CO TO JEST ENERGIA ALTERNATYWNA?

Send

W ostatnich latach energia alternatywna była przedmiotem intensywnych zainteresowań i debat. Dzięki zagrożeniu zmianami klimatu oraz faktem, że średnie globalne temperatury nadal rosną z roku na rok, dążenie do znalezienia form energii, które zmniejszą zależność ludzkości od paliw kopalnych, węgla i innych metod zanieczyszczenia, naturalnie nasiliły się.

Chociaż większość koncepcji energii alternatywnej nie jest nowa, kwestia ta stała się pilna dopiero w ostatnich dziesięcioleciach. Dzięki ulepszeniom technologii i produkcji koszty większości form energii alternatywnej spadają, a wydajność rośnie. Ale czym jest energia alternatywna i jakie jest prawdopodobieństwo, że stanie się ona głównym nurtem?

Definicja:

Oczywiście toczy się debata na temat tego, co oznacza „energia alternatywna” i do czego można ją zastosować. Z jednej strony termin ten może odnosić się do form energii, które nie zwiększają śladu węglowego ludzkości. Pod tym względem może obejmować takie obiekty, jak obiekty jądrowe, elektrownie wodne, a nawet takie rzeczy, jak gaz ziemny i „czysty węgiel”.

Z drugiej strony termin ten jest również używany w odniesieniu do tego, co obecnie uważa się za nietradycyjne metody energii - takie jak energia słoneczna, wiatrowa, geotermalna, biomasa i inne niedawne dodatki. Tego rodzaju klasyfikacja wyklucza metody takie jak hydroelektryczność, które istnieją od ponad wieku i dlatego są dość powszechne w niektórych regionach świata.

Innym czynnikiem jest to, że alternatywne źródła energii są uważane za „czyste”, co oznacza, że nie wytwarzają szkodliwych zanieczyszczeń. Jak już wspomniano, może to odnosić się do dwutlenku węgla, ale także innych emisji, takich jak tlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenek azotu i inne. W ramach tych parametrów energia jądrowa nie jest uważana za alternatywne źródło energii, ponieważ wytwarza odpady radioaktywne, które są bardzo toksyczne i muszą być składowane.

Jednak we wszystkich przypadkach termin ten odnosi się do form energii, które zastąpią paliwa kopalne i węgiel jako dominującą formę produkcji energii w nadchodzących dziesięcioleciach.

Rodzaje energii alternatywnej:

Ściśle mówiąc, istnieje wiele rodzajów energii alternatywnej. Po raz kolejny definicje stają się nieco kłopotliwe, a termin ten był używany w przeszłości w odniesieniu do dowolnej metody, która w tamtym czasie była uważana za nietypową. Ale ogólnie mówiąc termin ten oznacza alternatywy dla węgla i paliw kopalnych, może obejmować dowolne lub wszystkie z poniższych:

Energia wodna: Odnosi się to do energii wytwarzanej przez zapory hydroelektryczne, w których spadająca woda (tj. Rzeki lub kanały) są kierowane przez urządzenie do wirowania turbin i wytwarzania energii elektrycznej.

Energia atomowa: Energia wytwarzana przez reakcje powolnego rozszczepiania. Pręty uranu lub innych pierwiastków promieniotwórczych ogrzewają wodę w celu wytworzenia pary, która z kolei obraca turbiny w celu wytworzenia elektryczności.

Energia słoneczna: Energia wykorzystywana bezpośrednio od Słońca, gdzie ogniwa fotowoltaiczne (zwykle złożone z podłoża krzemowego i rozmieszczone w dużych układach) przekształcają promienie słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną. W niektórych przypadkach ciepło wytwarzane przez światło słoneczne jest również wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej, która jest znana jako energia słoneczno-termiczna.

Moc wiatru: Energia wytwarzana przez przepływ powietrza, w którym duże turbiny wiatrowe są wirowane przez wiatr w celu wytworzenia elektryczności.

