KAJ JE ALTERNATIVNA ENERGIJA?

Send

V zadnjih letih je bila alternativna energija predmet zanimanja in razprav. Zahvaljujoč grožnji podnebnim spremembam in dejstvu, da povprečne svetovne temperature iz leta v leto še naprej naraščajo, se je prizadevanje za iskanje oblik energije, ki bo zmanjšalo odvisnost človeštva od fosilnih goriv, premoga in drugih načinov onesnaževanja, seveda okrepilo.

Čeprav večina konceptov alternativne energije ni nova, je vprašanje postalo pestro šele v zadnjih nekaj desetletjih. Zahvaljujoč izboljšavam v tehnologiji in proizvodnji stroški večine oblik alternativne energije upadajo, učinkovitost pa narašča. Toda le, kaj je alternativna energija in kakšna je verjetnost, da bo postala mainstream?

Opredelitev:

Seveda obstaja nekaj razprav o tem, kaj pomeni "alternativna energija" in kaj lahko uporabimo. Po eni strani se izraz lahko nanaša na oblike energije, ki ne povečujejo človekovega ogljikovega odtisa. V tem pogledu lahko vključuje stvari, kot so jedrske naprave, hidroelektrarne in celo stvari, kot so zemeljski plin in „čisti premog“.

Po drugi strani pa se izraz uporablja tudi za navajanje na netradicionalne metode energije - na primer sončno, vetrno, geotermalno, biomaso in druge nedavne dodatke. Ta vrsta razvrščanja izključuje metode, kot so hidroelektrarne, ki obstajajo že več kot stoletje in so zato v nekaterih regijah sveta precej običajne.

Drugi dejavnik je, da se alternativni viri energije štejejo za "čiste", kar pomeni, da ne proizvajajo škodljivih onesnaževal. Kot smo že omenili, se to lahko nanaša na ogljikov dioksid, pa tudi na druge emisije, kot so ogljikov monoksid, žveplov dioksid, dušikov oksid in druge. V teh parametrih se jedrska energija ne šteje za alternativni vir energije, ker proizvaja radioaktivne odpadke, ki so zelo strupeni in jih je treba skladiščiti.

V vseh primerih pa se izraz uporablja za označevanje oblik energije, ki bodo v naslednjih desetletjih nadomestile fosilna goriva in premog kot prevladujočo obliko proizvodnje energije.

Vrste alternativne energije:

Strogo gledano, obstaja veliko vrst alternativne energije. Ponovno opredelitve postanejo nekaj bistvenega pomena in izraz se je v preteklosti uporabljal za vsako metodo, ki je v tistem času veljala za ne-mainstream. Če pa izraz izraz širše uporabljamo za alternative premogu in fosilnim gorivom, lahko vključuje katero koli ali vse naslednje:

Hidroelektričnost: To se nanaša na energijo, ki jo ustvarjajo hidroelektrarne, kjer padajoča voda (tj. Reke ali kanali) poteka skozi aparat za vrtanje turbin in za proizvodnjo električne energije.

Jedrska energija: Energija, ki nastaja z reakcijami počasnega cepljenja. Palice urana ali drugih radioaktivnih elementov segrevajo vodo, da ustvarijo paro, ki pa vrti turbine za proizvodnjo električne energije.

Sončna energija: Energija, pridobljena neposredno iz Sonca, kjer fotovoltaične celice (običajno sestavljene iz silicijeve podlage in razporejene v velikih nizih) pretvorijo sončne žarke neposredno v električno energijo. V nekaterih primerih se toplota, ki jo ustvarjajo sončni žarki, izkoristi tudi za proizvodnjo električne energije, ki je znana kot sončno-toplotna energija.

Vetrna energija: Energija, ustvarjena s pretokom zraka, kjer se velike vetrnice vrtijo z vetrom za proizvodnjo električne energije.

Geotermalna moč: Energija, pridobljena s toploto in paro, proizvedeno z geološkimi aktivnostmi v Zemljini skorji. V večini primerov so to cevi, ki so postavljene v zemljo nad geološko aktivnimi conami za usmerjanje pare skozi turbine in tako ustvarjajo električno energijo.

Moč plimovanja:Energija, ki jo ustvarijo plimovalni pasovi, ki se nahajajo okoli obrežja. Tu vsakodnevne spremembe plimovanja povzročajo, da voda skozi turbine potuje naprej in nazaj, kar ustvarja električno energijo, ki se nato prenese v elektrarne ob obali.

Biomasa: To se nanaša na goriva, ki se pridobivajo iz rastlin in bioloških virov - to je etanol, glukoza, alge, glive, bakterije -, ki bi lahko nadomestila bencin kot vir goriva.

Vodik: Energija, pridobljena iz procesov, ki vključujejo vodikov plin. Sem lahko vključimo katalitične pretvornike, pri katerih se molekule vode ločijo in ponovno združijo z elektrolizo; vodikove gorivne celice, kjer se plin uporablja za pogon motorjev z notranjim zgorevanjem ali segreva in se uporablja za predenje turbin; ali jedrske fuzije, kjer se atomi vodika pod nadzorovanimi pogoji zlijejo, da sprostijo neverjetne količine energije.

Nadomestna in obnovljiva energija:

V mnogih primerih so alternativni viri energije tudi obnovljivi. Vendar pa pogoji niso v celoti zamenljivi, ker se številne oblike alternativne energije opirajo na omejen vir. Na primer, jedrska energija se opira na uran ali druge težke elemente, ki jih je treba minirati.

Medtem se vetrna, sončna, plimovalna, geotermalna in hidroelektrarna zanašajo na vire, ki so v celoti obnovljivi. Sončni žarki so najpogostejši vir energije od vseh in so, čeprav so omejeni z vremenskimi in dnevnimi barvami, večletni - in zato z vidika industrije neizčrpni. Tudi veter je stalnica, zahvaljujoč Zemljinemu vrtenju in spremembam tlaka v našem ozračju.

Razvoj:

Trenutno je alternativna energija še vedno v povojih. Vendar se ta slika hitro spreminja zaradi kombinacije političnega pritiska, svetovnih ekoloških katastrof (suša, lakota, poplave, neurja) in izboljšav tehnologije obnovljivih virov energije.

Na primer, od leta 2015 so svetovne energetske potrebe še vedno zagotavljale vire, kot sta premog (41,3%) in zemeljski plin (21,7%). Hidroelektrarna in jedrska energija sta predstavljali 16,3% oziroma 10,6%, medtem ko so "obnovljivi viri energije" (tj. Sončna, vetrna, biomasa itd.) Znašali le 5,7%.

To je pomenilo pomembno spremembo v primerjavi z letom 2013, ko je svetovna poraba nafte, premoga in zemeljskega plina znašala 31,1%, 28,9% in 21,4%. Jedrska in hidroelektrarna je znašala 4,8% in 2,45, obnovljivi viri pa le 1,2%.

Poleg tega se je povečalo število mednarodnih sporazumov o omejevanju uporabe fosilnih goriv in razvoju alternativnih virov energije. Sem sodijo Direktiva o obnovljivi energiji, ki jo je Evropska unija podpisala leta 2009, in ki je postavila cilje za uporabo energije iz obnovljivih virov za vse države članice do leta 2020.

V osnovi je v sporazumu zapisano, da EU do leta 2020 izpolnjuje vsaj 20% svojih potreb po energiji z obnovljivimi viri energije in da vsaj 10% njihovih transportnih goriv izvira iz obnovljivih virov do leta 2020. Evropska komisija jih je novembra 2016 revidirala cilji, ki določajo, da do 2730 iz obnovljivih virov energije izvira najmanj 27% energetskih potreb EU.

Leta 2015 se je v Parizu sestala Okvirna konvencija Združenih narodov o podnebnih spremembah (UNFCCC), da bi oblikovala okvir za blažitev toplogrednih plinov in financiranje alternativne energije, ki bi začela veljati do leta 2020. To je privedlo do Pariškega sporazuma, ki je bil sprejeto 12. decembra 2015 in odprto za podpisovanje 22. aprila (Dan Zemlje) 2016 na sedežu ZN v New Yorku.

Več držav in držav je bilo tudi opaziti, da imajo vodilno vlogo na področju razvoja alternativne energije. Na primer, na Danskem vetrna energija zagotavlja do 140% potrebe države po električni energiji, presežek pa zagotavlja sosednjim državam, kot sta Nemčija in Švedska.

Islandija je zaradi svoje lege v severnem Atlantiku in aktivnih vulkanov do leta 2012 dosegla 100-odstotno odvisnost od obnovljive energije s kombinacijo hidroelektrarne in geotermalne energije. Leta 2016 je nemška politika opuščanja odvisnosti od nafte in jedrske energije 15. maja 2016 dosegla mejnik - kjer je skoraj 100% potreb po električni energiji prišlo iz obnovljivih virov.

Država Kalifornija je v zadnjih letih dosegla tudi velik napredek v smislu svoje odvisnosti od obnovljive energije. V letu 2009 je 11,6 odstotka vse električne energije v državi nastalo iz obnovljivih virov, kot so vetrna, sončna, geotermalna, biomasa in majhni hidroelektrarni. Zahvaljujoč številnim programom, ki spodbujajo prehod na obnovljive vire energije, se je do leta 2015 ta odvisnost povečala na 25%.

Glede na trenutne stopnje sprejemanja so dolgoročne možnosti za alternativno energijo izredno pozitivne. Glede na poročilo Mednarodne agencije za energijo (IEA) iz leta 2014 bosta fotovoltaična sončna energija in sončna toplotna energija do leta 2050 predstavljala 27% svetovnega povpraševanja, kar jo uvršča med največje vire energije. Podobno je poročilo iz leta 2013 o vetrni energiji pokazalo, da bi lahko veter do leta 2050 predstavljal do 18% svetovnega povpraševanja.

IEA's World Energy Outlook 2016 tudi trdi, da bodo zemeljski plin, veter in sonce do leta 2040 zamrli premog in nafto kot prevladujoče vire energije. Nekateri celo trdijo, da bodo - zahvaljujoč razvoju tehnologije sončne, vetrne in fuzijske energije - fosilna goriva do leta 2050 zastarela.

Kot pri vseh stvareh je tudi sprejemanje alternativne energije postopno. Toda zahvaljujoč naraščajočemu problemu podnebnih sprememb in naraščajočemu povpraševanju po električni energiji po vsem svetu je stopnja sprejemanja čistih in alternativnih metod v zadnjih letih eksponentna. Nekaj v tem stoletju lahko človeštvo doseže točko, da postane ogljično nevtralno, in ne trenutka prehitro!

Za Space Magazine smo napisali veliko člankov o alternativni energiji. Tu so naslednje: Kakšne so različne vrste obnovljive energije? Kaj je sončna energija? Kako deluje vetrnica? Ali lahko svet deluje na sončno in vetrno energijo? Od kod prihaja geotermalna energija? in kompromisi vodijo k dogovoru o podnebnih spremembah.

Če želite več informacij o alternativni energiji, si oglejte alternativne pridelke v vesolju. In tu je povezava do alternativnih energetskih tehnologij za nadzor podnebnih sprememb.

Posneli smo tudi epizodo Astronomy Cast o planetu Zemlji. Poslušajte tukaj, Epizoda 51: Zemlja.

Viri: