Что такое электризация как ее осуществить: Электризация тел и электрический заряд. Два рода зарядов. Взаимодействие заряженных тел — урок. Физика, 8 класс.

Что такое электризация тел? Определение, простые физические опыты для детей

Разряд тока между людьми, одетыми в шерстяную одежду, удивляет и веселит. Чтобы понять, почему так происходит следует ознакомиться, что такое электризация тел? Ответы на возникающие вопросы можно найти в разделе физики «Электродинамика». В нём описывается принцип накопления зарядов твердыми телами и действующие законы движения частиц.

Основные моменты

Чтобы определиться, что такое электризация тел, рассмотрим определения и закономерности движения заряженных частиц. Существует два противоположных вида: электроны (отрицательные) и протоны (положительные) заряды. При огромном их скоплении формируется электромагнитное поле. И чем ближе тела со статикой расположены друг к другу, тем более сильное воздействие оказывается.

После соприкосновения тел происходит обмен зарядами, выравниваются потенциалы (притяжение или отталкивание пропадает). Частицы одного знака стремятся отдалиться, разного наоборот притягиваются. Этим можно объяснить, что такое электризация тел: взаимное влияние электромагнитных полей, созданных электронами и протонами.

Попытаемся объяснить простым языком, что такое электризация тел: чтобы образовалось электромагнитное поле, нужно сначала осуществить действие, помогающее накопить заряд:

• трение;
• влияние магнитом;
• удар по предмету;
• химическая реакция;
• приложить к предмету через проводники источник питания (хотя бы батарейку).

Существует множество простых опытов, доказывающих на практике закономерности электродинамики.

Некоторые доказательства закономерностей

В качестве примеров можно провести простые опыты для детей:

• Берём обычную расчёску плоскую, лучше пластмассовую, но подойдёт и железная. Используем волосы или другие натуральные вещи: шубу, парик, шерстяной платок или свитер. Нужно несколько раз интенсивно натереть зубчики. Перед этим мелко измельчают бумагу и потом подносят к ней наэлектризовавшийся предмет. Кусочки моментально прилипают к расческе.
• Опыты для детей можно провести камнем янтаря, натертым аналогичным образом. После он может притягивать сухие травинки и другие предметы. Если его поднести к тонкой струе воды, то увидим как она отклоняется в сторону камня.

Шерстяная и шелковая ткани

О шелковый платок натирают стеклянную палочку. После к ней может прилипать практически любой мелкий предмет. Хорошо это заметно, когда наконечник подносим к волосам или тонким лентам бумаги.

Предметы из эбонита хорошо электризуются при трении о шерстяную ткань. А стеклянные палочки натирают шёлком. Однако у этих предметов получается различный заряд. Доказательством этому служит опыт, приведенный ниже.

Натертый шерстью эбонит будет отталкивать от себя шёлк. Чтобы увидеть это, подвесим оба предмета на одну нить и будем постепенно их сближать так, чтобы они свободно свисали. В итоге увидим как ткань начнёт отклоняться в сторону.

Аналогичное явление произойдёт и при опыте со стеклянной палочкой и шерстью. Электризация тел при трении фактически происходит благодаря преобразованию одной энергии в другую.

В повседневной жизни

Вокруг нас постоянно происходит электризация тел. При трении некоторых предметов она становится настолько высокой, что к ним притягиваются даже габаритные тяжелые детали. В домашних условиях наблюдать процесс электризации можно следующим образом:

• Одеваем домашние тапочки матерчатые, только не с резиновой подошвой. Натираем длительно ногами по ковру или деревянному полу. И если коснуться кончиком пальцев с напарником, то получите разряд. В темноте будет видно как он сверкает.
• Часто незаземленные холодильники и стиральные машины тоже бились статическим электричеством. Это происходило по причине трения вращающихся частей.
• Электризуются ладони после трения их о ту же шерсть или шелк. Одежда на человеке притягивает разного рода пушинки, ворсинки по причине электризации. Девочки убирают её спреями-антистатиками, чтобы юбка не липла к ногам во время ходьбы.

Телевизоры по этой же причине притягивают пыль к экранам и корпусу. А воздушный шарик, натертый о волосы головы, можно надолго подвесить к потолку. Происходит притяжение заряженной поверхности к обоям или другому покрытию.

Обозначения в электродинамике

Для классификации и количественного обозначения явления заряженных частиц используется буква q. Положительные протоны указывают так — +q. Отрицательные электроны получили символ -q.

Для расчётов используют общее количество зарядов. Их складывают или отнимают для получения истинного уровня электризации предмета. В спокойном состоянии любой уровень частиц постоянен и имеет вид закона сохранения электрического заряда: q1+q2+…+qN= const.

А для подсчета энергии используется понятие «квант». Простым языком — это минимальное количество частиц разноименно заряженных, которые могут в единицу времени передаваться другому предмету. Этот уровень можно измерить специальным прибором — электрометром. Его работа основана на накоплении заряда металлической стрелкой, закрепленной на неподвижной оси. По мере увеличения уровня частиц указатель отклоняется, стрелка движется по циферблату.

Особенности расчётов:

• На заряды действуют силы притяжения. Но их стараются не учитывать при простейших расчетах. Ведь размеры частиц очень малы по сравнению с преодолеваемыми расстояниями.
• Для определения направления движения любой выбранной частицы нужно учесть все силы, действующие от окружающих элементов. Все расчеты проводятся графически: составляется векторная диаграмма.

Как определить энергию?

Электроскоп является прибором, при помощи которого фиксируется электризация тел. Электрический заряд накапливается металлическим стержнем в виде лепестков, установленным на диэлектрическом основании — пластиковой втулке. Вся конструкция помещена в стальной корпус так, что подвижная часть расположена спереди и закрыта прозрачным стеклом.

Чтобы определить уровень заряда, нужно поднести наэлектризованный предмет к верхней металлической части прибора. Чем больше частиц переходит, тем сильнее расходятся лепестки. Недостатком конструкции является невозможность фиксировать положительные или отрицательные значения, все величины отображаются без знака.

Инструменты для эксперимента

Для подтверждения сил электродинамики проводят простые физические опыты при помощи подручных средств. Одними из таких послужат:

• Два металлических диска.
• Лоскут шерстяной ткани под размер.
• Электроскоп. Либо собственное изобретение: примером может служить металлический стержень, соединенный проводником с одним из дисков. Последний устанавливается плоскостью горизонтально. Стержень же расположен вертикально, у основания на небольшом расстоянии можно наложить мелко изрезанные кусочки бумаги.

Один из дисков нужно взять в руку. Обязательно использовать диэлектрические перчатки. На втором уложена ткань.

Порядок действий

Суть эксперимента:

• Верхний диск плотно прикладывают через ткань к нижнему.
• Его проворачивают несколько раз и резко убирают вверх.
• Если все сделано правильно, заряд равномерно перераспределится между диском и стержнем.
• Кусочки бумаги налипнут на стержень.

Для того чтобы бумага упала, можно снять заряд просто прикоснувшись к металлической части диска рукой без перчатки.

Мы рассмотрели часто встречающиеся и наиболее простые способы электризации тел.

Конспект внеклассного мероприятия «Электризация»

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

«Карабудахкентская средняя общеобразовательная школа№ 5»

Конспект внеклассного мероприятия

Класс: 8

Предмет: физика

Тема: «Электризация»

Учитель: Кискагаджиева Бурлият Ахмедовна

Тема «Электризация»

Цели:

Обучающая: систематизировать знания учащихся по теме «Статическое электричество», показать жизненную значимость явления электризации.

Развивающая: развивать память, внимание, коммуникативные возможности учащихся

Коррекционная: способствовать развитию таких мыслительных операций как анализ, сравнение, обобщение.

Воспитательная: создать благоприятные предпосылки для формирования здорового образа жизни, формировать уважение к профессиям.

Здоровьесберегающая: создать оптимальные условия для ребенка с учетом его индивидуальных особенностей.

Оборудование:

Электронная презентация, опорные схемы и таблицы, схема Фишбоун, магнитофон, диск с мелодиями, оформление для пунктов города, элементы костюмов для выступающих.

Задания учащимся к уроку:

1. Подобрать материал на тему: Где встречается электризация в нашей жизни (в быту, на производстве)

Ход урока.

1. Орг. момент. Звучит Гонг.

Презентация Слайд 1.

Учитель: Сегодня нам с вами предстоит осуществить путешествие по городу, которое называется «Электризация». Все, что мы встретим в этом городе, будет связано с явлением электризации тел. Но вы должны быть не просто зрителями, посещающим экскурсию. Представим, что вы журналисты, занимающиеся исследовательской работой. Вы можете брать интервью у встретившихся нам специалистов.

Слайд № 2

Свои впечатления, знания, проблемы, которые мы выявим в течение нашего путешествия, вы будете записывать в специальные журналистские блокноты (На столы учащимся раздается незаполненная схема Фишбоун). Запишите для себя выявленные проблемы, и постарайтесь определить пути их преодоления.

Слайд № 3

Учитель: Наше путешествие начинается.

У ворот города нас встречает охрана — диэлектрики. Вспомним, что такое диэлектрик, почему он не любит электричество?

Чтобы ответить на этот вопрос, воспользуйтесь схемой подсказкой нашего друга – Проводника.

Ученики: Электрический ток – это ток заряженных частиц. Все вещества делят на проводники и диэлектрики. Проводниками мы называем вещества, которые проводят электрический ток. Например все металлы, вода, тело человека. Поэтому нужно быть очень осторожным с электричество и призвать на помощь диэлектрики или изоляторы, которые не проводят электрический ток и защищают нас от удара током. К ним относятся пластмасса, стекло, фарфор, воздух.

Слайд № 4

Учитель: Чтобы Диэлектрики открыли нам ворота в город, необходимо ответить на 7 вопросов:

• Как можно наэлектризовать тело?

• Как отличить наэлектризованное тело от ненаэлектризованного?

• Как получить положительный заряд?

• Как получить отрицательный заряд?

• Как взаимодействуют разноименные заряды друг с другом?

• Как взаимодействуют одноименные заряды друг с другом?

• По какому свойству все вещества делят на проводники и диэлектрики?

Ученики отвечают на вопросы.

Учитель: Молодцы! Вы совершенно правы! Проверим свои ответы.   Слайд № 5

Классная комната поделана на зоны действия. Учащиеся в течение урока переходят от одного пункта к другому. На каждом пункте их встречает подготовленный ученик.

Учитель. Мы попали в город. Сейчас мы совершим экскурсию по предприятиям нашего города и разберемся, где электризация играет положительную, где отрицательную роль. Не забывайте, что вы журналисты. Будьте готовы к неожиданным встречам, задавайте вопросы, которые вас интересуют. Ведите ваши журналистские записи.

Слайд № 6

Наша первая остановка – аэродром. Нас встречает авиамеханик.

Авиамеханик ( один из учеников). Самолет заправляют топливом. В основу авиатоплива входит керосин, который является диэлектриком. Из – за трения о шланг керосин электризуется и может произойти взрыв, если возникнет искра. Я добавляю в керосин порошок хрома.

Учитель: Почему в керосин добавляют порошок хрома?

Ученики: Хром – металл, который проводит электричество, поэтому весь накапливаемый из-за трения заряд уйдет через хром в землю, если корпус самолета заземлен.

Учитель. Какую роль играет в этом случае электризация?

Ученики: Отрицательную, с нею борются.

Слайд № 7.

Учитель. Мы на заправочной станции. Здесь мы можем встретить машины, перевозящие топливо. Почему у этой машины можно увидеть цепь, прикрепленную сзади?

Водитель бензовоза ( один из учеников): Цепь изготовлена из металла и является проводником электричества. Весь заряд, накапливаемый из – за трения о бак, уходит через цепь в землю. В этом случае электризация играет отрицательную роль и с ней борются.

Учитель: Поблагодарим водителя за полезную информацию.

Слайд № 8.

Учитель. Давайте посетим фабрику по производству ткани и пошиву одежды. Какой вопрос вы хотите задать механику фабрики по электорооборудованию?

Ученики: Где на фабрике можно встретить электризацию?

Механик: При протягивании через станки ткань электризуется из-за трения и начинает загрязняться и даже искрить. Во избежание этого в помещении необходимо поддерживать определенную влажность, а все оборудование заземлять.

Учитель: Какую роль играет в данном случае электризация?

Ученики: В этом случае электризация тоже играет отрицательную роль и с ней борются.

Механик: А вот на ковровой фабрике, чтобы ворсинки не слипались, и равномерно опускались на основу ковра, основу заряжают отрицательно, ворс пропускают через положительно заряженную сетку и равномерно распределяют. Так получают отличные ковры.

Учитель: Какую роль играет здесь электризация?

Ученики: Электризация в этом случае полезна.

Слайд № 9

Учитель. Отправимся на хлебозавод. Электризация существует и тут!. Кто знает где?

Ответы учеников.

Учитель: Нас встречает электрик хлебозавода.

Электрик: Мука относится к горючим веществам. Находясь в воздухе во взвешенном состоянии, она может воспламениться. Чтобы этого не произошло, воздух увлажняют, а оборудование заземляют. Но на хлебозаводе электризация может приносить и огромную пользу. Чтобы тесто хорошо промесилось, муку заряжают положительно, а воду – отрицательно. Тесто хорошо промешивается, так как разноименно заряженные частицы муки и воды притягиваются.

Учитель. Спасибо за информацию. Уважаемые журналисты, не забываете ли вы вести записи?

Слайд № 10

Учитель. Отправимся на автомобильный завод. И здесь без электризации не обойтись. Как вы думаете, почему? Спросим автомеханика.

Автомеханик: При покраске корпус машины заряжают положительно, а частицы краски – отрицательно. Тогда окраска будет прочной и ровной.

Учитель. Мы живем на замечательной реке Волге, которая славится своим рыбным промыслом. Завершим наше путешествие на рыбном заводе, где производят замечательную копченую рыбу. А зачем коптят продукты?

Ученики: Продукты коптят для лучшего сохранения и улучшения вкуса.

Учитель. Познакомимся с мастером по копчению.

Мастер: На нашем заводе используют электрокопчение. Тушка рыбы заряжается отрицательно. А частицы дыма – положительно. Для чего, как вы думаете?

Ученики: Процесс копчения пойдет гораздо быстрее. В данном случает электризация играет положительную роль. Ее используют в хозяйстве.

Учитель. Спасибо нашим консультантам за интересную информацию. Наше путешествие закончилось, пройдем за свои рабочие места и подведем итоги. Что вы записали в свои блокноты?

Ответы учеников.

Слайд № 11.

Учитель: дополните свои блокноты записями, которые у вас отсутствуют.

Обратите внимание, что электризацию используют и в медицине: при заболевании органов дыхания используют электростатический душ.

Слайд № 12

Учитель: Итак подведем итоги нашей экскурсии. Какие действия необходимо предпринимать для нейтрализации статического электричества?

Учитель: Спасибо, ребята!

О

Домашнее задание: подготовьте сообщение об электризации в природе ( о грозе)

Электрификация – Анализ – IEA

Ведущие авторы
Матильда Хьюисманс

IEA (2022), Electrification , IEA, Paris https://www. iea.org/reports/electrification, Лицензия: CC BY 4.0

• Поделиться в Твиттере Твиттер
• Поделиться на Facebook Facebook
• Поделиться в LinkedIn LinkedIn
• Поделиться по электронной почте Электронная почта
• Выложить в печать Печать

Выбросы CO2

Электрификация обладает большим потенциалом для снижения конечного спроса на энергию, поскольку эффективность электрических технологий, как правило, намного выше, чем у альтернатив, основанных на ископаемом топливе, с аналогичными энергетическими услугами. Кроме того, преимущества сокращения выбросов от электрификации идут рука об руку с увеличением использования возобновляемых источников энергии. По мере того, как количество конечных пользователей все больше смещается в сторону электричества, к системе электроснабжения добавляется больше (гибких) мощностей, что смягчает последствия интеграции переменных возобновляемых источников энергии.

Точно так же, когда электроснабжение будет все больше насыщено возобновляемыми источниками энергии, углеродоемкость во всех секторах снизится.

Большая часть сокращений выбросов CO ₂ , связанных с электрификацией в период с 2021 по 2030 год, приходится на сектор автомобильного транспорта, особенно в сегменте легковых автомобилей. Этот сегмент значительно выигрывает от более широкого внедрения технологий и законодательства, направленного на борьбу с загрязнением воздуха в городских районах. Вторым по величине вкладчиком является электрификация отопления помещений. В настоящее время котлы, работающие на природном газе, имеют большую долю в отоплении жилых помещений, однако новые стандарты энергоэффективности зданий увеличат долю тепловых насосов.

В сценарии Net Zero с настоящего времени до 2030 года наибольшее сокращение выбросов, связанных с электрификацией, приходится на транспорт

По сравнению с сегодняшним днем, согласно сценарию Net Zero, электрификация может предотвратить выбросы 1 Гт CO ₂ в 2030 году. На электрификацию приходится около 7% всех смягченных выбросов в период с 2020 по 2030 год. Большая часть этих сокращений приходится на транспортный сектор, от электрификации легковых автомобилей. Вторым по величине вкладчиком является электрификация отопления помещений. Эти цифры не включают выбросы, которых удалось избежать за счет использования возобновляемых источников энергии или за счет энергоэффективности — только повышение эффективности трансмиссии приведет к снижению общего объема выбросов.

Энергия

Сильный экономический рост в сочетании с более холодной зимой и более теплым летом привел к увеличению мирового спроса на электроэнергию в 2021 г. на 5%, что является самым большим увеличением после восстановления после финансового кризиса в 2010 г. электроэнергии в спросе на энергию необходимо будет увеличивать примерно на 3,5% в год

Доля электроэнергии в общем конечном потреблении энергии, 2005-2030 гг.

Открытьразвернуть

Сильный экономический рост в сочетании с более холодной зимой и более теплым летом увеличил мировой спрос на электроэнергию в 2021 г. на 5 %, что стало самым большим увеличением после выхода из финансового кризиса в 2010 г. 

С 2015 по 2021 г. среднегодовой показатель составляет 2,1%, при этом самый высокий рост (4%) наблюдался непосредственно перед пандемией Covid-19 (с 2019 по 2020 год). Текущая доля электроэнергии в общем конечном спросе на энергию составляет 20%. Эта доля вырастет почти до 30 % к 2030 году в сценарии Net Zero — совокупный среднегодовой темп роста составит около 3,5 %. Темпы, с которыми доля электроэнергии будет увеличиваться, должны возрасти, чтобы соответствовать вехам сценария Net Zero.

Несмотря на свой значительный вклад в сокращение выбросов, сектор автомобильного транспорта будет иметь наименьшую долю электроэнергии в общем спросе на энергию в 2030 году. Доля увеличится более чем в 20 раз к 2030 году, с менее чем полпроцента в 2021 году до примерно 9 % в 2030 году. Поскольку здания и промышленные сектора уже имеют большую долю электроэнергии, они демонстрируют более медленные темпы роста по этому показателю, с ростом 40% и 32%, соответственно.

Однако для всех секторов среднегодовые темпы увеличения доли электроэнергии должны будут увеличиться более чем в два раза по сравнению с историческими темпами.

Развертывание технологий

Различные секторы спроса демонстрируют различные этапы внедрения технологий. Это развертывание частично обусловлено политикой сокращения выбросов и снижением затрат на энергопотребление.

В транспортном секторе в 2021 году продажи электромобилей резко выросли на основных автомобильных рынках. Инфраструктура зарядки для поддержки этих электромобилей также расширяется, но развертывание должно ускориться. Точно так же медленно набирают обороты сегменты электрифицированных автобусов и большегрузных автомобилей, но доля рынка и доступность моделей по-прежнему невелики.

Наиболее перспективными технологиями электрификации зданий и промышленности являются нагрев и охлаждение воздуха, воды и пара. В секторе

зданий технологические возможности хорошо развиты, и сегодня тепловые насосы стали наиболее распространенной технологией отопления во вновь строящихся домах. Тем не менее, по-прежнему необходим прогресс для увеличения использования тепловых насосов в существующих зданиях — необходимость модернизации зданий для тепловых насосов и предпочтения потребителей снижают внедрение этой технологии.

В промышленном секторе развертывание технологий электрификации происходит в сегментах низкотемпературного нагрева, таких как продукты питания и напитки, а также в легкой промышленности. Большинство мер по электрификации предлагают мало преимуществ в производительности по сравнению с аналогичными вариантами технологий, поэтому развертывание происходит медленнее по сравнению с другими секторами. Водород, полученный в результате электролиза, представляет собой косвенную форму электрификации и является жизнеспособным вариантом в некоторых областях тяжелой промышленности. В 2021 году широкий интерес вызвали несколько демонстрационных проектов, например, проект Hybrit в Швеции, в ходе которого была произведена первая сырая сталь.

Новые автомобили и новые дома — основные направления внедрения технологий электрификации

Политика

Многие страны подходят к вопросу электрификации с разных сторон, ориентируясь либо на увеличение спроса на электроэнергию, либо на увеличение доли (возобновляемой) электроэнергии в общем энергоснабжении. Некоторые страны также занимаются распределительной сетью, в основном развивающиеся страны, устанавливая целевые показатели доли населения, подключенного к электросети, или увеличивая пропускную способность системы.

Недавно Швеция опубликовала стратегию, посвященную исключительно электрификации и ее дальнейшему развитию. Основное внимание уделяется расширению пропускной способности сети, дальнейшему развитию сети зарядки электромобилей и сектора ветроэнергетики. Точно так же Япония также опубликовала всеобъемлющий ответ на нехватку электроэнергии.

Другие политические меры, связанные с электрификацией, включают следующее: 

• Многие регионы работают над укреплением своих электросетей. За последние несколько лет многие правительства создали фонды или структуры для достижения этой цели, например, Индия, Европейский союз, Венгрия и Соединенные Штаты.
• Канада и Австралия начали финансирование демонстрационных проектов интеллектуальных и микросетей с целью повышения устойчивости и надежности электроснабжения.
• Чтобы общество больше знало об электрификации и ее возможностях, некоторые страны, например Австралия и Индия, запустили информационные и образовательные кампании.
• В этом году было объявлено о многих новых инициативах в отношении сетей зарядки электромобилей, особенно в США, Великобритании и Германии.

Политика, реализованная до сих пор, не подходит к электрификации всесторонне – необходима дальнейшая разработка политики

Политики

Политика

Страна

Год

Статус

Юрисдикция

• Закон о снижении инфляции 2022 г.: гл. 50152 Гранты для содействия прокладке межгосударственных линий электропередачи

  Соединенные Штаты 2022 Действующий Национальный

• Министерство энергетики, Федеральный бюджет на 2022 финансовый год

  Соединенные Штаты 2022 Планируется Национальный

• Закон о снижении инфляции 2022 г. : гл. 13401 Кредит на чистый автомобиль

  Соединенные Штаты 2022 Действующий Национальный

• Увеличен бюджет фонда поддержки зеленого перехода (FSC 2021-2027)

  Италия 2022 Действующий Национальный

• 2022–2033 Национальный транспортный план – железная дорога

  Норвегия 2022 Планируется Национальный

• 2022 раунд субсидий на электромобильность

  Австрия 2022 Действующий Национальный

Рекомендации для политиков

Поскольку в ближайшие годы спрос на электроэнергию и ее предложение значительно возрастут, важно, чтобы энергосистема могла справиться с масштабами и изменчивостью мощности. Один из способов сделать это — разработать стратегии электрификации, позволяющие избежать перегрузки электросистемы. Правительства могут предоставить сетевым операторам четкие пути для своевременного осуществления инвестиций. В настоящее время существует много целей в отношении продаж электромобилей, установки тепловых насосов и мощностей по возобновляемым источникам энергии — правительствам необходимо будет преобразовать эти цели в конкретные географические возможности, которые могут удовлетворить будущие потребности.

Стратегическое расширение пропускной способности и гибкости сети

Во всех секторах стоимость перехода на электроэнергию приводит к высоким первоначальным инвестиционным затратам. Существует несколько инструментов для преодоления этих барьеров и создания стимулов для конечного использования электроэнергии. Большой вклад вносят стандарты эффективности в зданиях и транспортных средствах, а также корректировка субсидий и налогов, чтобы экономическое обоснование стало более благоприятным.

Помощь в преодолении высоких первоначальных капиталовложений

Технический потенциал электрификации в промышленности высок, но для снижения стоимости альтернативных технологий требуются значительные инновации и развертывание. Количественная оценка преимуществ электрификации и корректировка отраслевых стандартов для нового оборудования изменит парадигму в легкой промышленности.

Целевые НИОКР по электрификации промышленности

Связанные отрасли и технологии

Электроэнергетический сектор стрелка вправо

Транспорт стрелка вправо

Промышленность стрелка вправо

Легкая промышленность стрелка вправо

Здания стрелка вправо

Спрос ответ стрелка вправо

Умные сети стрелка вправо

Отслеживание прогресса в области чистой энергетики

Оценка важнейших энергетических технологий для глобального перехода к экологически чистой энергии

Исследуйте hubcircle-стрелка

Что такое электрификация: определение и значение

• Вопрос и ответы

Чтобы замедлить темпы глобального потепления, правительства и компании по всему миру взяли на себя обязательство достичь углеродной нейтральности к 2050 году, сократив выбросы вредных парниковых газов, которые способствуют изменению климата. Достижение этих целей требует огромного переход на электрификацию . Но что означает электрификация? Это означает процесс, посредством которого мы заменяем источники энергии из ископаемого топлива, такие как уголь, нефть и газ, электричеством, полученным из возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидро- и геотермальная энергия. Таким образом, электрификация требует от нас переосмыслить то, как мы заправляем наши автомобили, отапливаем наши дома и питаем нашу промышленность. К счастью, технический прогресс делает возобновляемую электроэнергию все более рентабельной — во многих случаях даже в большей степени, чем ископаемое топливо, которое производит парниковые газы, ответственные за глобальное потепление. В то же время сокращение отходов, связанное с повышением эффективности, приводит к снижению энергопотребления при той же производительности. Цели электрификации ясны: обезуглерожить экономику, сделать транспорт более эффективным, гарантировать более чистое качество воздуха и оцифровать наши дома и города. Поэтому его следует понимать как важный инструмент для осуществления энергетического перехода и придания формы модели устойчивого развития. Но это произойдет только тогда, когда все наши потребности в энергии будут удовлетворены за счет электроэнергии, вырабатываемой на 100% из возобновляемых источников энергии.

Понимание преимуществ электрификации

Электрификация

Процесс перехода к энергетике для устойчивого мира

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Преимущества электрификации начинаются с устойчивости и сокращения выбросов парниковых газов. Замена электроэнергии, вырабатываемой на ископаемом топливе, энергией, вырабатываемой из возобновляемых источников, в сочетании с электрификацией конечных потребителей снижает загрязнение окружающей среды. Европейский Союз увеличил свои климатические амбиции на 2030 год, стремясь сократить выбросы парниковых газов (ПГ) не менее чем на 55% по сравнению с 1990, чтобы достичь углеродной нейтральности к 2050 году . В этом сценарии, согласно данным ЕС, доля электроэнергии в конечном потреблении энергии в ЕС-27 вырастет с 23% до 30-31% к 2030 году и с 47% до 60% к 2050 году.

Однако преимущества электрификации не ограничиваются изменением климата и более здоровым воздухом. Электрификация создает ряд взаимосвязанных преимуществ, образующих благотворный круг . Электрификация дает пять основных взаимосвязанных преимуществ:

• Декарбонизация : переход от ископаемого топлива к безуглеродному электричеству снижает выбросы углерода при конечном потреблении энергии в таких секторах, как транспорт и промышленность, которые являются основной причиной глобальных выбросов парниковых газов

• Инновации: разработка инновационных технологий для поддержки распространение электрификации, таких как Enel X Sun Plug&Play, солнечная панель, достаточно маленькая, чтобы поместиться на балконе, что делает использование возобновляемых источников энергии более доступный и широко распространенный , и продвинутый аккумуляторный накопитель . Эти технологии могут также распространиться на другие сектора.

• Цифровизация: в сочетании с электрификацией, цифровизация таких услуг, как интеллектуальные термостаты в домах и дистанционно управляемое освещение в городах, обеспечивает гибкость, необходимую потребителям для оптимизации использования энергии и сокращения отходов

• Эффективность: 9Электрификация 0057 может обеспечить значительную экономию энергии благодаря более высокой эффективности по сравнению с другими формами энергии в быту, на транспорте, в строительном секторе и в промышленности

  по данным Европейского агентства по окружающей среде. Электрификация улучшает качество воздуха за счет снижения зависимости от сжигания углеродсодержащего топлива для таких видов деятельности, как отопление и мобильность.

Какие примеры электрификации?

Почти все, что сегодня требует энергии, можно заставить работать на электричестве. Выгоды очевидны: электрификация приведет к резкому сокращению выбросов парниковых газов, а также к значительному улучшению качества воздуха, особенно в городских районах, за счет замены ископаемого топлива возобновляемой энергией везде, где это возможно в наших городах, промышленности и домах.

Существует много примеров электрификации, в том числе:

• замена горячего водоснабжения и отопления домов на природном газе;

• электрификация логистики, особенно автомобильного транспорта и судов;

• замена ископаемого топлива возобновляемой электроэнергией в процессах промышленного производства.

Электрификация дома: решения и преимущества

Электрификация дома делает ваше жилье более энергоэффективным, что дает дополнительное преимущество в снижении ваших счетов за электроэнергию. Например: решения для электрификации дома, такие как:

• Тепловой насос в три раза эффективнее котла и экономит в среднем 45% счетов за отопление
• фотогальваническая система для получения солнечной энергии, которая может балкон или окно для самостоятельного производства энергии и сокращения счетов до 25% — навсегда

• Индукционные варочные панели, мощность которых вдвое выше, чем у традиционных газовых плит, а также обеспечивают более равномерное приготовление пищи, более точный контроль температуры и большую безопасность

Кроме того, электрификация позволяет централизованно управлять встроенными приборами, интеллектуальными термостатами и светодиодными лампочками , превращая дома в умные дома, более эффективные, безопасные и удобные. В умном доме централизованная система оптимально управляет энергопотреблением, например, используя стиральную машину, когда стоимость электроэнергии ниже, а также самостоятельно регулируя освещение и температуру в помещении в зависимости от привычек жильцов.

Решения для электронного дома

Обеспечение более разумной и лучшей жизни с помощью передовых технологий

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Промышленная электрификация: решения и преимущества

Раньше промышленность ассоциировалась с грязными трубами, но теперь это не так. Почти половину ископаемой энергии, используемой в производстве (например, для термообработки, сушки, дистилляции, прессования, приготовления пищи), можно заменить электричеством с использованием уже имеющихся технологий.

Существует несколько преимуществ электрификации для заводов и промышленности:

• Прежде всего, поскольку электричество является более точным, контролируемым и гибким, чем горение, его легче контролировать и оно может привести к повышению качества продукции

• Снижение затрат гарантировано благодаря большей энергоэффективности и сокращению требований к техническому обслуживанию

• Электрификация способствует достижение целей в области устойчивого развития , поскольку это сводит к нулю количество прямых загрязняющих выбросов на объекте

• Наконец, инновации : электрификация включает в себя внедрение передовых технологий, оцифровку услуг и интеграцию с передовыми системами

Многие решения для электрификации промышленности и сопутствующих услуг уже используются и становятся все более распространенными. Вот некоторые из них:

• Низкотемпературные и среднетемпературные тепловые насосы предлагают широкий спектр решений для электрификации как объектов, так и производственных операций, которые можно комбинировать с программным обеспечением для управления энергопотреблением для оптимизации потребления и программной потребности

• Электрификация позволяет компаниям участвовать в программах Demand Response , раскрывая потенциал новых источников дохода и снижая затраты на энергию

Гибкие решения

Преобразование энергии из затрат в возможности

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

• Фотоэлектрические системы на крышах складов для выработки солнечной энергии для объекта все чаще используются в промышленности. Когда солнечные панели сочетаются с системами хранения энергии на батареях (BESS), они становятся еще более эффективными, поскольку эту возобновляемую энергию можно хранить и использовать, когда это необходимо

• Установка когенерационных или тригенерационных установок  утилизация отработанного тепла, образующегося при производстве электроэнергии, для отопления и охлаждения

• Мобильные решения для электрификации корпоративных парков и управления ими становятся все более распространенным инструментом для сокращения выбросов

Электрификация города: решения и преимущества

К 2050 году более 70% населения мира будет проживать в городах, поэтому городская энергетическая инфраструктура должна адаптироваться, чтобы не отставать от темпов изменений.

 

В настоящее время на долю городов приходится почти три четверти ежегодных выбросов углерода и две трети мирового потребления энергии. Электрификация городов создает такие преимущества, как превращение городов сегодняшнего и завтрашнего дня в более пригодные для жизни, здоровые и устойчивые.

 

К счастью, в городах имеется множество решений по электрификации.

Электрический общественный транспорт

Мобильность с нулевым уровнем выбросов для устойчивых городов

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

• Муниципальные администрации могут использовать солнечные панели для обеспечения чистой энергией для удовлетворения части потребностей в отоплении, охлаждении и электричестве электрифицированных офисов, школ и больниц
• Электрификация также упрощает использование программ управления энергопотреблением , которые позволяют управляющим для достижения экономии на освещении и отоплении в общественных зданиях
• Электрификация общественного транспорта улучшает качество воздуха, снижает выбросы и шумовое загрязнение, сокращает расходы и предоставляет населению более комфортные и расширенные услуги. Преобразование общественного транспорта в электрические автобусы — это только начало. Электронные решения для общественного транспорта включают в себя модернизацию автобусных остановок и навесов, которые станут умными и многофункциональными. Целью является устойчивая и интегрированная система мобильности, контролируемая в режиме реального времени и управляемая интеллектуальным и гибким способом, которая станет основой будущих электрифицированных, круговых и взаимосвязанных умных городов
• Электрификация городов должна включать новый подход к уличному освещению. Государственные администрации при поддержке Enel X могут сделать свои умные города более функциональными, эффективными и устойчивыми, заменив устаревшую инфраструктуру уличного освещения инновационными светодиодными решениями , а также передовыми технологиями, которые улучшают услуги освещения за счет повышения безопасности и надежности системы. Адаптивное освещение, т. е. возможность регулировки уличного освещения с учетом реальных условий движения, погоды и освещенности, может оптимизировать уличное освещение и привести к экономия энергии 20-35% по сравнению со светодиодными лампами.