ŠTO JE ALTERNATIVNA ENERGIJA?

Send

Posljednjih godina alternativna energija bila je predmet intenzivnog interesa i rasprava. Zahvaljujući prijetnji klimatskim promjenama i činjenici da prosječne globalne temperature i dalje rastu iz godine u godinu, prirodno se pojačao napor za pronalaženjem oblika energije koji će smanjiti čovjekovo oslanjanje na fosilna goriva, ugljen i druge metode zagađenja.

Iako većina koncepata za alternativnu energiju nije nova, to pitanje postalo je aktualno tek u posljednjih nekoliko desetljeća. Zahvaljujući poboljšanjima tehnologije i proizvodnje, troškovi većine oblika alternativne energije opadaju, dok učinkovitost raste. Ali samo što je alternativna energija i kolika je vjerojatnost da će ona postati glavna?

Definicija:

Prirodno, postoji neka rasprava o tome što znači "alternativna energija" i na što se može primijeniti. S jedne strane, izraz se može odnositi na oblike energije koji ne povećavaju čovjekov utjecaj ugljika. U tom pogledu može obuhvaćati stvari kao što su nuklearna postrojenja, hidroelektrane, pa čak i stvari poput prirodnog plina i „čistog ugljena“.

S druge strane, ovaj izraz koristi se i za označavanje onoga što se trenutno smatra netradicionalnim energetskim metodama - poput sunca, vjetra, geotermalne energije, biomase i drugih nedavnih dodataka. Ova vrsta klasifikacije isključuje metode poput hidroelektrana koje postoje već više od jednog stoljeća i stoga su prilično uobičajene za određena područja svijeta.

Drugi čimbenik je da se alternativni izvori energije smatraju "čistima", što znači da ne proizvode štetne zagađivače. Kao što je već napomenuto, to se može odnositi na ugljični dioksid, ali i na ostale emisije poput ugljičnog monoksida, sumpornog dioksida, dušikovog oksida i drugih. Unutar ovih parametara nuklearna energija se ne smatra alternativnim izvorom energije jer stvara radioaktivni otpad koji je vrlo toksičan i mora se skladištiti.

U svim se slučajevima, međutim, pojam odnosi na oblike energije koji će u narednim desetljećima zamijeniti fosilna goriva i ugljen kao preovlađujući oblik proizvodnje energije.

Vrste alternativne energije:

Strogo govoreći, postoji mnogo vrsta alternativne energije. Ponovno, definicije postaju pomalo važna točka, a taj se termin u prošlosti koristio za označavanje bilo koje metode koja se u to vrijeme smatrala ne mainstreamom. Ali široka primjena izraza za značenje alternativa uglju i fosilnim gorivima, može uključivati bilo što ili sve sljedeće:

Hidroelektrane: To se odnosi na energiju generiranu hidroelektranama, gdje se padajuća voda (tj. Rijeke ili kanali) usmjeravaju kroz aparat za centriranje turbina i proizvodnju električne energije.

Nuklearna elektrana: Energija koja nastaje reakcijama sporog fisije. Šipke urana ili drugih radioaktivnih elemenata zagrijavaju vodu za proizvodnju pare, koja zauzvrat okreće turbine za proizvodnju električne energije.

Solarna snaga: Energija izvučena direktno sa Sunca gdje fotonaponske ćelije (obično sastavljene od silikonskog supstrata i raspoređene u velikim nizovima) pretvaraju Sunčeve zrake izravno u električnu energiju. U nekim slučajevima se toplina stvorena sunčevim zrakama koristi i za proizvodnju električne energije, što je poznato i kao solarno-termalna energija.

Snaga vjetra: Energija generirana strujanjem zraka, pri čemu se velike vjetroturbine pokreću vjetrom za proizvodnju električne energije.

Geotermalna snaga: Energija stvorena toplinom i parom proizvedenom geološkom aktivnošću u Zemljinoj kori. U većini slučajeva to se sastoji od cijevi koje se postavljaju u zemlju iznad geološki aktivnih zona kako bi se para vodila kroz turbine, stvarajući tako električnu energiju.

Snaga plima:Energija stvorena plimnim pojasevima koji se nalaze oko obale. Ovdje svakodnevne promjene plime uzrokuju tok vode naprijed i nazad kroz turbine, stvarajući električnu energiju koja se zatim prenosi do elektrana duž obale.

biomasa: To se odnosi na goriva koja se dobivaju iz biljaka i bioloških izvora - tj. Etanol, glukoza, alge, gljivice, bakterije - koja bi mogla zamijeniti benzin kao izvor goriva.

Vodik: Energija dobivena iz procesa koji uključuju plin vodik. To može uključivati katalitičke pretvarače, gdje se molekule vode razdvajaju i ponovno spajaju elektrolizom; vodonične gorivne ćelije, gdje se plin koristi za pogon motora sa unutrašnjim sagorijevanjem ili se zagrijava i koristi za centrifugiranje turbina; ili nuklearna fuzija, gdje se atomi vodika spajaju u kontroliranim uvjetima kako bi se oslobađale nevjerojatne količine energije.

Alternativna i obnovljiva energija:

U mnogim su slučajevima alternativni izvori energije također obnovljivi. Međutim, izrazi nisu u potpunosti zamjenjivi zbog činjenice da se mnogi oblici alternativne energije oslanjaju na ograničeni resurs. Na primjer, nuklearna energija se oslanja na uran ili druge teške elemente koji se moraju minirati.

U međuvremenu, vjetrovita, solarna, plimna, geotermalna i hidroelektrana oslanjaju se na obnovljive izvore. Sunčeve zrake su najbrojniji izvor energije od svih i, iako su ograničene vremenskim i dnevnim uzorcima, višegodišnje su - i zbog toga neiscrpne sa stanovišta industrije. Vjetar je također konstanta zahvaljujući Zemljinoj rotaciji i promjenama tlaka u našoj atmosferi.

Razvoj:

Trenutno je alternativna energija još uvijek u povojima. Međutim, ova se slika brzo mijenja zahvaljujući kombinaciji političkog pritiska, svjetskih ekoloških katastrofa (suša, glad, poplave, olujnih aktivnosti) i poboljšanja tehnologije obnovljivih izvora energije.

Na primjer, od 2015. godine, svjetske energetske potrebe i dalje su uglavnom osigurane izvorima poput ugljena (41,3%) i prirodnog plina (21,7%). Hidroelektrana i nuklearna energija činile su 16,3%, odnosno 10,6%, dok su „obnovljivi izvori energije“ (tj. Solar, vjetar, biomasa itd.) Činili samo 5,7%.

Ovo je predstavljalo značajnu promjenu od 2013. godine, kada je globalna potrošnja nafte, ugljena i prirodnog plina iznosila 31,1%, 28,9%, odnosno 21,4%. Nuklearna i hidroelektrana činila je 4,8% i 2,45, a obnovljivi izvori samo 1,2%.

Pored toga, povećao se broj međunarodnih sporazuma o suzbijanju upotrebe fosilnih goriva i razvoju alternativnih izvora energije. Oni uključuju Direktivu o obnovljivoj energiji koju je potpisala Europska unija 2009. godine, a kojom su utvrđeni ciljevi za korištenje energije iz obnovljivih izvora za sve države članice do 2020. godine.

U osnovi, sporazumom je rečeno da EU do 2020. ispunjava najmanje 20% svojih ukupnih energetskih potreba s obnovljivim izvorima energije i da najmanje 10% njihovih transportnih goriva dolazi iz obnovljivih izvora do 2020. U studenom 2016. Europska komisija ih je revidirala ciljevi koji utvrđuju da najmanje 27% energetskih potreba EU dolazi iz obnovljivih izvora do 2030. godine.

2015. godine se u Parizu sastala Okvirna konvencija Ujedinjenih naroda o klimatskim promjenama (UNFCCC) kako bi izradila okvir za ublažavanje stakleničkih plinova i financiranje alternativne energije koji će stupiti na snagu do 2020. To je dovelo do Pariškog sporazuma, koji je usvojen 12. prosinca 2015. i otvoren za potpisivanje 22. travnja (Dan planeta Zemlje) 2016. u sjedištu UN-a u New Yorku.

Nekoliko zemalja i država također su primjetile svoje vodstvo u području razvoja alternativne energije. Na primjer, u Danskoj vjetroelektrana osigurava do 140% potrebe zemlje za strujom, a višak se osigurava u susjednim zemljama poput Njemačke i Švedske.

Island je zahvaljujući svom položaju u sjevernom Atlantiku i aktivnim vulkanima postigao 100% oslanjanje na obnovljivu energiju do 2012. kombinacijom hidroelektričnosti i geotermalne energije. U 2016. godini, njemačka politika ukidanja oslanjanja na naftu i nuklearnu energiju dovela je do toga da je 15. svibnja 2016. zemlja dosegla prekretnicu - gdje je gotovo 100% zahtjeva za električnom energijom dolazilo iz obnovljivih izvora.

Država Kalifornija također je postigla impresivne pomake u pogledu oslanjanja na obnovljive izvore energije posljednjih godina. U 2009. godini 11,6 posto sve električne energije u državi dobivalo se iz obnovljivih izvora poput vjetra, solarne energije, geotermalne energije, biomase i malih hidroelektrana. Zahvaljujući više programa koji potiču prelazak na obnovljive izvore energije, ovo se oslanjanje povećalo na 25% do 2015.

Na temelju trenutnih stopa usvajanja, dugoročne perspektive alternativne energije izuzetno su pozitivne. Prema izvještaju Međunarodne agencije za energiju (IEA) za 2014. godinu, fotonaponska solarna energija i solarna toplinska snaga do 2050. godine predstavljat će 27% globalne potražnje, što ju čini jedinim najvećim izvorom energije. Slično tome, izvješće o vjetroelektrani iz 2013. pokazalo je da bi vjetar do 2050. mogao predstavljati do 18% globalne potražnje.

IEA-in World Energy Outlook 2016 također tvrdi da će do 2040. prirodni plin, vjetar i solar pomračiti ugljen i naftu kao dominantne izvore energije. A neki čak idu i daleko kažu da će - zahvaljujući razvoju tehnologije solarne, vjetra i fuzijske energije - fosilna goriva zastarjeti do 2050. godine.

Kao i u svemu, usvajanje alternativne energije bilo je postupno. Ali zahvaljujući rastućem problemu klimatskih promjena i rastućoj potražnji električne energije širom svijeta, stopa kojom se prihvaćaju čiste i alternativne metode postala je eksponencijalna posljednjih godina. Negdje tijekom ovog stoljeća čovječanstvo može doći do točke da postane ugljično neutralno, i to ne trenutak prerano!

Napisali smo mnogo članaka o alternativnoj energiji za Space Magazine. Evo što su različite vrste obnovljive energije? Što je solarna energija? Kako djeluje vjetrenjača? Može li se svijet pokretati solarnom i vjetroelektranom? Odakle dolazi geotermalna energija? i kompromisi dovode do rješenja o klimatskim promjenama.

Ako želite više informacija o alternativnoj energiji, pogledajte alternativne energetske usjeve u svemiru. A ovdje je poveznica na Alternativne energetske tehnologije za kontrolu klimatskih promjena.

Također smo snimili epizodu Astronomy Cast-a o planeti Zemlji. Slušajte ovdje, epizoda 51: Zemlja.

izvori: