Atsinaujinanti energija šiandieniniame pasaulyje tampa vis svarbesne problema. Be augančių iškastinio kuro kainų ir klimato kaitos grėsmės, šioje srityje taip pat įvyko teigiamų pokyčių, įskaitant efektyvumo didėjimą ir kainų mažėjimą.
Visa tai padidino alternatyvios energijos poreikį ir pagreitino perėjimą prie švaresnių, tvaresnių elektros energijos būdų. Vis dėlto svarbu atkreipti dėmesį į daugelį rūšių - biomasės, saulės, vėjo, potvynio ir geoterminę energiją - ir kad kiekviena iš jų turi savo privalumų ir trūkumų.
Biomasė:
Plačiausiai naudojama atsinaujinančios energijos rūšis yra biomasė. Biomasė paprasčiausiai reiškia organinių medžiagų naudojimą ir jų pavertimą kitomis energijos rūšimis, kurias galima naudoti. Nors kai kurios biomasės formos buvo naudojamos šimtmečius, pavyzdžiui, medienos deginimas, kiti, naujesni metodai, yra orientuoti į metodus, iš kurių nesusidaro anglies dioksidas.
Pavyzdžiui, yra švariai deginamas biokuras, kuris yra alternatyva naftai ir dujoms. Skirtingai nuo iškastinio kuro, kuris gaminamas geologinių procesų metu, biokuras gaminamas biologiniais procesais, tokiais kaip žemės ūkis ir anaerobinis skaidymas. Įprastas kuras, susijęs su šiuo procesu, yra bioetanolis, kuris gaunamas fermentuojant angliavandenius, gaunamus iš cukraus ar krakmolo pasėlių (pvz., Kukurūzų, cukranendrių ar saldaus sorgo), kad būtų sukurtas alkoholis.
Kitas įprastas biokuras yra žinomas kaip biodyzelinas, kuris gaminamas iš aliejų ar riebalų, naudojant procesą, žinomą kaip transesterinimas - kur rūgštinės molekulės keičiamos alkoholiu katalizatoriaus pagalba. Šios degalų rūšys yra populiari benzino alternatyva, todėl jas galima deginti transporto priemonėse, kurios buvo pritaikytos naudoti degalus.
Saulės energija:
Saulės energija (dar žinoma kaip fotovoltinė energija) yra vienas populiariausių ir sparčiausiai populiarėjančių alternatyvių energijos šaltinių. Šiame procese dalyvauja saulės elementai (paprastai gaminami iš kristalinio silicio pjūvių), kurie pasikliauja fotoelektros (PV) efektu, kad sugertų fotonus ir paverčia juos elektronais. Tuo tarpu saulės šiluminė energija (kita saulės energijos forma) priklauso nuo veidrodžių ar lęšių, kad didelis saulės spindulių plotas arba saulės šiluminė energija (STE) būtų sutelkti į nedidelį plotą (t. Y. Saulės elementą).
Iš pradžių fotovoltinė energija buvo naudojama tik mažoms ir vidutinėms operacijoms, pradedant nuo saulės energija varomų prietaisų (tokių kaip skaičiuotuvai) ir baigiant namų apyvokos blokais. Tačiau nuo devintojo dešimtmečio komercinės koncentruotos saulės elektrinės tapo daug įprastesnės. Tai ne tik palyginti nebrangus energijos šaltinis, kai tinklo energija yra nepatogi, per brangi ar tiesiog neprieinama; padidėjęs saulės elementų efektyvumas ir mažėjančios kainos daro saulės energiją konkurencingą naudojant įprastus energijos šaltinius (t. y. iškastinį kurą ir anglį).
Šiandien saulės energija taip pat vis dažniau naudojama su tinklais susijusiose situacijose kaip būdas tiekti mažai anglies dvideginio išskiriančią energiją į tinklą. Iki 2050 m. Tarptautinė energetikos agentūra tikisi, kad saulės energija, įskaitant STE ir FE operacijas, sudarys daugiau kaip 25% rinkos, todėl ji taps didžiausiu pasaulyje elektros energijos šaltiniu (dauguma įrenginių bus dislokuoti Kinijoje ir Indijoje).
Vėjo energija:
Vėjo energija tūkstančius metų buvo naudojama burėms stumti, vėjo malūnams gaminti ar vandens siurbliams slėgiui generuoti. Vėjo panaudojimas elektros energijai gaminti buvo tiriamas nuo XIX amžiaus pabaigos. Tačiau tik įdėjus daug pastangų ieškant alternatyvių energijos šaltinių XX amžiuje, vėjo energija tapo svarbių tyrimų ir plėtros centru.
Lyginant su kitomis atsinaujinančios energijos formomis, vėjo energija laikoma labai patikima ir pastovia, nes vėjas yra pastovus kiekvienais metais ir nesumažėja piko valandomis. Iš pradžių vėjo jėgainių statyba buvo brangi įmonė. Tačiau dėl pastarojo meto patobulinimų vėjo energija pradėjo nustatyti didžiausias kainas didmeninėse energijos rinkose visame pasaulyje ir sumažinti iškastinio kuro pramonės pajamas ir pelną.
Remiantis praėjusių metų kovo mėn. Energetikos departamento išleista ataskaita, vėjo energijos augimas JAV gali lemti dar aukštesnės kvalifikacijos darbo vietas daugelyje kategorijų. Dokumente, pavadintame „Vėjo matymas: nauja vėjo energijos era JAV“, nurodoma, kad iki 2050 m. Pramonė galėtų pagaminti net 35% JAV pagamintos elektros energijos.
Be to, praėjusiais metais Pasaulinė vėjo energijos taryba ir „Greenpeace International“ kartu paskelbė pranešimą pavadinimu „Global Wind Energy Outlook 2014“. Šioje ataskaitoje teigiama, kad visame pasaulyje vėjo energija iki 2050 m. Galėtų sudaryti nuo 25 iki 30% visos elektros energijos. Rašant ataskaitą, komercinių įrenginių, esančių daugiau nei 90 šalių, bendras galingumas buvo 318 gigavatai (GW), o tai apie 3% pasaulinės pasiūlos.
Potvynio galia:
Panašiai kaip vėjo energija, potvynio energija laikoma potencialiu atsinaujinančios energijos šaltiniu, nes potvyniai yra pastovūs ir nuspėjami. Panašiai kaip vėjo malūnai, potvynių malūnai buvo naudojami nuo Senovės Romos ir viduramžių laikų. Įeinantis vanduo buvo kaupiamas dideliuose tvenkiniuose, o atoslūgiui pasibaigus, jie pasuko vandens ratus, kurie sukūrė mechaninę galią malti grūdus.
Tik XIX amžiuje JAV ir Europoje buvo pradėtas naudoti krintančio vandens ir verpimo turbinų srautas elektrai gaminti. Ir tik nuo dvidešimtojo dešimtmečio šios operacijos buvo retoleruotos statyboms palei pakrantes, o ne tik prie upių.
Tradiciškai potvynio jėga nukentėjo dėl palyginti didelių sąnaudų ir riboto vietų, kuriose yra pakankamai aukšti potvynio potvynių ar tėkmės greičio, prieinamumo. Tačiau daugelis naujausių technologinių pokyčių ir patobulinimų tiek dizaino, tiek turbinų technologijose rodo, kad potvynio potvynio jėga iš viso gali būti daug didesnė, nei manyta anksčiau, o ekonominės ir aplinkosaugos išlaidos gali būti sumažintos iki konkurencijos lygio.
Pirmoji pasaulyje didelio masto potvynio jėgainė yra „Rance“ potvynio jėgainė Prancūzijoje, kuri pradėjo veikti 1966 m. Škotijoje Orknyje buvo įkurta pirmoji pasaulyje jūrų energijos bandymo įranga - Europos jūrų energijos centras (EMEC). 2003 m. Pradėti vystyti bangų ir potvynių energijos pramonę JK.
2015 m. Pirmoji pasaulyje į tinklą sujungta bangų jėgainė (CETO, pavadinta Graikijos jūrų deivės vardu) prisijungė prie Vakarų Australijos krantų. „Carnegie Wave Energy“ sukurta ši jėgainė veikia po vandeniu ir naudoja povandeninius plūdurus, kad siurbtų jūros dugno remiamus siurblius, kurie savo ruožtu generuoja elektrą.
Geoterminė:
Geoterminė elektra yra dar viena alternatyvios energijos rūšis, laikoma tvaria ir patikima. Šiuo atveju šilumos energija gaunama iš Žemės - paprastai iš magmos kanalų, karštųjų versmių ar hidroterminės cirkuliacijos - iš turbinų ar šilumos pastatų. Tai laikoma patikima, nes Žemėje yra 1031 džaulių vertės šilumos energijos, kuri natūraliai teka į paviršių laidumu 44,2 teravatų (TW) greičiu - tai yra daugiau nei dvigubai daugiau žmonijos sunaudojamos energijos.
Vienas trūkumas yra tas, kad ši energija yra difuzinė ir ją galima pigiai panaudoti tik tam tikrose vietose. Tačiau tam tikrose pasaulio vietose, tokiose kaip Islandija, Indonezija ir kiti regionai, kuriuose vykdomas didelis geoterminis aktyvumas, tai yra lengvai prieinamas ir ekonomiškai efektyvus būdas sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro ir anglies, kad būtų galima gaminti elektrą. Šalys, gaminančios daugiau kaip 15 procentų elektros energijos iš geoterminių šaltinių, yra Salvadoras, Kenija, Filipinai, Islandija ir Kosta Rika.
Nuo 2015 m. Pasaulyje geoterminės energijos galia siekia 12,8 gigavatų (GW), tikimasi, kad iki 2020 m. Ji išaugs nuo 14,5 iki 17,6 GW. Be to, Geoterminės energijos asociacija (GEA) apskaičiavo, kad tik 6,5 proc. Viso pasaulio potencialo buvo panaudota. Kol kas IPCC pranešė, kad geoterminės energijos potencialas gali būti nuo 35 GW iki 2 TW.
Įvaikinimo problemos:
Viena iš daugelio atsinaujinančių energijos rūšių formų yra ta, kad jos priklauso nuo gamtos sąlygų - vėjo, vandens tiekimo ir pakankamo saulės spindulių - ir tai gali sukelti apribojimus. Kita problema buvo santykinės įvairių alternatyvių energijos rūšių išlaidos, palyginti su tradiciniais šaltiniais, tokiais kaip nafta ir gamtinės dujos. Dar visai neseniai akmens anglimi kūrenamų ar nafta varomų elektrinių eksploatavimas buvo pigesnis nei milijonų investicijos į didelių saulės, vėjo, potvynio ar geoterminių įrenginių statybą.
Tačiau nuolatiniai saulės elementų, vėjo turbinų ir kitos įrangos gamybos patobulinimai - jau nekalbant apie pagamintos energijos kiekio patobulinimus - leido daugeliui alternatyvių energijos rūšių tapti konkurencingiems kitiems metodams. Visame pasaulyje tautos ir bendruomenės žengia į priekį, kad paspartintų perėjimą prie švaresnių, tvaresnių ir savarankiškesnių metodų.
„Space Magazine“ esame parašę daug įdomių straipsnių apie alternatyvią energiją. Štai kas yra alternatyvioji energija ?, kas yra saulės energija? ir iš kur ateina geoterminė energija ?, Ar pasaulis galėtų skrieti saulės ir vėjo energija? Ir ar saulės energija būtų gaunama iš kosmoso?
Taip pat turėtumėte sužinoti Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos ir atsinaujinančios energijos politikos projektą.
Astronomijos aktoriai taip pat turi epizodą šia tema. Štai 51 epizodas: Žemė.
Šaltiniai:
- Vikipedija - atsinaujinanti energija
- JAV informacijos apie energiją administravimas - atsinaujinantys ir alternatyvūs degalai