Energia geotermalna: Energia wytwarzana przez ciepło i parę wytwarzaną przez aktywność geologiczną skorupy ziemskiej. W większości przypadków polega to na umieszczeniu rur w ziemi powyżej stref aktywnych geologicznie w celu kierowania pary przez turbiny, generując w ten sposób energię elektryczną.

Moc pływowa:Energia wytwarzana przez uprzęże pływowe rozmieszczone wokół linii brzegowych. Tutaj codzienne zmiany pływów powodują, że woda przepływa tam i z powrotem przez turbiny, wytwarzając energię elektryczną, która jest następnie przekazywana do elektrowni wzdłuż brzegu.

Biomasa: Odnosi się to do paliw pochodzących z roślin i źródeł biologicznych - tj. Etanolu, glukozy, alg, grzybów, bakterii - które mogłyby zastąpić benzynę jako źródło paliwa.

Wodór: Energia pochodząca z procesów z udziałem wodoru. Może to obejmować katalizatory, w których cząsteczki wody są rozbijane i ponownie łączone przez elektrolizę; wodorowe ogniwa paliwowe, w których gaz jest wykorzystywany do napędzania silników spalinowych lub podgrzewany i wykorzystywany do wirowania turbin; lub fuzja jądrowa, w której atomy wodoru łączą się w kontrolowanych warunkach, uwalniając niewiarygodne ilości energii.

Alternatywne i odnawialne źródła energii:

W wielu przypadkach alternatywne źródła energii są również odnawialne. Jednak warunki te nie są całkowicie wymienne, ponieważ wiele form energii alternatywnej opiera się na ograniczonych zasobach. Na przykład energia jądrowa opiera się na uranie lub innych ciężkich elementach, które należy wydobywać.

Tymczasem energia wiatrowa, słoneczna, pływowa, geotermalna i hydroelektryczna polegają na źródłach całkowicie odnawialnych. Promienie słoneczne są najobfitszym źródłem energii ze wszystkich i, choć ograniczone pogodą i dobrymi wzorami, są wieczne - a zatem niewyczerpane z przemysłowego punktu widzenia. Wiatr jest również stały dzięki rotacji Ziemi i zmianom ciśnienia w naszej atmosferze.

Rozwój:

Obecnie energia alternatywna jest wciąż w powijakach. Jednak obraz ten szybko się zmienia ze względu na połączenie nacisków politycznych, ogólnoświatowych katastrof ekologicznych (susza, głód, powodzie, burze) oraz ulepszenia technologii energii odnawialnej.

Na przykład od 2015 r. Światowe potrzeby energetyczne były nadal w głównej mierze pokrywane przez źródła takie jak węgiel (41,3%) i gaz ziemny (21,7%). Energia wodna i jądrowa stanowiły odpowiednio 16,3% i 10,6%, podczas gdy „odnawialne źródła energii” (tj. Energia słoneczna, wiatrowa, biomasa itp.) Stanowiły zaledwie 5,7%.

Stanowiło to znaczącą zmianę w stosunku do 2013 r., Kiedy globalne zużycie ropy, węgla i gazu ziemnego wyniosło odpowiednio 31,1%, 28,9% i 21,4%. Energia jądrowa i hydroelektryczna stanowiła 4,8% i 2,45, a źródła odnawialne zaledwie 1,2%.

Ponadto wzrosła liczba umów międzynarodowych dotyczących ograniczenia zużycia paliw kopalnych i rozwoju alternatywnych źródeł energii. Należą do nich dyrektywa w sprawie odnawialnych źródeł energii podpisana przez Unię Europejską w 2009 r., W której określono cele w zakresie wykorzystania energii odnawialnej we wszystkich państwach członkowskich na rok 2020.

Zasadniczo w umowie stwierdzono, że UE zaspokoi co najmniej 20% całkowitego zapotrzebowania na energię ze źródeł odnawialnych do 2020 r. I że co najmniej 10% ich paliw transportowych pochodzi ze źródeł odnawialnych do 2020 r. W listopadzie 2016 r. Komisja Europejska dokonała przeglądu tych cele, ustalając, że co najmniej 27% zapotrzebowania UE na energię pochodzi z odnawialnych źródeł energii do 2030 r.

W 2015 r. Ramowa konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (UNFCCC) spotkała się w Paryżu w celu opracowania ram łagodzenia emisji gazów cieplarnianych i finansowania energii alternatywnej, które wejdą w życie do 2020 r. Doprowadziło to do porozumienia paryskiego przyjęte 12 grudnia 2015 r. i otwarte do podpisu 22 kwietnia (Dzień Ziemi) 2016 r. w siedzibie ONZ w Nowym Jorku.

Odnotowano także kilka krajów i państw, które przodują w dziedzinie rozwoju alternatywnych źródeł energii. Na przykład w Danii energia wiatrowa stanowi do 140% zapotrzebowania kraju na energię elektryczną, a nadwyżka jest dostarczana do krajów sąsiednich, takich jak Niemcy i Szwecja.

Islandia, dzięki położeniu na północnym Atlantyku i aktywnym wulkanom, osiągnęła 100% poleganie na energii odnawialnej do 2012 r. Dzięki połączeniu hydroelektryczności i energii geotermalnej. W 2016 r. Niemiecka polityka wycofywania uzależnienia od ropy i energii jądrowej spowodowała, że kraj ten osiągnął kamień milowy 15 maja 2016 r. - gdzie prawie 100% zapotrzebowania na energię elektryczną pochodziło ze źródeł odnawialnych.

Stan Kalifornia poczynił również imponujące postępy w zakresie polegania na energii odnawialnej w ostatnich latach. W 2009 r. 11,6 procent całej energii elektrycznej w tym stanie pochodziło ze źródeł odnawialnych, takich jak energia wiatrowa, słoneczna, geotermalna, biomasa i małe obiekty hydroelektryczne. Dzięki wielu programom, które zachęcają do przejścia na odnawialne źródła energii, ta zależność wzrosła do 25% do 2015 r.

Biorąc pod uwagę obecne wskaźniki adopcji, długoterminowe perspektywy energii alternatywnej są wyjątkowo pozytywne. Według raportu Międzynarodowej Agencji Energii (IEA) z 2014 r. Fotowoltaiczna energia słoneczna i słoneczna energia cieplna będą stanowiły 27% światowego zapotrzebowania do 2050 r. - co czyni je największym pojedynczym źródłem energii. Podobnie raport z 2013 r. Na temat energii wiatrowej wykazał, że do 2050 r. Wiatr może stanowić nawet 18% światowego zapotrzebowania.

World Energy Outlook 2016 IEA twierdzi również, że do 2040 r. Gaz ziemny, wiatr i energia słoneczna zaćmie węgiel i ropę jako główne źródła energii. Niektórzy nawet posuwają się nawet do stwierdzenia, że - dzięki rozwojowi technologii energii słonecznej, wiatrowej i syntezy jądrowej - paliwa kopalne staną się przestarzałe do 2050 r.

Podobnie jak w przypadku wszystkich rzeczy, przyjęcie alternatywnej energii było stopniowe. Ale dzięki rosnącemu problemowi zmian klimatu i rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną na całym świecie, tempo przyjmowania czystych i alternatywnych metod stało się wykładnicze w ostatnich latach. Kiedyś w tym stuleciu ludzkość może osiągnąć neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla, i to nie za wcześnie!

Napisaliśmy wiele artykułów o alternatywnej energii dla Space Magazine. Oto jakie są różne rodzaje energii odnawialnej ?, Co to jest energia słoneczna ?, Jak działa turbina wiatrowa ?, Czy świat może działać na energii słonecznej i wiatrowej ?, Skąd pochodzi energia geotermalna? i kompromisy prowadzą do porozumienia w sprawie zmian klimatu.

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat energii alternatywnej, sprawdź uprawy alternatywnej energii w kosmosie. A oto link do alternatywnych technologii energetycznych do kontrolowania zmian klimatu.

Nagraliśmy także odcinek Astronomy Cast o planecie Ziemia. Posłuchaj tutaj, odcinek 51: Ziemia.

Źródła: