Obnovljiva energija postaje sve važnije pitanje u današnjem svijetu. Uz rastuće troškove fosilnih goriva i prijetnju klimatskim promjenama, na ovom je području također bilo pozitivnih pomaka koji uključuju poboljšanje učinkovitosti i smanjenje cijena.
Sve to povećalo je potražnju za alternativnom energijom i ubrzalo prijelaz prema čistijim, održivijim metodama električne energije. Međutim, važno je napomenuti da postoje mnoge vrste - biomasa, solarna energija, vjetar, plima i geotermalna energija - i da svaka ima svoj udio prednosti i nedostataka.
Biomasa:
Najčešći oblik obnovljive energije je biomasa. Biomasa se jednostavno odnosi na uporabu organskih materijala i njihovo pretvaranje u druge oblike energije koji se mogu iskoristiti. Iako su se neki oblici biomase stoljećima koristili - poput spaljivanja drva - druge, novije metode, usredotočene su na metode koje ne proizvode ugljični dioksid.
Na primjer, postoje čista biogoriva koja su gorivo alternativa nafti i plinu. Za razliku od fosilnih goriva, koja se dobivaju geološkim procesima, biogorivo se proizvodi kroz biološke procese - poput poljoprivrede i anaerobne probave. Uobičajena goriva povezana s ovim postupkom su bioetanol, koji nastaje fermentacijom ugljikohidrata dobivenih iz usjeva šećera ili škroba (poput kukuruza, šećerne trske ili slatkog sirka) kako bi se stvorio alkohol.
Još jedno uobičajeno biogorivo poznato je kao biodizel, koje se proizvodi iz ulja ili masti postupkom poznatim kao transeterifikacija - gdje se molekule kiseline izmjenjuju u alkohol uz pomoć katalizatora. Ove su vrste goriva alternativa benzinu i mogu se sagorjeti u vozilima koja su pretvorena u vožnju na njima.
Solarna snaga:
Solarna snaga (aka. Fotovoltaika) je jedan od najpopularnijih, i najbrže rastućih izvora alternativne energije. Ovdje se u proces uključuju solarne ćelije (obično napravljene od kriški kristalnog silicija) koje se oslanjaju na fotonaponski (PV) efekt kako bi apsorbirali fotone i pretvorili ih u elektrone. U međuvremenu se solarno-toplinska energija (drugi oblik solarne energije) oslanja na ogledala ili leće kako bi koncentrirali veliko područje sunčeve svjetlosti ili solarnu toplinsku energiju (STE) na malo područje (tj. Solarnu ćeliju).
U početku se fotonaponska snaga koristila samo za male do srednje velike operacije, u rasponu od uređaja sa solarnim napajanjem (poput kalkulatora) do kućanskih polja. Međutim, od 1980-ih komercijalne koncentrirane solarne elektrane postaju mnogo češće. Ne samo da su relativno jeftin izvor energije gdje je mreža mreže neprimjerena, preskupa ili jednostavno nedostupna; Povećanje učinkovitosti solarnih ćelija i pad cijena čine solarnu energiju konkurentnom konvencionalnim izvorima energije (tj. fosilnim gorivima i ugljenom).
Danas se solarna energija sve više koristi i u situacijama povezanim s mrežom kao način za dovod energije s niskim udjelom ugljika u mrežu. Do 2050. godine, Međunarodna agencija za energetiku predviđa da će solarna energija - uključujući STE i PV operacije - predstavljati preko 25% tržišta, što je čini najvećim svjetskim izvorom električne energije (s tim da se većina instalacija nalazi u Kini i Indiji).
Snaga vjetra:
Snaga vjetra tisućama se godina koristila za potiskivanje jedra, vjetrenjače ili za stvaranje pumpi vode. Korištenje vjetra za proizvodnju električne energije bilo je predmet istraživanja od kraja 19. stoljeća. Međutim, tek je s velikim naporima da se pronađu alternativni izvori energije u 20. stoljeću vjetroelektrana postala središnje mjesto značajnih istraživanja i razvoja.
U usporedbi s drugim oblicima obnovljivih izvora energije, vjetroelektrana se smatra vrlo pouzdanom i postojanom, jer je vjetar postojan iz godine u godinu i ne umanjuje se u vrijeme najvećih sati potražnje. U početku je izgradnja vjetroelektrana bila skupi pothvat. Ali zahvaljujući nedavnim poboljšanjima, vjetroelektrana je započela s postavljanjem vrhunskih cijena na veleprodajnim energetskim tržištima širom svijeta i ubrala se u prihode i dobit industrije fosilnih goriva.
Prema izvješću Ministarstva energetike koje je prošlog ožujka izdalo Ministarstvo energetike, rast vjetroelektrane u Sjedinjenim Državama mogao bi dovesti do još više visoko kvalificiranih radnih mjesta u mnogim kategorijama. Dokument, naslovljen „Vjetar vjetra: novo doba za vjetroelektrane u Sjedinjenim Državama“, ukazuje da bi industrija do 2050. mogla predstavljati čak 35% američke proizvodnje električne energije.
Pored toga, prošle godine su se Globalno vijeće za energiju vjetra i Greenpeace International zajedno okupili kako bi objavili izvješće pod nazivom „Globalni izgledi energije vjetra 2014“. Ovo izvješće navodi da bi vjetroelektrane širom svijeta do 2050. mogle osigurati čak 25 do 30% globalne električne energije. U vrijeme pisanja izvješća, komercijalne instalacije u više od 90 zemalja imale su ukupni kapacitet od 318 gigavata (GW), osiguravajući oko 3% globalne ponude.
Snaga plima:
Slično energiji vjetra, plimna se energija smatra potencijalnim izvorom obnovljive energije jer je plima postojana i predvidljiva. Kao i vjetrenjače, plimni mlinovi korišteni su još od vremena drevnog Rima i srednjeg vijeka. Dolazna voda bila je pohranjena u velikim ribnjacima, a kako plima izlazi, tako su okrenuli vodene točkove koji su stvarali mehaničku snagu za mljevenje zrna.
Tek u 19. stoljeću u SAD-u i Europi uveden je postupak korištenja padajuće vode i vrtložnih turbina za stvaranje električne energije. I tek su od 20. godine ove vrste operacija preuređene za izgradnju duž obalnih linija, a ne samo uz rijeke.
Tradicionalno, plimna snaga pati od relativno visokih troškova i ograničene dostupnosti mjesta s dovoljno velikim rasponima plime i oseke. Međutim, mnoga nedavna tehnološka dostignuća i poboljšanja, kako u području dizajna, tako i u tehnologiji turbina, ukazuju na to da je ukupna raspoloživost snage plime možda mnogo veća nego što se ranije pretpostavljalo i da se ekonomski i okolišni troškovi mogu spustiti na konkurentne razine.
Prva velika plimatska elektrana na svijetu je Rance Tidal elektrana u Francuskoj, koja je započela s radom 1966. A u Orkneyu u Škotskoj je prvo svjetsko postrojenje za ispitivanje morske energije - Europski centar za pomorsku energiju (EMEC), uspostavljeno u 2003. započeti razvoj industrije valova i energije plime u Velikoj Britaniji.
U 2015. godini prva svjetska postaja s valovima koja je povezana s mrežom (CETO, nazvana po grčkoj božici mora) krenula je putem interneta kraj obala Zapadne Australije. Razvijena od tvrtke Carnegie Wave Energy, ova elektrana djeluje pod vodom i koristi podvodne plutače za pumpanje niza crpki s morskim dnom, a koje zauzvrat proizvode električnu energiju.
Geotermalna:
Geotermalna električna energija drugi je oblik alternativne energije za koju se smatra da je održiva i pouzdana. U ovom se slučaju toplinska energija izvodi iz Zemlje - obično iz magmskih kanala, vrućih izvora ili hidrotermalne cirkulacije - da bi se vrtjelo turbine ili toplinske zgrade. Smatra se pouzdanim jer Zemlja sadrži 1031 džula vrijedna toplinske energije, koja prirodno teče na površinu provođenjem brzinom od 44,2 teravata (TW) - što je više nego dvostruka potrošnja energije čovječanstva.
Jedan nedostatak je činjenica da je ta energija difuzna i da se može jeftino iskoristiti samo na određenim mjestima. Međutim, u određenim dijelovima svijeta, poput Islanda, Indonezije i drugih regija s visokom razinom geotermalne aktivnosti, to je lako dostupan i ekonomičan način smanjenja ovisnosti o fosilnim gorivima i uglju za proizvodnju električne energije. Zemlje koje proizvode više od 15 posto električne energije iz geotermalnih izvora uključuju El Salvador, Keniju, Filipine, Island i Kostariku.
Od 2015. godine, svjetski geotermalni energetski kapacitet iznosi 12,8 gigavata (GW), a očekuje se da će do 2020. porasti na 14,5 do 17,6 GW. Štoviše, Udruženje za geotermalnu energiju (GEA) procjenjuje da je samo 6,5 posto ukupnog globalnog potencijala do sada, dok je IPCC izvijestio da se geotermalni potencijal energije nalazi u rasponu od 35 GW do 2 TW.
Problemi s usvajanjem:
Jedan od problema s mnogim oblicima obnovljive energije je taj što ovise o prirodnim okolnostima - vjetru, opskrbi vodom i dovoljnom količinom sunčeve svjetlosti, što može nametnuti ograničenja. Drugo je pitanje relativni trošak mnogih oblika alternativne energije u usporedbi s tradicionalnim izvorima kao što su nafta i prirodni plin. Donedavno je pokretanje elektrana na ugalj ili naftu bilo jeftinije od ulaganja milijuna u izgradnju velikih solarnih, vjetrovitih, plimnih ili geotermalnih operacija.
Međutim, stalna poboljšanja u proizvodnji solarnih ćelija, vjetrenjača i druge opreme - a da ne spominjemo poboljšanja u količini proizvedene energije - rezultirala su da su mnogi oblici alternativne energije postali konkurentni drugim metodama. Nacije i zajednice diljem svijeta ubrzavaju tranziciju ka čistijim, održivijim i samoodrživijim metodama.
Na svemirskom časopisu napisali smo mnoge zanimljive članke o alternativnoj energiji. Evo što je alternativna energija? Što je solarna energija? i odakle dolazi geotermalna energija? Može li se svijet odvijati solarnom i vjetroelektranom ?, i skupljati solarnu energiju iz svemira.
Također biste trebali provjeriti projekt Nacionalne laboratorije za obnovljive izvore energije i politiku obnovljivih izvora.
Astronomy Cast također ima epizodu na tu temu. Evo epizode 51: Zemlja.
izvori:
- Wikipedija - obnovljiva energija
- Američka uprava za informacije o energetici - Obnovljiva i alternativna goriva
