A megújuló energia egyre fontosabb kérdéssé válik a mai világban. A fosszilis tüzelőanyagok növekvő költségein és az éghajlatváltozás veszélyén túl ezen a téren pozitív fejlemények történtek, amelyek között szerepel a hatékonyság javulása és a csökkenő árak.
Mindez növelte az alternatív energia iránti igényt és felgyorsította az átmenetet a tisztább, fenntarthatóbb villamosenergia-módszerek felé. Fontos azonban megjegyezni, hogy ezek sokféle - biomassza, napenergia, szél, árapály és geotermikus energia -, és hogy mindegyiknek megvan a maga megvan az előnyei és hátrányai.
Biomassza:
A megújuló energia legelterjedtebb formája a biomassza. A biomassza egyszerűen a szerves anyagok felhasználására utal, és azokat más felhasználható energia formákká alakítja. Noha a biomassza egyes formáit évszázadok óta használják - például a faégetést -, más, újabb módszerekre olyan módszerekre összpontosítanak, amelyek nem termelnek szén-dioxidot.
Például vannak olyan tiszta égésű bioüzemanyagok, amelyek alternatívak az olaj és a gáz számára. A fosszilis tüzelőanyagokkal szemben, amelyeket geológiai folyamatok során állítanak elő, a bioüzemanyagokat biológiai folyamatok - például mezőgazdaság és anaerob emésztés - révén állítják elő. Az ehhez a folyamathoz kapcsolódó általános üzemanyagok a bioetanol, amelyet cukorból vagy keményítőtartalmú növényekből (például kukorica, cukornád vagy édes cirok) származó szénhidrátok erjesztésével állítanak elő alkohol előállítása céljából.
Egy másik közönséges bioüzemanyag biodízel, amelyet olajokból vagy zsírokból állítanak elő úgynevezett eljárásként, amelyet átészterezésnek hívnak, és ahol a savas molekulákat katalizátor segítségével kicserélik alkoholra. Az ilyen típusú üzemanyagok népszerű alternatívái a benzinnek, és elégethetők olyan járművekben, amelyeket átalakítottak üzembe.
Napenergia:
A napenergia (más néven: fotovoltaika) az alternatív energia egyik legnépszerűbb és leggyorsabban növekvő forrása. Ebben a folyamatban olyan napelemek szerepelnek (amelyek általában kristályos szilícium szeletből készülnek), amelyek a fotovoltaikus (PV) hatásra támaszkodnak a fotonok elnyelésére és elektronokká történő átalakítására. Időközben a napenergia (a napenergia egy másik formája) tükrökre vagy lencsékre épül, hogy nagy mennyiségű napfényt vagy napenergiát (STE) koncentráljon egy kis területre (azaz egy napelemre).
A fotovoltaikus energiát kezdetben csak kis és közepes méretű műveletekhez használták fel, kezdve a napenergiával működő eszközöket (például számológépeket) a háztartási sorozatokig. Az 1980-as évek óta azonban a kereskedelemben alkalmazott koncentrált napenergia-erőművek sokkal gyakoribbak. Nem csak egy viszonylag olcsó energiaforrás, ahol a hálózati energia kényelmetlen, túl drága vagy egyszerűen nem elérhető; a napelemek hatékonyságának növekedése és az árcsökkenés miatt a napenergia versenyképessé válik a hagyományos energiaforrásokkal (azaz fosszilis tüzelőanyagok és szén).
Napjainkban a napenergiát egyre inkább használják a hálózathoz kapcsolt helyzetekben annak érdekében, hogy alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiát juttassanak a hálózatba. 2050-re a Nemzetközi Energiaügynökség azt várja el, hogy a napenergia - beleértve a szén-dioxid és a napelemes energiát is - a piac több mint 25% -át fogja képezni, ezáltal a világ legnagyobb villamosenergia-forrása (a legtöbb létesítményt Kínában és Indiában telepítik).
Szélenergia:
A szélenergiát évezredek óta használják vitorlák nyomására, szélmalmok megtáplálására vagy nyomás létrehozására a vízszivattyúk számára. A szélnek a villamosenergia-termelésre történő felhasználását a 19. század vége óta kutatják. A szélenergia azonban csak a 20. század alternatív energiaforrásainak felkutatására tett erőteljes erőfeszítésekkel vált a jelentős kutatás és fejlesztés középpontjába.
A megújuló energia más formáival összehasonlítva a szélenergia nagyon megbízhatónak és állandónak tekinthető, mivel a szél évről évre állandó, és a csúcsidőben nem csökken. A szélerőműparkok építése kezdetben költséges vállalkozás volt. De a közelmúltbeli fejlesztéseknek köszönhetően a szélenergia megkezdte a csúcsárak meghatározását a nagykereskedelmi energiapiacokon világszerte, és csökkentette a fosszilis tüzelőanyagok iparának bevételeit és nyereségét.
Az Energiaügyi Minisztérium által az elmúlt márciusban kiadott jelentés szerint a szélenergia növekedése az Egyesült Államokban sok kategóriában még magasabb szintű képzettséget eredményezhet. A „Szél látás: Új korszak a szélenergia az Egyesült Államokban” címet viselő dokumentum azt jelzi, hogy 2050-ig az ipar az USA villamosenergia-termelésének akár 35% -át is megteheti.
Ezen kívül tavaly a Globális Szélenergia Tanács és a Greenpeace International találkoztak, hogy közzétegyék a „Global Wind Energy Outlook 2014” című jelentést. Ez a jelentés kimondta, hogy világszerte a szélenergia a globális villamos energia 25–30% -át képes biztosítani 2050-re. A jelentés elkészítésének idején több mint 90 országban a kereskedelmi létesítmények teljes kapacitása 318 gigawatt (GW) volt, a globális kínálat kb. 3% -a.
Árapályi erő:
A szélenergiahoz hasonlóan az árapály energiáját potenciális megújuló energiaforrásnak tekintik, mivel az árapályok állandóak és kiszámíthatók. A szélmalmokhoz és az árapályokhoz hasonlóan az ókori Róma és a középkor óta is használták. A bejövő vizet nagy tavakban tárolták, és amikor az árapály kialudt, a vízkerekek fordultak elő, amelyek mechanikus energiát generáltak a gabona őrléséhez.
Csak az XIX. Században vezették be az Egyesült Államokban és Európában az eső víz és a turbinák centrifugálásának villamosenergia-előállításra. És csak a 20. század óta alakították át ezeket a műveleteket a part menti és nem csak a folyók mentén történő építésre.
Hagyományosan az árapály erősségét a viszonylag magas költségek és a korlátozottan elérhetõ helyzetek sújtják, ahol elég nagy az árapály-tartomány vagy az áramlási sebesség. Ugyanakkor számos közelmúltbeli technológiai fejlesztés és fejlesztés, mind a tervezés, mind a turbinatechnika területén, azt jelzi, hogy az árapály-erőforrások teljes elérhetősége sokkal magasabb lehet, mint amit korábban feltételeztek, és hogy a gazdasági és környezeti költségeket a versenyszintre lehet csökkenteni.
A világ első nagyszabású árapály-erőműve a franciaországi Rance-árapály-erőmű, amely 1966-ban kezdte meg működését. Orkney-ban, Skóciában pedig a világ első tengeri energia-tesztelő létesítményét - az Európai Tengeri Energia Központot (EMEC) - hozták létre. 2003, hogy megkezdje a hullám- és árapályenergia-ipar fejlesztését az Egyesült Királyságban.
2015-ben a világ első hálózathoz csatlakoztatott hullám-erőműve (CETO, a görög tengeri istennő elnevezése alapján) online nyílt Nyugat-Ausztrália partjainál. A Carnegie Wave Energy által kifejlesztett erőmű víz alatt működik, és tenger alatti bójákkal pumpálja a tengerfenékhez rögzített szivattyúk sorozatát, amely viszont áramot termel.
Geotermikus:
A geotermikus villamos energia az alternatív energia egy másik formája, amelyet fenntarthatónak és megbízhatónak tekintnek. Ebben az esetben a hőenergia a Földből származik - általában magma vezetékekből, meleg forrásokból vagy hidrotermikus cirkulációból - a turbinák vagy épületek hőforgatásához. Megbízhatónak tekintjük, mivel a Föld 10-et tartalmaz31 joule értékű hőenergia, amely természetesen a felületre áramlik a vezetékkel 44,2 terawatt (TW) sebességgel - ez több mint kétszerese az emberiség jelenlegi energiafogyasztásának.
Hátránya az, hogy ez az energia diffúz és csak bizonyos helyeken olcsón használható. A világ bizonyos területein, például Izlandon, Indonéziában és más magas geotermikus aktivitású régiókban, ez azonban könnyen hozzáférhető és költséghatékony módszer a fosszilis tüzelőanyagoktól és a széntől való függőség csökkentésére az áramtermelés érdekében. Azok az országok, amelyek villamosenergia-termelésük több mint 15% -át geotermikus forrásokból termelik, például Salvador, Kenya, a Fülöp-szigetek, Izland és Costa Rica.
2015-ig a világméretű geotermikus energiakapacitás 12,8 gigawatt (GW), ami 2020-ra várhatóan 14,5-ről 17,6 GW-ra növekszik. Sőt, a Geotermikus Energia Egyesület (GEA) becslései szerint a teljes globális potenciál csak 6,5 százaléka maradt fenn. eddig megérintették, míg az IPCC szerint a geotermikus energiapotenciál 35 GW - 2 TW tartományban volt.
Az örökbefogadással kapcsolatos kérdések:
A megújuló energia sok formájának egyik problémája az, hogy ezek a természeti körülményektől - szél, vízellátás és elegendő napfény - függnek, amelyek korlátozásokat vezethetnek be. Egy másik kérdés az alternatív energia sokféle formájának relatív költsége a hagyományos forrásokhoz képest, például az olaj és a földgáz. A közelmúltig olcsóbb volt a széntüzelésű vagy olajüzemű erőművek üzemeltetése, mint milliókat fektetni a nagy napenergia, szél, árapály vagy geotermikus épületek építésébe.
A napelemek, szélturbinák és egyéb berendezések gyártásának folyamatos fejlesztései - nem is beszélve a termelt energia mennyiségének javításáról - az alternatív energia sokféle formájának versenyképessé válását eredményezte más módszerekkel. Az egész világon a nemzetek és a közösségek lépnek fel a tisztább, fenntarthatóbb és önellátóbb módszerekre való áttérés felgyorsítása érdekében.
Sok érdekes cikket írtunk az alternatív energiáról a Space Magazine-n. Itt van Mi az alternatív energia ?, Mi a napenergia? és honnan származik a geotermikus energia ?, Futhat-e a világ napenergiával és szélenergia-val? és a napenergia begyűjtésével az űrből.
Ezenkívül érdemes megnéznie a Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumot és a Megújuló Energia Politika Projektjét.
A Csillagászat szereplőinek is van epizódja a témáról. Itt van az 51. epizód: Föld.
Forrás:
- Wikipedia - Megújuló energia
- Egyesült Államok energiainformációs adminisztrációja - megújuló és alternatív üzemanyagok
