. Qayta tiklanmaydigan resurslar inson foydalanishi natijasida sezilarli darajada tugaydi, qayta tiklanuvchi resurslar esa insonning cheksiz ekspluatatsiyasini davom ettira oladigan jarayonlar natijasida ishlab chiqariladi[6].
Minglab odamlar energetika sohasida faoliyat olib boradi. Anʼanaviy sanoatga neft sanoati, tabiiy gaz sanoati, elektr energetikasi va atom sanoati kiradi. Yangi energiya sanoati muqobil va barqaror ishlab chiqarish, tarqatish va muqobil yoqilgʻilarni sotishni oʻz ichiga olgan qayta tiklanuvchi energiya sanoatini oʻz ichiga oladi[7].
Energiya resurslari boshqa shaklga oʻtkazmasdan yakuniy foydalanish uchun yaroqli birlamchi manbalar yoki energiyaning yaroqli shakli asosiy manbadan sezilarli konversiyani talab qiladigan ikkilamchi resurslar sifatida tasniflanishi mumkin. Birlamchi energiya manbalariga shamol energiyasi, quyosh energiyasi, yogʻoch yoqilgʻisi, koʻmir, neft va tabiiy gaz va uran kabi qazib olinadigan yoqilgʻilar misol boʻladi. Ikkilamchi resurslar elektr energiyasi, vodorod yoki boshqa sintetik yoqilgʻilardir.
Yana bir muhim tasnif energiya resursini qayta tiklash uchun zarur boʻlgan vaqtga asoslanadi. „qayta tiklanuvchi“ resurslar inson ehtiyojlari uchun muhim vaqt ichida oʻz imkoniyatlarini tiklaydigan resurslardir. Bularga gidroenergetika, shamol va quyosh energiyasini misol qilishimiz mumkin. Qayta tiklanmaydigan resurslar — bu inson tomonidan sezilarli darajada tugaydigan va inson hayoti davomida oʻz potentsialini sezilarli darajada tiklay olmaydigan resurslar. Qayta tiklanmaydigan energiya manbalariga misol qilib koʻmir insonning foydalanishini taʼminlaydigan darajada tabiiy ravishda hosil boʻlmaydi.
Yoqilgʻi moyi (birlamchi qayta tiklanmaydigan qazilma) manbalari oʻsimliklar va hayvonlarning parchalanishi qoldiqlari boʻlgan koʻmir yoki uglevodorod yoqilgʻilaridir. Qazib olinadigan yoqilgʻining uchta asosiy turi mavjud: koʻmir, neft va tabiiy gaz. Yana bir qazib olinadigan yoqilgʻi, suyultirilgan neft gazi (LPG) asosan tabiiy gaz ishlab chiqarishdan olinadi. Yoqilgʻi moyining yonishidan olingan issiqlik toʻgʻridan-toʻgʻri kosmik isitish va texnologik isitish uchun ishlatiladi yoki transport vositalari, sanoat jarayonlari yoki elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun mexanik energiyaga aylantiriladi. Ushbu Yoqilgʻi moylari uglerod aylanishining bir qismidir va yoqilgʻida saqlanadigan quyosh energiyasini chiqarishga imkon beradi.
XVIII—XIX asrlarda qazib olinadigan yoqilgʻidan foydalanish sanoat inqilobi uchun zamin yaratdi. Yoqilgʻi moylari dunyodagi hozirgi asosiy energiya manbalarining asosiy qismini tashkil qiladi. 2005-yilda dunyoning energiyaga boʻlgan ehtiyojining 81 % qazilma manbalardan olinadi[8]. Qazib olinadigan yoqilgʻidan foydalanish texnologiyasi va infratuzilmasi allaqachon mavjud. Neftdan olingan suyuq yoqilgʻi ogʻirlik yoki hajm birligi uchun juda koʻp foydali energiya beradi, bu batareyalar kabi kamroq energiya zichligi manbalari bilan solishtirganda foydalidir. Yoqilgʻi moylari hozirda markazlashtirilmagan energiyadan foydalanish uchun tejamkor hisoblanadi.
Import qilinadigan qazib olinadigan yoqilgʻilarga energiya qaramligi, import qiluvchi mamlakatlar uchun energiya xavfsizligi uchun xavf tugʻdiradi[9][10][11][12][13]. Ayniqsa, neftga qaramlik urushga[14], radikallarni moliyalashtirishga, monopoliyaga va ijtimoiy-siyosiy beqarorlikka olib keladi[15].
Qazib olinadigan yoqilgʻi qayta tiklanmaydigan manbalar boʻlib, ularni ishlab chiqarish oxir-oqibat kamayadi va tugaydi[16]. Yoqilgʻi moylarini qazib olish jarayonlari davom etayotgan boʻlsa-da, yoqilgʻi toʻldirishning tabiiy tezligidan ancha tezroq isteʼmol qilinmoqda. Yoqilgʻi qazib olish tobora qimmatlashib bormoqda, chunki jamiyat eng qulay yoqilgʻi konlarini qazib chiqaradi[17]. Qazib olinadigan yoqilgʻilarni olish atrof-muhitning buzilishiga olib keladi, masalan, koʻmir qazib olish, togʻ infratuzilmasini buzilishiga olib keladi.
Yoqilgʻi samaradorligi issiqlik samaradorligining bir shakli boʻlib, tashuvchi yoqilgʻi tarkibidagi kimyoviy potentsial energiyani kinetik energiyaga yoki ishga aylantiruvchi jarayonning samaradorligini anglatadi. Yoqilgʻi tejamkorligi — bu maʼlum bir transport vositasining energiya samaradorligi, isteʼmol qilingan yoqilgʻi birligiga bosib oʻtgan masofa nisbati sifatida berilgan. Ogʻirlikka xos samaradorlik (ogʻirlik birligi uchun samaradorlik) yuk uchun va har bir yoʻlovchi uchun yoʻlovchiga xos samaradorlik (avtomobil samaradorligi) koʻrsatilishi mumkin. Avtotransport vositalarida, binolarda va elektr stantsiyalarida ishlatiladigan yoqilgʻining atmosferada samarasiz yonishi shahardagi havo haroratiga taʼsir qiladi[18].
Anʼanaviy neft ishlab chiqarish 2007-yildan 2010-yilgacha konservativ tarzda eng yuqori choʻqqiga chiqdi. 2010-yildagi ishlab chiqarishning darajasini 25 yil davomida saqlab turish uchun qayta tiklanmaydigan resurslarga 8 trillion dollar sarmoya kiritish kerakligi taxmin qilingan edi[19]. 2010-yilda hukumatlar qazib olinadigan yoqilgʻilarni yiliga taxminan 500 milliard dollar miqdorida subsidiyalashdi. Qazib olinadigan yoqilgʻilar, shuningdek, issiqxona gazlari emissiyasining manbai boʻlib, agar isteʼmol kamaymasa, global isish haqida tashvishlanishga olib keladi.
Qazib olinadigan yoqilgʻining yonishi atmosferaga ifloslantiruvchi moddalarning tarqalishiga olib keladi. Yoqilgʻilarning yonish jarayonida karbonat angidrid, shuningdek, azot oksidi, kuyikish va boshqa mayda zarrachalar ajralib chiqadi. Karbonat angidrid soʻnggi paytlarda iqlim oʻzgarishiga katta hissa qoʻshmoqda[20]. Qazib olinadigan yoqilgʻi elektr stantsiyasidan boshqa emissiyalarga oltingugurt dioksidi, karbon monoksit (CO), uglevodorodlar, uchuvchi organik birikmalar (VOC), simob, mishyak, qoʻrgʻoshin, kadmiy va boshqa ogʻir metallar, shu jumladan uran izlari ham kiradi[21].
,_USS_Long_Beach_(CGN-9)_and_USS_Bainbridge_(DLGN-25)_underway_in_the_Mediterranean_Sea_during_Operation_Sea_Orbit,_in_1964.jpg)
Yadro energiyasi foydali issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yadro boʻlinishidan foydalanishdir. Uranning boʻlinishi deyarli barcha iqtisodiy ahamiyatga ega boʻlgan atom energiyasini ishlab chiqaradi. Radioizotopli termoelektr generatorlari energiya ishlab chiqarishning juda kichik komponentini tashkil qiladi.
Atom elektr stansiyalari, dengiz reaktorlari bundan mustasno, 2012-yilda dunyo energiyasining qariyb 5,7 foizini va elektr energiyasining 13 foizini atom energiyasidan olinmoqda[22].
2013-yilda MAGATE (Atom energiyasi boʻyicha xalqaro agentlik) dunyo boʻyicha 31 mamlakatda 437 ta yadroviy energiya reaktorlari mavjudligini xabar qilgan[23][24][25]. Bundan tashqari, 180 ga yaqin reaktorlar quvvatiga ega boʻlgan 140 ga yaqin harbiy-dengiz kemalari yadroviy energiyasida ishlaydi[26][27][28]. 2013-yil holatiga koʻra, barqaror yadro sintezi reaksiyalaridan sof energiya olish xalqaro fizika va muhandislik tadqiqotlarining davom etayotgan sohasi boʻlib qolmoqda. Ilk sinovlardan 60 yil vaqt oʻtgach, 2050-yilgacha tijorat termoyadroviy quvvat ishlab chiqarish ehtimoldan yiroq emas[29].
Hozirgi kunda yadro energiyasi haqida munozaralar davom etmoqda[30][31]. Butunjahon yadro assotsiatsiyasi, IAEA va yadroviy energetika boʻyicha ekologlar kabi tarafdorlar yadroviy energiya uglerod chiqindilarini kamaytiradigan xavfsiz, barqaror energiya manbai ekanligini taʼkidlaydilar. Aksar odamlarning taʼkidlashicha, atom energiyasi odamlar va atrof-muhit uchun juda koʻp xavf tugʻdiradi[32][33].
Atom elektr stansiyasidagi avariyalar qatoriga Chernobil fojiasi (1986), Fukusima-Daiichi atom falokati (2011) va Uch mil orolidagi avariya (1979) kiradi. Shuningdek, yadroviy suv osti kemalarida ham baʼzi avariyalar sodir boʻlgan. Ishlab chiqarilgan energiya birligi uchun yoʻqolgan odamlarning hayoti nuqtai nazaridan tahlil shuni koʻrsatdiki, atom energiyasi boshqa asosiy energiya ishlab chiqarish manbalariga qaraganda ishlab chiqarilgan energiya birligi uchun kamroq oʻlimga olib keldi. Koʻmir, neft, tabiiy gaz va gidroenergetikadan energiya ishlab chiqarish havoning ifloslanishi va energiya avariyalari taʼsiri tufayli ishlab chiqarilgan energiya birligi uchun koʻproq oʻlimga olib kelgan. Biroq, atom energetikasidagi avariyalarning iqtisodiy xarajatlari yuqori va erishlarni tozalash uchun oʻnlab yillar ketishi mumkin. Zarar koʻrgan aholini evakuatsiya qilish va tirikchilik vositalarini tiklash uchun inson xarajatlari ham katta[34].
Yadroning yashirin saraton oʻlimini, masalan, saratonni boshqa energiya manbalari bilan ishlab chiqarilgan energiya birligi uchun darhol oʻlim bilan solishtirishadi (GWeyr). Ushbu tadqiqot qazilma yoqilgʻi bilan bogʻliq saraton va boshqa bilvosita oʻlimlarni oʻz ichiga olmaydi, uning „ogʻir baxtsiz hodisa“ tasnifida qazib olinadigan yoqilgʻi isteʼmoli 5 dan ortiq oʻlimga olib keladigan baxtsiz hodisadir[35].
2012-yil holatiga, MAGATE maʼlumotlariga koʻra, dunyo boʻylab 15 ta davlatda 68 ta fuqarolik atom energetikasi reaktorlari qurilmoqda, shulardan taxminan 28 tasi Xitoy Xalq Respublikasida (XXR), hozircha eng soʻnggi atom energetikasi reaktoridir[36]. 2013-yilning 17-fevralida bitkazilgan XXRning Hongyanhe atom elektr stansiyasi elektr tarmogʻiga 2013-yilning may oyida ulangan[37]. Qoʻshma Shtatlarda Vogtleʼda ikkita yangi Generation III reaktorlari qurilmoqda. AQSh yadro sanoati rasmiylari 2020-yilgacha beshta yangi reaktor ishga tushishini kutmoqda, ularning barchasi mavjud zavodlarda[38]. 2013-yilda toʻrtta eskirgan, raqobatbardosh reaktor butunlay yopildi[39][40].
Uran qazib olish boʻyicha soʻnggi tajribalarda uranni dengiz suvidan tanlab yutuvchi modda bilan qoplangan polimer arqonlardan foydalaniladi. Bu jarayon dengiz suvida erigan uranning katta hajmini energiya ishlab chiqarish uchun foydalanishga yaroqli holga keltirishi mumkin. Davom etayotgan geologik jarayonlar uranni ushbu jarayon orqali olinadigan miqdorga teng miqdorda dengizga olib kelganligi sababli, dengizdagi uran qaysidir maʼnoda barqaror resursga aylanadi[41][42].
Yadro energetikasi elektr energiyasini ishlab chiqarishning past uglerodli energiya ishlab chiqarish usuli boʻlib, uning umumiy hayot sikli emissiya intensivligi boʻyicha adabiyotlarni tahlil qilish natijasida ishlab chiqarilgan energiya birligi uchun issiqxona gazlari (GHG) emissiyasini taqqoslashda qayta tiklanuvchi manbalarga oʻxshashligi aniqlandi[43][44]. 1970-yillardan beri yadro yoqilgʻisi 64 gigatonna karbonat angidrid ekvivalenti (GtCO2-eq) issiqxona gazlarini siqib chiqardi, aks holda qazib olinadigan yoqilgʻi elektr stantsiyalarida neft, koʻmir yoki tabiiy gazning yonishi natijasida yuzaga kelishi mumkin edi[45].
1960-yillardagi reaktor dizaynida sodir boʻlgan 2011-yilda Yaponiyaning Fukusima-Daiichi yadroviy avariyasi koʻplab mamlakatlarda yadro xavfsizligi va yadro energetikasi siyosatini qayta koʻrib chiqishga undadi[46]. Germaniya 2022-yilgacha barcha reaktorlarini yopishga qaror qildi, Italiya esa atom energiyasini taqiqladi. Fukusimadan keyin 2011-yilda Xalqaro energetika agentligi 2035-yilgacha quriladigan qoʻshimcha yadroviy quvvatlar boʻyicha oʻz bahosini ikki barobarga qisqartirdi[47][48].
2011-yildagi Fukusima-Daiichi yadroviy falokatidan keyin — radioaktiv moddalar havoga, tuproqqa va dengizga sizib chiqqanidan soʻng 50 000 uy xoʻjaliklarini koʻchirishga majbur boʻlgan ikkinchi eng yomon yadroviy hodisa va keyingi radiatsiya tekshiruvlari natijasida sabzavot va baliqlarni istemol qilish taqiqlangan[49]. Energiya manbalari boʻyicha Ipsos (2011) tomonidan jamoatchilik tomonidan qoʻllab-quvvatlanadigan global soʻrov eʼlon qilindi va yadroviy boʻlinish eng past natijaga ega boʻldi[50].
Yangi atom elektr stantsiyalarining iqtisodiyoti munozarali mavzudir, chunki bu mavzu boʻyicha turli xil qarashlar mavjud va koʻp milliard dollarlik investitsiyalar energiya manbasini tanlashga sarflanadi. Atom elektr stantsiyalari odatda stansiyani qurish uchun katta kapital xarajatlarga ega, ammo toʻgʻridan-toʻgʻri yoqilgʻi narxi past. Soʻnggi yillarda elektr energiyasiga talab oʻsishining sekinlashishi kuzatildi va moliyalashtirish yanada qiyinlashdi, bu yadroviy reaktorlar kabi yirik loyihalarga taʼsir qiladi. Sharqiy Yevropada uzoq vaqtdan beri tashkil etilgan qator loyihalar investitsiya topishda qiynalmoqda, xususan, Bolgariyadagi Belene va Ruminiyadagi Cernavodadagi qoʻshimcha reaktorlar va baʼzi potentsial qoʻllab-quvvatlovchilar bu loyihani tark etishdi. Qayerda arzon gaz mavjud boʻlsa va uning kelajakda taʼminoti nisbatan xavfsiz boʻlsa, bu ham yadroviy loyihalar uchun katta muammo tugʻdiradi[51].
Yadro energetikasi iqtisodini tahlil qilish kelajakdagi noaniqliklar xavfini kim oʻz zimmasiga olishini hisobga olishi kerak. Bugungi kunga qadar barcha ishlaydigan atom elektr stantsiyalari davlatga tegishli yoki tartibga solinadigan kommunal monopoliyalar tomonidan ishlab chiqilgan[52][53], bu yerda qurilish xarajatlari, foydalanish koʻrsatkichlari, yoqilgʻi narxi va boshqa omillar bilan bogʻliq koʻplab xavflarni yetkazib beruvchilar emas, balki isteʼmolchilar oʻz zimmalariga olgan. Hozirgi vaqtda koʻplab mamlakatlar elektr energiyasi bozorini erkinlashtirdilar, bunda bu risklar va kapital xarajatlar qoplanishidan oldin paydo boʻladigan arzonroq raqobatchilar xavfi isteʼmolchilar emas, balki zavod yetkazib beruvchilari va operatorlari tomonidan qoplanadi, bu esa yangi atom energetikasi iqtisodiyotini sezilarli darajada boshqacha baholashga olib keladi[54].
Ishlayotgan va yangi atom elektr stansiyalari uchun sarflangan yoqilgʻini joyida boshqarishga qoʻyiladigan talablarning ortishi va dizayn asoslarining yuqori tahdidlari tufayli xarajatlar oshishi mumkin[55]. Qurilayotgan EPRlar kabi birinchi turdagi loyihalari rejadan ortda qolgan va budjetdan ortiqcha boʻlsa-da, hozirda butun dunyo boʻylab qurilayotgan yettita Janubiy Koreya APR-1400 reaktorlaridan ikkitasi Janubiy Koreyada Hanul atom elektr stansiyasida va toʻrttasi hozirda 2016-yilda Birlashgan Arab Amirliklarida rejalashtirilgan Barakah atom elektr stantsiyasida joylashishi rejalashtirilgan. Birinchi reaktor, Barakah-1, 85 % qurib bitkazilgan va 2017-yilda rejaga muvofiq tarmoqqa ulangan[56][57]. Qurilayotgan toʻrtta EPRdan ikkitasi (Finlandiya va Fransiyada) rejadan sezilarli darajada ortda qolmoqda va narxi ancha yuqori[58].
qayta tiklanuvchi energiya, odatda, quyosh nuri, shamol, yomgʻir, suv toshqini, toʻlqinlar va geotermal issiqlik kabi insoniy vaqt miqyosida tabiiy ravishda toʻldiriladigan resurslardan olinadigan energiya sifatida taʼriflanadi[59]. qayta tiklanuvchi energiya anʼanaviy yoqilgʻilarni toʻrtta sohada almashtiradi: elektr energiyasi ishlab chiqarish, issiq suv / kosmik isitish, motor yoqilgʻisi va qishloq xoʻjaligi (tarmoqsiz) energiya xizmatlari.
Hozirgi vaqtda global yakuniy energiya isteʼmolining qariyb 16 % qayta tiklanuvchi manbalarga toʻgʻri keladi, barcha energiyaning 10 % anʼanaviy biomassadan, asosan isitish uchun ishlatiladi va 3,4 % gidroenergetikadan olinadi[60]. Yangi qayta tiklanuvchi manbalar (kichik gidro, zamonaviy biomassa, shamol, quyosh, geotermal va bioyoqilgʻi) yana 3 % ni tashkil qiladi va tez sur’atlar bilan oʻsib bormoqda[61]. Milliy miqyosda dunyo boʻylab kamida 30 ta davlat energiya taʼminotining 20 % dan ortigʻini qayta tiklanuvchi energiyaga ega. qayta tiklanuvchi energiya manbalarining milliy bozorlari kelgusi oʻn yillikda va undan keyin ham kuchli oʻsishda davom etishi kutilmoqda. Masalan, shamol energetikasi yiliga 30 % ga oʻsib bormoqda, 2012-yil oxirida butun dunyo boʻylab oʻrnatilgan quvvati 282 482 megavatt (MVt) ni tashkil qiladi.
qayta tiklanuvchi energiya resurslari cheklangan miqdordagi mamlakatlarda toʻplangan boshqa energiya manbalaridan farqli oʻlaroq, keng geografik hududlarda mavjud. qayta tiklanuvchi energiya va energiya samaradorligini tez joriy etish energiya xavfsizligi, iqlim oʻzgarishini yumshatishda iqtisodiy foyda keltiradi[62]. Xalqaro jamoatchilik fikrini oʻrganishda quyosh energiyasi va shamol energiyasi kabi qayta tiklanuvchi manbalarni targʻib qilish kuchli qoʻllab-quvvatlanmoqda.
Koʻpgina qayta tiklanuvchi energiya loyihalari keng koʻlamli boʻlsa-da, qayta tiklanuvchi texnologiyalar qishloq va chekka hududlar hamda energiya koʻpincha inson rivojlanishida hal qiluvchi ahamiyatga ega boʻlgan rivojlanayotgan mamlakatlar uchun ham mos keladi. Birlashgan Millatlar Tashkiloti sobiq Bosh kotibi Pan Gi Mun qayta tiklanuvchi energiya eng qashshoq davlatlarni yangi farovonlik darajasiga koʻtarish qobiliyatiga ega ekanligini aytgan[63].
Gidroelektr — godroeletrostansiyalar (GES) tomonidan ishlab chiqariladigan elektr energiyasi boʻlib, tushayotgan yoki oqayotgan suvning kuchidan elektr energiya olishga asoslangan. 2015-yilda gidroenergetika dunyodagi jami elektr energiyasining 16,6 foizini va qayta tiklanuvchi elektr energiyasining 70 foizini ishlab chiqardi va keyingi 25 yil davomida har yili taxminan 3,1% ga oshishi kutilmoqda[64].
Gidroelektr energiyasi 150 ta davlatda ishlab chiqariladi, Osiyo-Tinch okeani mintaqasi 2010-yilda global gidroelektr energiyasining 32 foizini ishlab chiqardi. Xitoy eng yirik gidroenergiya ishlab chiqaruvchisi boʻlib, 2010-yilda 721 teravatt-soat ishlab chiqarishga ega, bu mahalliy elektr energiyasining qariyb 17 foizini tashkil qiladi. Hozirda quvvati 10 GVt dan katta boʻlgan uchta gidroelektrostantsiya mavjud: Xitoydagi Uch dara toʻgʻoni, Braziliya/Paragvay chegarasidagi Itaipu toʻgʻoni va Venesueladagi Guri toʻgʻoni[65].
Gidroelektr energiyasining narxi nisbatan past, bu esa uni qayta tiklanuvchi elektr energiyasining raqobatbardosh manbaiga aylantiradi. 10 megavattdan katta gidrostansiyadan olinadigan elektr energiyasining oʻrtacha narxi kilovatt-soatiga 3-5 AQSh sentini tashkil qiladi[66]. Gidroelektrostantsiyalar, shuningdek, moslashuvchan elektr manbai ishlab chiqaradi, chunki aholi oʻzgaruvchan energiya talablariga moslashish uchun tezda quvvatni oshirishi yoki tushishi mumkin. Biroq, toʻgʻon qurish daryolar oqimini toʻxtatadi va mahalliy ekotizimlarga zarar yetkazishi mumkin va katta toʻgʻon va suv omborlarini qurish koʻpincha odamlar va yovvoyi tabiatni koʻchirishni oʻz ichiga oladi. GES qurilgach, loyiha toʻgʻridan-toʻgʻri chiqindi ishlab chiqarmaydi va qazib olinadigan yoqilgʻida ishlaydigan energiya stansiyalariga qaraganda issiqxona gazi karbonat angidridni ishlab chiqarish darajasi ancha past boʻladi[67][68].
Shamol energetikasida shamol turbinalarini harakatga keltirish uchun shamol kuchidan foydalaniladi. Ushbu turbinalar magnitlarning aylanishiga olib keladi, bu esa elektr energiyasini yaratadi. Shamol minoralari odatda shamol fermalarida birgalikda quriladi. Dengizda va quruqlikda shamol stansiyalari mavjud. Global shamol energetikasi quvvati 2014-yil iyun oyida 336 GVt ga tez oʻsdi va shamol energiyasi ishlab chiqarish butun dunyo boʻylab elektr energiyasidan foydalanishning taxminan 4 foizini tashkil etdi va tez sur’atlar bilan oʻsib bormoqda[69].
Shamol energiyasi Yevropa, Osiyo va AQShda keng qoʻllanadi. Bir qancha mamlakatlar shamol energiyasidan faol foydalanmoqda, masalan, Daniyada statsionar elektr energiyasi ishlab chiqarishning 21 %[70], Portugaliyada 18 %[71], Ispaniyada 16 %, Irlandiyada 14 %[72] va 2010-yilda Germaniyada 9 % ni tashkil qildi[73]. 2011-yilga kelib, Germaniya va Ispaniyada elektr energiyasining 50 % dan ortigʻi shamol va quyosh energiyasidan olinadi[74]. 2011-yil holatiga koʻra, dunyoning 83 mamlakati shamol energiyasidan foydalanmoqda[75].
Dunyodagi eng yirik shamol stansiyalarining aksariyati AQSh, Xitoy va Hindistonda joylashgan. Dunyodagi eng yirik offshor shamol stansiyalarining aksariyati Daniya, Germaniya va Buyuk Britaniyada joylashgan. Ikki yirik offshor shamol fermasi hozirda 630 MVt quvvatga ega London Array va Gwynt y Môr hisoblanadi.
| Shamol fermasi | Hozirgi quvvati (MVt) |
Mamlakat | Manbalar |
|---|---|---|---|
| Alta (Oak Creek-Mojave) | 1320 |  AQSh |
|
| Jaisalmer shamol parki | 1064 |  Hindiston |
[76] |
| Roskoe shamol fermasi | 781 | AQSh |
[77] |
| Horse Hollow shamol energiyasi markazi | 735 | AQSh |
[78] |
| Capricorn Ridge shamol fermasi | 662 | AQSh |
|
| Fantanele-Kogealac shamol stansiyasi | 600 |  Ruminiya |
|
| Fowler Ridge shamol fermasi | 599 | AQSh |
Quyosh energiyasi — bu quyoshdan keladigan yorqin nur va issiqlik boʻlib, u elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun quyosh energiyasi, quyosh issiqlik energiyasi va quyosh arxitekturasi kabi bir qator texnologiyalar yordamida qoʻllanadi[79].
Bu qayta tiklanuvchi energiyaning muhim manbai boʻlib, uning texnologiyalari quyosh energiyasini qanday ushlash va tarqatish yoki quyosh energiyasiga aylantirishga qarab passiv quyosh yoki faol quyosh sifatida tavsiflanadi. Faol quyosh texnikasi energiyadan foydalanish uchun fotovoltaik tizimlardan, konsentrlangan quyosh energiyasidan va suvini isitishdan foydalanishni oʻz ichiga oladi. Passiv quyosh texnikasi binoni Quyoshga yoʻnaltirishni, qulay termal massa yoki yorugʻlikni tarqatuvchi xususiyatlarga ega materiallarni tanlashni va havoni tabiiy ravishda aylantiradigan boʻshliqlarni loyihalashni oʻz ichiga oladi[80].
Mavjud quyosh energiyasining kattaligi uni juda jozibali elektr energiyasi manbai qiladi. 2020-yilda quyosh energiyasi elektr energiyasining eng arzon manbai boʻldi. Saudiya Arabistonida 2021-yil aprel oyida Al-Faysaliyadagi yangi quyosh elektr stansiyasi uchun energiya sotib olish shartnomasi (ppa) imzolangan[81][82]. Loyiha quyosh PV elektr energiyasini ishlab chiqarish boʻyicha dunyodagi eng past narxni qayd etdi. 1,04 sent/kVt soat[83].
2011-yilda Xalqaro energetika agentligining taʼkidlashicha, „arzon, bitmas-tuganmas va toza quyosh energiyasi texnologiyalarini rivojlantirish uzoq muddatli katta foyda keltiradi. Bu mahalliy, tuganmas va asosan importdan mustaqil manbaga tayanish orqali mamlakatlarning energiya xavfsizligini oshiradi, barqarorlikni oshirish, ifloslanishni kamaytirish, global isishni yumshatish xarajatlarini kamaytiradi. Bu afzalliklar globaldir[84].“
Bioetanol, asosan, makkajoʻxori yoki shakarqamish kabi shakar yoki kraxmalli ekinlarida ishlab chiqarilgan uglevodlardan fermentatsiya yoʻli bilan ishlab chiqarilgan spirtdir. Daraxtlar va oʻtlar kabi oziq-ovqat boʻlmagan manbalardan olingan sellyuloza biomassasi ham etanol ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlab chiqilmoqda. Etanol sof shaklda transport vositalari uchun yoqilgʻi sifatida ishlatilishi mumkin, lekin u odatda oktanni oshirish va avtomobil chiqindilarini yaxshilash uchun benzin qoʻshimchasi sifatida ishlatiladi. Bioetanol AQSh va Braziliyada keng qoʻllanadi. Hozirgi zavod dizayni oʻsimlik xom ashyosining lignin qismini fermentatsiya yoʻli bilan yoqilgʻi komponentlariga aylantirishni nazarda tutmaydi.
Biodizel oʻsimlik moylari va hayvonlarning yogʻlaridan tayyorlanadi. Biodizel sof shaklda transport vositalari uchun yoqilgʻi sifatida ishlatilishi mumkin, lekin u odatda dizel yoqilgʻisi bilan ishlaydigan transport vositalaridan zarrachalar, uglerod oksidi va uglevodorodlar darajasini kamaytirish uchun dizel qoʻshimchasi sifatida ishlatiladi. Biodizel yogʻlar yoki yogʻlardan transesterifikatsiya yordamida ishlab chiqariladi va Yevropada eng keng tarqalgan bioyoqilgʻi hisoblanadi. Biroq, dekarboksillanishdan qayta tiklanuvchi yoqilgʻilarni ishlab chiqarish boʻyicha tadqiqotlar olib borilmoqda[85].
2010-yilda butun dunyo boʻylab bioyoqilgʻi ishlab chiqarish 105 milliard litrga (28 milliard gallonga) yetdi, bu 2009-yilga nisbatan 17 foizga koʻp va bioyoqilgʻi avtomobil transporti uchun dunyodagi yoqilgʻining 2,7 foizini taʼminlamoqda, buning hissasi asosan etanol va biodizeldan iborat[86]. 2010-yilda global etanol yoqilgʻi ishlab chiqarish 86 milliard litrga (23 milliard gallonga) yetdi, AQSh va Braziliya dunyodagi eng yirik ishlab chiqaruvchilar boʻlib, global ishlab chiqarishning 90 % ni tashkil qiladi. Dunyodagi eng yirik biodizel ishlab chiqaruvchisi Yevropa Ittifoqi boʻlib, 2010-yilda barcha biodizel ishlab chiqarishning 53 % ni tashkil qilmoqda[87]. 2011-yil holatiga koʻra, bioyoqilgʻini aralashtirish uchun mandatlar milliy darajada 31 mamlakatda va 29 shtat yoki viloyatda mavjud[88]. Xalqaro energetika agentligi neft va koʻmirga qaramlikni kamaytirish uchun bioyoqilgʻi 2050-yilga kelib transport yoqilgʻilariga boʻlgan jahon talabining toʻrtdan biridan koʻprogʻini qondirish maqsadini qoʻygan[89].
Geotermal energiya — bu Yerda hosil boʻladigan va saqlanadigan issiqlik energiyasi. Issiqlik energiyasi — bu moddaning haroratini belgilaydigan energiya[90]. Yer qobigʻining geotermal energiyasi sayyoraning dastlabki shakllanishidan (20 %) va minerallarning radioaktiv parchalanishidan (80 %) kelib chiqadi[91]. Geotermal gradient, yaʼni sayyora yadrosi va uning yuzasi oʻrtasidagi harorat farqi, issiqlik energiyasini yadrodan sirtga issiqlik shaklida uzluksiz oʻtkazishni taʼminlaydi. „Geotermal“ soʻzi yunoncha „gē“ (ge) yer degan maʼnoni va „thérmos“ (termos) issiq degan maʼnoni anglatadi[92].
Yerning ichki issiqligi — bu radioaktiv parchalanish va Yerning shakllanishidan doimiy issiqlik yoʻqotilishi natijasida hosil boʻlgan issiqlik energiyasi. Yadro-mantiya chegarasida harorat 4000 °C (7200 °F) dan oshishi mumkin[93]. Yerning ichki qismidagi yuqori harorat va bosim baʼzi jinslarning erishiga va qattiq mantiyaning plastik harakatiga olib keladi, natijada mantiya qismlari yuqoriga konvektsiyalanadi, chunki u atrofdagi jinslardan yengilroqdir. Tosh va suv qobiqda, baʼzan 370 °C (700 °F) gacha qiziydi[94].
Issiq buloqlardan geotermal energiya paleolit davridan beri choʻmilish uchun va qadimgi Rim davridan beri kosmik isitish uchun ishlatilgan, ammo hozirda u elektr energiyasini ishlab chiqarishda ham foydalaniladi. Butun dunyo boʻylab 2012-yilda 11 400 megavatt (MVt) quvvat beradigan 24 ta sstansiya mavjud[95]. 2010-yilda markazlashtirilgan isitish, kosmik isitish, kurortlar, sanoat jarayonlari, tuzni tozalash va qishloq xoʻjaligida qoʻllash uchun qoʻshimcha 28 gigavatt toʻgʻridan-toʻgʻri geotermal energiya quvvatidan foydalaniladi[96].
Geotermal energiya tejamkor, ishonchli, barqaror va ekologik toza[97], lekin tarixan tektonik plitalar chegaralari yaqinidagi hududlar bilan cheklangan. Soʻnggi texnologik yutuqlar, ayniqsa, uyni isitish kabi ilovalar uchun foydali resurslarning assortimenti va hajmini keskin kengaytirdi, keng tarqalgan foydalanish potentsialini ochdi. Geotermal quduqlar yerning chuqur qismida joylashgan issiqxona gazlarini chiqaradi, ammo bu emissiyalar energiya birligi uchun qazib olinadigan yoqilgʻilarga qaraganda ancha past. Natijada, geotermal energiya, agar qazib olinadigan yoqilgʻi oʻrniga keng qoʻllanilsa, global isishni yumshatishga yordam berish potentsialiga ega.
Yerning geotermal resurslari nazariy jihatdan insoniyatning energiyaga boʻlgan ehtiyojlarini qondirish uchun yetarli emas, lekin faqat juda kichik bir qismini foydali ishlatish mumkin. Chuqur resurslarni burgʻulash va qidirish juda qimmat hisoblanadi. Geotermal energiyaning kelajagi uchun prognozlar texnologiya, energiya narxlari, subsidiyalar va foiz stavkalari haqidagi taxminlarga bogʻliq[98]. EWEB mijozi Green Power dasturini tanlagan tajriba dasturlari, mijozlar geotermal kabi qayta tiklanuvchi energiya manbai uchun biroz koʻproq pul toʻlashga tayyor boʻlishlarini koʻrsatadi. Ammo hukumat tomonidan koʻrsatilgan tadqiqot va sanoat tajribasi natijasida geotermal energiya ishlab chiqarish narxi soʻnggi yigirma yil ichida 25 % ga kamaydi[99]. 2001-yilda geotermal energiya har bir kVt/soat uchun ikki dan oʻn AQSH sentiga teng edi[100].
Dengiz energiyasi (shuningdek, baʼzan okean energiyasi yoki dengiz va gidrokinetik energiya deb ham ataladi) okean toʻlqinlari, suv toshqini, shoʻrlanish va okean harorati farqlari tomonidan olib boriladigan energiyaga ishora qiladi. Dunyo okeanidagi suv harakati kinetik energiya yoki harakatdagi energiyaning katta zaxirasini yaratadi. Bu energiya uylarni, transportni va sanoatni elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin[101].
Dengiz energiyasi atamasi toʻlqin kuchini, yaʼni sirt toʻlqinlarining quvvatini va katta harakatlanuvchi suv jismlarining kinetik energiyasidan olinadigan quvvatni oʻz ichiga oladi. Offshore shamol energiyasi dengiz energiyasining bir turi emas, chunki shamol energiyasi shamoldan olinadi, hatto shamol turbinalari suv ustida joylashgan boʻlsa ham[102]. Okeanlar juda katta energiyaga ega va koʻpchilik aholiga yaqin boʻlsa-da, eng koʻp toʻplangan. Okean energiyasi butun dunyo boʻylab katta miqdorda yangi qayta tiklanuvchi energiya bilan taʼminlash imkoniyatiga ega[103].
Elektr energiyasi, transport yoki hatto global miqyosda umumiy birlamchi energiya taʼminoti uchun 100 % qayta tiklanuvchi energiyadan foydalanishni ragʻbatlantirish global isish va boshqa ekologik hamda iqtisodiy muammolar bilan bogʻliq. qayta tiklanuvchi energiyadan foydalanish har kim kutganidan ancha tez oʻsdi[104]. Iqlim oʻzgarishi boʻyicha hukumatlararo global energiyaga boʻlgan umumiy talabning katta qismini qondirish uchun qayta tiklanuvchi energiya texnologiyalari portfelini integratsiya qilishda bir nechta fundamental texnologik cheklovlar mavjud[105]. Milliy miqyosda dunyo boʻylab kamida 30 ta davlat energiya taʼminotining 20 % dan ortigʻini qayta tiklanuvchi energiyadan olmoqda. Shuningdek, Stephen W. Pacala va Robert H. Socolow halokatli iqlim oʻzgarishidan qochib, hayotimiz sifatini saqlab qolishimizga imkon beradigan bir qator „barqarorlashtiruvchi takozlar“ni ishlab chiqdilar va ularning „takozlari“dan „qayta tiklanuvchi energiya manbalari“ eng koʻp sonni tashkil qiladi[106].
Mark Z. Jacobsonning aytishicha, 2030-yilgacha shamol energiyasi, quyosh energiyasi va gidroenergetika yordamida barcha yangi energiyalarni olish va mavjud energiya taʼminoti tizimlari 2050-yilgacha almashtirilishi mumkin. qayta tiklanuvchi energiya rejasini amalga oshirishdagi toʻsiqlar „texnologik yoki iqtisodiy emas, birinchi navbatda ijtimoiy va siyosiy“ boʻlib koʻrinadi. Jacobsonning aytishicha, shamol, quyosh, suv tizimidagi energiya xarajatlari bugungi energiya xarajatlariga oʻxshash boʻlishi kerak[107].
Xuddi shunday, Amerika Qoʻshma Shtatlarida mustaqil Milliy Tadqiqot Kengashi „qayta tiklanuvchi elektr energiyasi kelajakda elektr energiyasini ishlab chiqarishda muhim rol oʻynashga imkon beradigan va shu bilan iqlim oʻzgarishi, energiya xavfsizligi va kuchayishi bilan bogʻliq muammolarni hal qilishga yordam beradigan mahalliy qayta tiklanuvchi manbalar yetarli“ ekanligini taʼkidladi. qayta tiklanuvchi energiya jozibador variant, chunki Qoʻshma Shtatlarda mavjud boʻlgan qayta tiklanuvchi manbalar birgalikda qabul qilinganda, joriy yoki prognoz qilingan ichki talabdan sezilarli darajada koʻproq elektr energiyasini yetkazib berishi mumkin[108].
„100 % qayta tiklanuvchi energiya“ yondashuvining tanqidchilari orasida Vaclav Smil va James E. Hansen ham bor. Smil va Hansen quyosh va shamol energiyasining oʻzgaruvchan ishlab chiqarishidan xavotirda, ammo Amory Lovinsning taʼkidlashicha, elektr tarmogʻi ishlamaydigan koʻmir va yadroviy stansiyalarda ishlaydiganlar bilan muntazam ravishda qoʻllab-quvvatlaganidek, elektr tarmogʻi ham bardosh bera oladi[109].
Google qayta tiklanuvchi energetikani rivojlantirish va halokatli iqlim oʻzgarishining oldini olish uchun „qayta tiklanuvchi energiya koʻmirdan arzon“ loyihasiga 30 million dollar sarfladi. qayta tiklanuvchi energetikada jadal rivojlanishning eng yaxshi ssenariysi 2050-yil uchun qazib olinadigan yoqilgʻi prognozlaridan faqat 55 foizga kamroq emissiyaga olib kelishi mumkin degan xulosaga kelib, loyiha bekor qilindi[110].
Energiyadan foydalanish samaradorligini oshirish oʻz-oʻzidan energiyani rivojlantirish boʻlmasa-da, uni energiyani rivojlantirish mavzusida koʻrib chiqish mumkin, chunki u mavjud energiya manbalarini ishlatishdagi xato va kamchiliklarni bartaraf etishga hissa qoʻshadi[112].
Energiyadan samarali foydalanish mahsulot va xizmatlarni taqdim etish uchun zarur boʻlgan energiya miqdorini kamaytiradi. Misol uchun, uyni izolyatsiya qilish qulay haroratni saqlab turish uchun binoni kamroq isitish va sovutish energiyasidan foydalanish imkonini beradi. Floresan lampalar yoki tabiiy yorugʻlik chiroqlarini oʻrnatish, akkor lampalar(choʻgʻlanma lampalar) bilan solishtirganda yoritish uchun zarur boʻlgan energiya miqdorini kamaytiradi. Yilni lyuminestsent lampalar uchdan ikki baravar kam energiya sarflaydi va akkor chiroqlarga qaraganda 6-10 baravar koʻproq xizmat qilishi mumkin. Energiya samaradorligini oshirishga koʻpincha samarali texnologiya yoki ishlab chiqarish jarayonini qoʻllash orqali erishiladi[113].
Energiyadan foydalanishni kamaytirish isteʼmolchilarning pullarini tejashga yordam beradi, agarda energiya tejamkorligi energiya tejamkor texnologiya narxini qoplasa. Energiya sarfini kamaytirish emissiyalarni kamaytiradi. Xalqaro energetika agentligi maʼlumotlariga koʻra, binolar, sanoat jarayonlari va transportda energiya samaradorligini oshirish 2050-yilda dunyoning energiyaga boʻlgan ehtiyojini uchdan biriga qisqartirishi va issiqxona gazlarining global emissiyasini nazorat qilishga yordam beradi[114].
Energiya samaradorligi va qayta tiklanuvchi energiya barqaror energiya siyosatining egizak ustunlari ekanligi aytiladi[115]. Koʻpgina mamlakatlarda energiya samaradorligi milliy xavfsizlik uchun ham foydalidir, chunki u xorijiy mamlakatlardan energiya importi darajasini pasaytirish uchun ishlatilishi mumkin va mahalliy energiya resurslarining tugash tezligini sekinlashtirishi mumkin.
Maʼlum boʻlishicha, „OECD mamlakatlari uchun shamol, geotermal, gidro va yadroviy energiya ishlab chiqarishdagi energiya manbalari orasida eng past xavf darajasiga ega“[116].
Yangi energiya manbalari kamdan-kam hollarda kashf etilsa yoki yangi texnologiya tufayli mumkin boʻlsa-da, uzatish texnologiyasi doimo rivojlanib boradi[117]. Masalan, avtomobillarda yonilgʻi xujayralaridan foydalanish kutilgan yetkazib berish texnologiyasidir[118]. Ushbu boʻlim energiyaning tarixiy rivojlanishi uchun muhim boʻlgan turli yetkazib berish texnologiyalarini taqdim etadi. Ularning barchasi oldingi boʻlimda sanab oʻtilgan energiya manbalariga tayanadi.
Koʻmir, neft va ularning hosilalari qayiq, temir yoʻl yoki avtomobil orqali yetkazib beriladi. Neft va tabiiy gaz quvur liniyasi orqali, koʻmir esa Slurry quvur liniyasi orqali ham etkazib berilishi mumkin. Benzin va LPG kabi yoqilgʻilar ham samolyot orqali yetkazib berilishi mumkin. Tabiiy gaz quvurlari toʻgʻri ishlashi uchun maʼlum bir minimal bosimni saqlab turishi kerak. Etanolni tashish va saqlashning yuqori xarajatlari koʻpincha taqiqlanadi[119].
Elektr tarmoqlari — bu ikki yuzlab kilometr uzoqlikda boʻlishi mumkin boʻlgan ishlab chiqarish manbasidan oxirgi foydalanuvchiga energiya uzatish va tarqatish uchun ishlatiladigan tarmoqlar. Manbalarga atom reaktori, koʻmir yoqadigan elektr stantsiyasi va boshqa elektr energiyasi ishlab chiqarish zavodlari kiradi[120]. Elektr energiyasining doimiy oqimini taʼminlash uchun kichik stansiyalar va elektr uzatish liniyalarining kombinatsiyasi qoʻllanadi[121].
Kanada, AQSH va Avstraliya kabi sanoatlashgan mamlakatlar aholi jon boshiga elektr energiyasi isteʼmol qilish boʻyicha dunyoda birinchi oʻrinda turadi, bu esa keng tarqalgan elektr taqsimlash tarmogʻi tufayli[122]. Infratuzilmani taʼmirlash muammoga aylanayotgan boʻlsa-da, AQSh tarmogʻi eng ilgʻor tarmoqlardan biridir[123]. CurrentEnergy Kaliforniya, Texas va AQShning shimoli-sharqida elektr energiyasiga boʻlgan talab va talabning real vaqt rejimida umumiy koʻrinishini taqdim etadi. Kichik oʻlchamli elektr tarmoqlariga ega boʻlgan Afrika mamlakatlari aholi jon boshiga elektr energiyasidan yillik foydalanish darajasi past. Dunyodagi eng kuchli elektr tarmoqlaridan biri Avstraliyaning Kvinslend shtatida joylashgan elektr eneriyasi tarmoqlaridir[124].
Simsiz energiya uzatish — bu elektr energiyasini quvvat manbaidan elektr yukiga oʻzaro bogʻlovchi simlardan foydalanmasdan uzatish jarayonidir. Hozirgi vaqtda mavjud texnologiya qisqa masofalar va nisbatan past quvvat darajasi bilan cheklangan[125].
Quyosh energiyasi kollektorlari orbitali energiyani Yerga simsiz uzatishni talab qiladi[126]. Taklif etilayotgan usul mikrotoʻlqinli chastotali radiotoʻlqinlarning katta nurini yaratishni oʻz ichiga oladi, ular yerdagi kollektor antenna joyiga yoʻnaltiriladi. Bunday sxemaning xavfsizligi va rentabelligini taʼminlash uchun jiddiy texnik qiyinchiliklar mavjud[127].
Energiyani saqlash keyinchalik foydali ishlash uchun energiyani saqlaydigan qurilmalar yoki jismoniy vositalar orqali amalga oshiriladi. Energiyani saqlaydigan qurilma baʼzan akkumulyator deb ataladi[128].
Energiyaning barcha shakllari potentsial energiyadir (masalan Kimyoviy, tortishish, elektr energiyasi, harorat farqi, yashirin issiqlik va boshqalar) yoki kinetik energiya (masalan, momentum)[129]. Baʼzi texnologiyalar faqat qisqa muddatli energiyani saqlashni taʼminlaydi, boshqalari esa juda uzoq muddatli boʻlishi mumkin, masalan, vodorod yoki metan yordamida gaz energiyasini ishlab chiqarish va chuqur suv qatlamlarida yoki tub jinslarda qarama-qarshi fasllar orasida issiqlik yoki sovuqni saqlash[130]. Shamolli soat potentsial energiyani saqlaydi, batareya mobil telefonni ishlatish uchun osonlik bilan almashtiriladigan kimyoviy energiyani saqlaydi va gidroelektr toʻgʻoni energiyani suv omborida tortishish potentsial energiyasi sifatida saqlaydi[131]. Muz saqlash qurilmalari sovutish uchun eng yuqori talabni qondirish uchun tunda muzni (yashirin issiqlik koʻrinishidagi issiqlik energiyasi) saqlaydi. Koʻmir va benzin kabi qazib olinadigan yoqilgʻilar, keyinchalik vafot etgan, koʻmilgan va vaqt oʻtishi bilan bu yoqilgʻiga aylantirilgan organizmlar tomonidan quyosh nuridan olingan qadimgi energiyani saqlaydi. Hatto oziq-ovqat ham (qazib olinadigan yoqilgʻi bilan bir xil jarayon orqali ishlab chiqariladi) kimyoviy shaklda saqlanadigan energiya shaklidir[132].
Tarixdan oldingi davrdan boshlab, insoniyat ovqatni isitish va qovurish uchun olovni kashf etganidan beri, Oʻrta asrlarda aholi bugʻdoyni maydalash uchun shamol tegirmonlari qurgan, xalqlar atomni parchalaydigan elektr energiyasini oladigan zamonaviy davrgacha. Inson energiya manbalarini cheksiz qidirdi.
Yadro, geotermal va suv oqimidan tashqari, boshqa barcha energiya manbalari hozirgi quyosh izolyatsiyasidan yoki quyosh nuriga tayangan oʻsimlik va hayvonot dunyosining qazilma qoldiqlaridan hosil boʻlgan. Yer yadrosi magmasi ustidagi issiq, qotib qolgan jinslardan geotermal quvvat Yer qobigʻi ostida mavjud boʻlgan radioaktiv moddalarning parchalanishi natijasidir va yadroviy boʻlinish Yer qobigʻidagi ogʻir radioaktiv elementlarning texnogen boʻlinishiga tayanadi; ikkala holatda ham bu elementlar Quyosh tizimi shakllanishidan oldin oʻta yangi yulduz portlashlarida ishlab chiqarilgan.
Sanoat inqilobining boshidan beri energiya taʼminotining kelajagi masalasi qiziqish uygʻotdi. 1865-yilda William Stanley Jevons "Koʻmir masalasi" kitobini nashr etdi, unda u koʻmir zahiralari tugab borayotganini va neft samarasiz oʻrnini bosishini aytib oʻtdi. 1914-yilda AQSh konlar byurosi umumiy ishlab chiqarish 5.7 milliard barel (910.000.000 m³) ni tashkil etganini maʼlum qilgan. M. King Hubbert 1956-yilgi maʼlumotlarga asoslanib, AQShda neft qazib olish eng yuqori choʻqqisiga 1965—1970-yillarda erishadi va neft qazib olish „yarim asr ichida“ eng yuqori choʻqqisiga chiqadi, degan xulosaga keldi. 1989-yilda Colin Campbell bashorat qilgan choʻqqi[133]. 2004-yilda OPEK katta investitsiyalar bilan 2025-yilga kelib neft qazib olish hajmini deyarli ikki baravar oshirishini taxmin qildi[134].
Atrof-muhit harakati energiyadan foydalanish va rivojlanishning barqarorligini taʼkidladi[135]. qayta tiklanuvchi energiya ishlab chiqarishda barqaror; mavjud taʼminot yaqin kelajakda — millionlab yoki milliardlab yillar davomida kamaymaydi. „Barqarorlik“ shuningdek, atrof-muhitning chiqindi mahsulotlar, ayniqsa havo ifloslanishi bilan kurashish qobiliyatini anglatadi. Toʻgʻridan-toʻgʻri chiqindi mahsulotlarga ega boʻlmagan manbalar (shamol, quyosh va gidroenergetika) bu borada ishlar olib borilmoqda. Energiyaga global talab ortib borayotganligi sababli turli energiya manbalarini qabul qilish zarurati ortib bormoqda. Energiyani tejash — bu energiya rivojlanishiga muqobil yoki qoʻshimcha jarayon. Undan samarali foydalanish orqali energiyaga boʻlgan talabni kamaytiradi.
Baʼzi kuzatuvchilarning taʼkidlashicha, „energetika mustaqilligi“ gʻoyasi haqiqatga toʻgʻri kelmaydigan va noaniq tushunchadir[136]. „Energiyaga chidamlilik“ning muqobil taklifi iqtisodiy, xavfsizlik va energetika voqeliklariga mos keladigan maqsaddir. Energiyadagi chidamlilik tushunchasi 1982-yilda chop etilgan „Brittle Power: Energy Strategy for National Security“ kitobida batafsil yoritilgan[137]. Mualliflarning taʼkidlashicha, oddiygina ichki energiyaga oʻtish tabiiy ravishda xavfsiz boʻlmaydi, chunki haqiqiy zaiflik koʻpincha bir-biriga bogʻliq va zaif boʻlgan mamlakat energetika infratuzilmasi hisoblanadi. Gaz tarmoqlari va elektr tarmogʻi kabi asosiy jihatlar koʻpincha markazlashtirilgan va buzilishlarga oson taʼsir qiladi. Ular „bardoshli energiya taʼminoti“ ham milliy xavfsizlik, ham atrof-muhit uchun zarur, degan xulosaga kelishadi. Ular energiya samaradorligi va markazlashtirilmagan qayta tiklanuvchi energiyaga eʼtibor qaratishni tavsiya qiladilar[138].
2008-yilda Intel korporatsiyasining sobiq raisi va bosh direktori Andrew Grove energiya barqarorligiga eʼtibor qaratdi va global energiya bozorida toʻliq mustaqillikni amalga oshirish mumkin emasligini taʼkidladi[139]. U energiyaga chidamlilikni energiya taʼminotidagi uzilishlarga moslashish qobiliyati deb taʼriflaydi. Shu maqsadda u AQShga elektr energiyasidan koʻproq foydalanishni taklif qiladi[140]. Elektr energiyasi turli manbalardan ishlab chiqarilishi mumkin. Turli xil energiya taʼminoti har qanday manbaning taʼminotidagi uzilishdan kamroq taʼsir qiladi. Uning fikricha, elektrlashtirishning yana bir xususiyati elektr quvvati „yopishqoq“ — yaʼni AQShda ishlab chiqarilgan elektr quvvati u yerda qolishi kerak, chunki uni chet elga olib chiqib boʻlmaydi. Grovening soʻzlariga koʻra, elektrlashtirish va energiya barqarorligini oshirishning asosiy jihati AQSh avtomobil parkini benzinda ishlaydigan elektr energiyasiga aylantirish boʻladi. Bu esa, oʻz navbatida, elektr tarmoqlarini modernizatsiya va kengaytirishni taqozo etadi. Reform instituti kabi tashkilotlar taʼkidlaganidek, aqlli tarmoqning rivojlanishi bilan bogʻliq yutuqlar tarmoqning batareyalarini zaryad qilish uchun unga ulangan transport vositalarini ommaviy ravishda oʻzlashtirish qobiliyatini osonlashtiradi[141].
Mavjud bilimlardan kelajakka ekstrapolyatsiyalar energiya fyucherslarini tanlash imkonini beradi. Bashoratlar Maltusian falokat gipotezasiga parallel. Limits to Growth tomonidan ishlab chiqilgan koʻplab murakkab modellarga asoslangan ssenariylar mavjud. Modellashtirish yondashuvlari turli strategiyalarni tahlil qilish yoʻllarini taklif qiladi va umid qilamanki, insoniyatning tez va barqaror rivojlanishiga yoʻl topadi. Qisqa muddatli energetika inqirozlari ham energiya rivojlanishining tashvishidir. Ekstrapolyatsiyalar, ayniqsa, neft isteʼmolining doimiy oʻsishini bashorat qilganda, ishonchli emas[144].
Energiya ishlab chiqarish odatda energiya investitsiyasini talab qiladi. Neft uchun burgʻulash yoki shamol elektr stantsiyasini qurish energiya talab qiladi. Qolgan qazib olinadigan yoqilgʻi resurslarini qazib olish va aylantirish koʻpincha qiyinlashadi. Shunday qilib, ular koʻproq energiya investitsiyalarini talab qilishi mumkin. Agar investitsiyalar resurs tomonidan ishlab chiqarilgan energiya qiymatidan katta boʻlsa, u endi samarali energiya manbai emas. Bu resurslar endi energiya manbai emas, balki xom ashyo sifatida foydalanish mumkin. Yangi texnologiya resurslarni qazib olish va konvertatsiya qilish uchun zarur boʻlgan energiya sarmoyasini kamaytirishi mumkin, garchi oxir-oqibatda asosiy fizika oshib boʻlmaydigan chegaralarni belgilaydi.
1950—1984-yillar orasida Yashil inqilob butun dunyo boʻylab qishloq xoʻjaligini oʻzgartirganda, jahon gʻalla ishlab chiqarish 250 % ga oshdi[145]. Yashil inqilob uchun energiya oʻgʻitlar (tabiiy gaz), pestitsidlar (neft) va uglevodorod yoqilgʻisi bilan ishlaydigan sugʻorish koʻrinishidagi qazib olinadigan yoqilgʻilar tomonidan taʼminlandi[146]. Dunyoda uglevodorod qazib olishning eng yuqori choʻqqisiga chiqishi (neftning eng yuqori choʻqqisi) sezilarli oʻzgarishlarga olib kelishi va barqaror ishlab chiqarish usullarini talab qilishi mumkin. Barqaror energiya kelajagi haqidagi tasavvurlardan biri yer yuzidagi barcha inson tuzilmalarini (yaʼni, binolar, transport vositalari va yoʻllar) sunʼiy fotosintez (quyosh nuridan foydalanib, suvni vodorod manbai sifatida ajratish va oʻgʻit olish uchun karbonat angidridni oʻzlashtirish) oʻsimliklarga qaraganda samarali amalga oshirishni oʻz ichiga oladi[147].
Zamonaviy kosmik sanoatning iqtisodiy faoliyati[148][149] va tegishli xususiy kosmik parvozlar, ishlab chiqarish sanoati bilan Yer orbitasiga yoki undan tashqariga chiqadigan holda, ularni ushbu mintaqalarga yetkazib berish energiyani yanada rivojlantirishni talab qiladi[150][151]. Tadqiqotchilar Yerda foydalanish uchun quyosh energiyasini yigʻish uchun kosmik quyosh energiyasini oʻylashdi. Kosmik quyosh energiyasi 1970-yillarning boshidan beri tadqiqotda. Kosmik quyosh energiyasi kosmosda kollektor inshootlarini qurishni talab qiladi. Yerga asoslangan quyosh energiyasidan ustunlik — yorugʻlikning yuqori intensivligi va energiya yigʻilishini toʻxtatadigan ob-havoning yoʻqligi.
Energiya texnologiyasi — energiyani samarali, xavfsiz, ekologik toza va tejamli qazib olish, konvertatsiya qilish, tashish, saqlash va undan foydalanish bilan bogʻliq boʻlgan fanlararo muhandislik fani boʻlib, u odamlarga, tabiatga va atrof-muhitga salbiy taʼsir koʻrsatmasdan yuqori samaradorlikka erishishga qaratilgan.
Odamlar uchun energiya juda katta ehtiyoj va tanqis manba sifatida u siyosiy mojarolar va urushlarning asosiy sababi boʻlib kelgan. Energiya resurslarini yigʻish va ulardan foydalanish mahalliy ekotizimlarga zarar yetkazishi va global oqibatlarga olib kelishi mumkin.
Biz energiyani oziq-ovqatdan olishimiz mumkin. Energiya turli shakllarda boʻlishi mumkin: kinetik, potentsial, mexanik, issiqlik, yorugʻlik va boshqalar. Yoritish, isitish, pishirish, yugurish, sanoat, transport va boshqalar uchun odamlar va butun jamiyat uchun energiya talab qilinadi. Asosan energiyaning manbalariga qarab ikki turi mavjud ular; 1. qayta tiklanuvchi energiya manbalari 2. Qayta tiklanmaydigan energiya manbalari.
Fanlararo fan sifatida Energetika texnologiyasi koʻplab fan va sohalar bilan turli, bir-biriga oʻxshash yoʻllar bilan bogʻlangan.
Elektrotexnika Elektr energetikasi ishlab chiqarish va elektr energiyasidan foydalanish bilan shugʻullanadi, bunda generatorlar, elektr motorlar va transformatorlar kabi mashinalarni oʻrganishni talab qilishi mumkin. Infratuzilma podstansiyalar va transformator stantsiyalari, elektr uzatish liniyalari va elektr kabelini oʻz ichiga oladi. Tarmoqlar orqali yuklarni boshqarish va quvvatni boshqarish umumiy energiya samaradorligiga sezilarli taʼsir koʻrsatadi. Elektr isitish ham keng qoʻllanadi va tadqiq qilinadi.
Termodinamika energiya konvertatsiyasining asosiy qonunlari bilan shugʻullanadi va nazariy fizikadan olingan.
Issiqlik va kimyoviy energiya kimyo va atrof-muhitni oʻrganish bilan bogʻliq. Yonish har xil turdagi yondirgichlar va kimyoviy dvigatellar, panjaralar bilan, shuningdek ularning energiya samaradorligi, ifloslanishi va ishlash xavfsizligi bilan bogʻliq.
Egzoz gazlarini tozalash texnologiyasi turli xil mexanik, termal va kimyoviy tozalash usullari orqali havo ifloslanishini kamaytirishga qaratilgan. Emissiya nazorat qilish texnologiyasi texnologik va kimyoviy muhandislik sohasidir. Qozon texnologiyasi amaliy mexanika va materiallar muhandisligidan olingan bugʻ qozonlari va turbinalarini loyihalash, qurish va ishlatish bilan shugʻullanadi (yadro energiyasini ishlab chiqarishda ham qoʻllanadi).
Energiya konvertatsiyasi transport, mexanik energiya va energiya ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ichki yonish dvigatellari, turbinalar, nasoslar va boshqalar bilan bogʻliq. Yuqori issiqlik va mexanik yuklar amaliy muhandislik fanining koʻplab sohalarida hal qilinadigan operatsion xavfsizlik muammolarini keltirib chiqaradi.
Yadro texnologiyasi yadroviy reaktorlardan yadro energiyasini ishlab chiqarish, yadro yoqilgʻisini qayta ishlash va radioaktiv chiqindilarni yoʻq qilish bilan shugʻullanadi, amaliy yadro fizikasi, yadro kimyosi va radiatsiya fanidan foydalanadi.
Yadro energiyasini ishlab chiqarish koʻplab mamlakatlarda bir necha oʻn yillar davomida siyosiy jihatdan ziddiyatli boʻlib kelgan, ammo yadroviy parchalanish natijasida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi butun dunyoda muhim ahamiyatga ega[152]. Bir kun kelib termoyadroviy texnologiyalar koʻpchilik boʻlinish reaktorlarini almashtiradi degan umidlar katta, ammo bu hali ham yadro fizikasining tadqiqot sohasi.
Shamol turbinalari aylanadigan rotorni generatorga ulash orqali shamol energiyasini elektr energiyasiga aylantiradi. Shamol turbinalari atmosfera oqimlaridan energiya oladi va mashinasozlik va elektrotexnika fanidan olingan bilimlar bilan bir qatorda aerodinamikadan foydalangan holda ishlab chiqilgan. Shamol aerodinamik rotor pichoqlari boʻylab oʻtib, pichoqning har ikki tomonida yuqori bosim maydoni va pastroq bosim maydoni hosil qiladi. Koʻtarish va tortish kuchlari havo bosimining farqi tufayli hosil boʻladi. Yuk koʻtarish kuchi tortish kuchidan kuchliroqdir; shuning uchun generatorga ulangan rotor aylanadi. Keyin energiya aerodinamik kuchdan generatorning aylanishiga oʻzgarishi tufayli hosil boʻladi[153].
qayta tiklanuvchi energiyaning eng samarali manbalaridan biri sifatida eʼtirof etilgan shamol energiyasi dunyoda tobora dolzarb boʻlib bormoqda[154]. Shamol energiyasi energiya ishlab chiqarishda hech qanday suv ishlatmaydi, bu esa suv koʻp boʻlmagan hududlar uchun yaxshi energiya manbai hisoblanadi. Iqlim hozirgi bashoratlarga muvofiq oʻzgargan taqdirda ham shamol energiyasi ishlab chiqarilishi mumkin, chunki u faqat shamolga tayanadi[155].
Yerning chuqur qismida magma deb ataladigan erigan jinslarning haddan tashqari issiqlik hosil qiluvchi qatlami mavjud[156]. Magmadan kelib chiqadigan juda yuqori haroratlar yaqin atrofdagi yer osti suvlarini isitadi. Bunday issiqlikdan foydalanish uchun turli xil texnologiyalar ishlab chiqilgan, masalan, har xil turdagi elektr stantsiyalari (quruq, chaqqon yoki ikkilik), issiqlik nasoslari yoki quduqlardan foydalaniladi[157]. Issiqlikdan foydalanishning bu jarayonlari u yoki bu shaklda issiq suv yoki u tomonidan ishlab chiqarilgan bugʻ bilan aylantiriladigan turbinaga ega boʻlgan infratuzilmani oʻz ichiga oladi[158]. Aylanadigan turbinalar generatorga ulangan holda energiya ishlab chiqaradi. Eng soʻnggi innovatsiya 10 fut chuqurlikdagi tuproqning doimiy haroratidan foydalangan holda issiqlikni inshootlarga va undan issiqlikni pompalaydigan sayoz yopiq konturli tizimlardan foydalanishni oʻz ichiga oladi[159].
Gidroenergetika mexanik energiyani daryolar, okean toʻlqinlari va toshqinlardan oladi. Qurilish muhandisligi toʻgʻonlarni, tunnellarni, suv yoʻllarini oʻrganish va qurish, gidrologiya va geologiya orqali qirgʻoq resurslarini boshqarish uchun ishlatiladi. Oqim suv bilan aylanadigan past tezlikda ishlaydigan suv turbinasi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun elektr generatorini quvvatlantirishi mumkin[160][161].
Bioenergiya biologik ishlab chiqarishda, qishloq xoʻjaligida va oʻrmon xoʻjaligida yetishtiriladigan biomassalarni yigʻish, qayta ishlash va ulardan foydalanish bilan shugʻullanadi. Ulardan elektr stansiyalari yoqilgʻini oladi. Etanol, metanol (ikkalasi ham bahsli) yoki yonilgʻi xujayralari uchun vodorod ushbu texnologiyalardan olinishi va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin[162][163].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
