Pastaraisiais metais alternatyvioji energija buvo intensyvaus susidomėjimo ir diskusijų objektas. Dėl klimato kaitos grėsmės ir to, kad vidutinė pasaulinė temperatūra kasmet kyla, natūraliai sustiprėjo noras rasti energijos formas, kurios sumažintų žmonijos priklausomybę nuo iškastinio kuro, anglies ir kitų teršiančių metodų.
Nors dauguma alternatyvios energijos koncepcijų nėra naujos, tik per pastaruosius kelis dešimtmečius ši problema tapo aktuali. Tobulėjus technologijoms ir gamybai, daugumos alternatyvios energijos formų sąnaudos sumažėjo, o efektyvumas didėjo. Bet kas yra alternatyvioji energija ir kokia tikimybė, kad ji taps pagrindine?
Apibrėžimas:
Žinoma, kyla diskusijų, ką reiškia „alternatyvi energija“ ir kam ji gali būti taikoma. Viena vertus, šis terminas gali reikšti energijos formas, kurios nedidina žmonijos anglies pėdsako. Šiuo atžvilgiu tai gali apimti tokius dalykus kaip branduoliniai įrenginiai, hidroelektrinė ir netgi tokie dalykai kaip gamtinės dujos ir „švari anglis“.
Gyvenamosios saulės baterijos Vokietijoje. Kreditas: Wikimedia Commons / Sideka Solartechnik
Kita vertus, šis terminas taip pat vartojamas nurodant tuos, kurie šiuo metu laikomi netradiciniais energijos gamybos būdais, pavyzdžiui, saulės, vėjo, geotermijos, biomasės ir kitais naujausiais papildymais. Tokia klasifikacija atmeta tokius metodus kaip hidroelektrinė, kurie gyvuoja daugiau nei šimtmetį ir todėl yra gana įprasti tam tikruose pasaulio regionuose.
Kitas veiksnys yra tai, kad alternatyvūs energijos šaltiniai yra laikomi „švariais“, o tai reiškia, kad jie nesukelia kenksmingų teršalų. Kaip jau buvo pažymėta, tai gali būti susiję su anglies dioksidu, bet ir su kitais išmetimais, pvz., anglies monoksidu, sieros dioksidu, azoto oksidu ir kt. Pagal šiuos parametrus branduolinė energija nelaikoma alternatyviu energijos šaltiniu, nes susidaro radioaktyvios atliekos, kurios yra labai toksiškos ir turi būti saugomos.
Tačiau visais atvejais šis terminas vartojamas kalbant apie energijos formas, kurios ateinančiais dešimtmečiais pakeis iškastinį kurą ir anglį kaip vyraujančią energijos gamybos formą.
Alternatyvios energijos rūšys:
Griežtai kalbant, yra daug alternatyvios energijos rūšių. Vėlgi, apibrėžimai tampa šiek tiek įstrigusiu tašku, o anksčiau šis terminas buvo vartojamas kalbant apie bet kokį metodą, kuris tuo metu buvo laikomas ne pagrindiniu. Tačiau plačiai taikant terminą anglies ir iškastinio kuro alternatyvoms, jis gali apimti bet kurį arba visus toliau nurodytus dalykus:
Hidroelektrinė:Tai reiškia hidroelektrinių užtvankų generuojamą energiją, kai krintantis vanduo (t. y. upės ar kanalai) nukreipiamas per aparatą, kad suktų turbinas ir generuotų elektrą.
Atominė elektrinė, išskirianti karštus garus kaip lėto dalijimosi proceso šalutinį produktą. Kreditas: Wikipedia Commons / Emmelie Callewaert
Atominė energija:Energija, gaunama lėto dalijimosi reakcijų metu. Urano arba kitų radioaktyvių elementų strypai šildo vandenį, kad susidarytų garai, o tai savo ruožtu sukasi turbinas ir gamina elektrą.
Saulės energija:Energija, gaunama tiesiogiai iš Saulės, kur fotovoltinės ląstelės (dažniausiai sudarytos iš silicio substrato ir išdėstytos didelėmis matricomis) paverčia Saulės spindulius tiesiai į elektros energiją. Kai kuriais atvejais saulės pagaminta šiluma taip pat panaudojama elektros energijai gaminti, kuri yra žinoma kaip saulės šiluminė energija.
Vėjo energija:Oro srauto generuojama energija, kai vėjas sukasi dideles vėjo turbinas, kad gautų elektros energiją.
Geoterminė galia:Energija, kurią gamina šiluma ir garai, susidarę dėl geologinės veiklos Žemės plutoje. Daugeliu atvejų tai susideda iš vamzdžių, įdėtų į žemę virš geologiškai aktyvių zonų, kad garai būtų nukreipiami per turbinas ir taip generuojama elektra.
Potvynio galia:Energija, kurią generuoja aplink krantus esantys potvynių ir atoslūgių diržai. Čia dėl kasdienių potvynių pokyčių vanduo tekėja pirmyn ir atgal per turbinas, gamindamas elektrą, kuri vėliau perduodama elektrinėms palei krantą.
Biomasė:Tai reiškia kurą, gaunamą iš augalų ir biologinių šaltinių, pvz., etanolio, gliukozės, dumblių, grybelių, bakterijų, kurie galėtų pakeisti benziną kaip kuro šaltinį.
Vandenilis:Energija, gaunama iš procesų, kuriuose dalyvauja vandenilio dujos. Tai gali būti kataliziniai konverteriai, kuriuose vandens molekulės suskaidomos ir vėl sujungiamos elektrolizės būdu; vandenilio kuro elementai, kai dujos naudojamos vidaus degimo varikliams varyti arba šildomos ir naudojamos turbinoms sukti; arba branduolių sintezė, kai kontroliuojamomis sąlygomis vandenilio atomai susilieja ir išskiria neįtikėtinus energijos kiekius.
„Mega Ampere Spherical Tokamak“ (MAST) reaktorius Culham sintezės energijos centre (JK). Kreditas: CCFE
Alternatyvi ir atsinaujinanti energija:
Daugeliu atvejų alternatyvūs energijos šaltiniai taip pat yra atsinaujinantys. Tačiau terminai nėra visiškai keičiami, nes daugelis alternatyvios energijos formų priklauso nuo ribotų išteklių. Pavyzdžiui, branduolinė energija priklauso nuo urano ar kitų sunkiųjų elementų, kurie turi būti kasami.
Tuo tarpu vėjo, saulės, potvynių, geoterminė ir hidroelektrinė – visa tai priklauso nuo visiškai atsinaujinančių šaltinių. Saulės spinduliai yra gausiausias energijos šaltinis iš visų ir, nors juos riboja oras ir paros tendencijos, jie yra daugiamečiai, todėl pramonės požiūriu neišsenkami. Vėjas taip pat yra pastovus dėl Žemės sukimosi ir slėgio pokyčių mūsų atmosferoje.
Vystymas:
Šiuo metu alternatyvioji energetika dar tik pradeda vystytis. Tačiau šis vaizdas greitai keičiasi dėl politinio spaudimo, pasaulinių ekologinių nelaimių (sausros, bado, potvynių, audrų) ir atsinaujinančios energijos technologijų tobulėjimo.
Pavyzdžiui, 2015 m. pasaulio energijos poreikius vis dar daugiausia patenkino tokie šaltiniai kaip anglis (41,3 %) ir gamtinės dujos (21,7 %). Hidroelektrinė ir atominė energija sudarė atitinkamai 16,3% ir 10,6%, o „atsinaujinantys energijos šaltiniai“ (t. y. saulės energija, vėjas, biomasė ir kt.) – tik 5,7%.
Danijoje vėjo energija sudaro 28 % elektros gamybos ir yra pigesnė nei anglies energija. Kreditas: denmark.dk
Tai reikšmingas pokytis, palyginti su 2013 m., kai pasaulinis naftos, anglies ir gamtinių dujų suvartojimas sudarė atitinkamai 31,1%, 28,9% ir 21,4%. Branduolinė ir hidroelektrinė sudarė 4,8 proc. ir 2,45 proc., o atsinaujinantys šaltiniai – tik 1,2 proc.
Be to, padaugėjo tarptautinių susitarimų dėl iškastinio kuro naudojimo ribojimo ir alternatyvių energijos šaltinių plėtros. Tai apima Atsinaujinančios energijos direktyva 2009 m. pasirašė Europos Sąjunga, kurioje buvo nustatyti atsinaujinančios energijos naudojimo tikslai visoms valstybėms narėms 2020 metams.
Iš esmės susitarime buvo nurodyta, kad iki 2020 m. ES bent 20 % visų savo energijos poreikių patenkins iš atsinaujinančių šaltinių, o iki 2020 m. ne mažiau kaip 10 % transporto kuro bus pagaminta iš atsinaujinančių šaltinių. 2016 m. lapkritį Europos Komisija juos peržiūrėjo. tikslus, nustatančius, kad iki 2030 m. mažiausiai 27 % ES energijos poreikio sudarys iš atsinaujinančių šaltinių.
2015 m. Paryžiuje susitiko Jungtinių Tautų bendroji klimato kaitos konvencija (JTBKKK), kad būtų parengta šiltnamio efektą sukeliančių dujų mažinimo ir alternatyvios energijos finansavimo sistema, kuri įsigaliotų iki 2020 m. Paryžiaus susitarimas , kuris buvo priimtas 2015 m. gruodžio 12 d. ir atidarytas pasirašyti 2016 m. balandžio 22 d. (Žemės diena) JT būstinėje Niujorke.
Krafla geoterminė elektrinė, esanti Islandijoje. Kreditas: Wikipedia Commons / Ásgeir Eggertsson
Keletas šalių ir valstijų taip pat buvo pripažintos pirmaujančiomis alternatyvios energijos plėtros srityje. Pavyzdžiui, Danijoje vėjo energija suteikia iki 140% šalies elektros poreikio , o perteklius tiekiamas kaimyninėms šalims, tokioms kaip Vokietija ir Švedija.
Islandija dėl savo vietos Šiaurės Atlante ir aktyvių ugnikalnių pasiekė 100% priklausomybė nuo atsinaujinančios energijos iki 2012 m. derinant hidroelektrą ir geoterminę energiją. 2016 m. Vokietijos politika laipsniškai nutraukė priklausomybę nuo naftos ir branduolinės energijos, lėmė tai, kad šalis pasiekė svarbų etapą 2016 m. gegužės 15 d – kur beveik 100 % jos elektros poreikio buvo gaunama iš atsinaujinančių šaltinių.
Pastaraisiais metais Kalifornijos valstija taip pat padarė įspūdingą pažangą savo priklausomybės nuo atsinaujinančios energijos atžvilgiu. 2009 m. 11,6 minutės t visos elektros valstybėje pagaminta iš atsinaujinančių išteklių, tokių kaip vėjo, saulės, geoterminės, biomasės ir mažų hidroelektrinių. Dėl kelių programų, skatinančių pereiti prie atsinaujinančių energijos šaltinių, šis pasitikėjimas padidino iki 25 proc. iki 2015 m.
Remiantis dabartiniais priėmimo tempais, ilgalaikės alternatyvios energijos perspektyvos yra labai teigiamos. Pasak a 2014 metų ataskaita Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) teigimu, fotovoltinė saulės energija ir saulės šiluminė energija iki 2050 m. sudarys 27 % pasaulinės paklausos – tai bus vienintelis didžiausias energijos šaltinis. Panašiai, 2013 metų ataskaita apie vėjo energiją nurodė, kad iki 2050 m. vėjas gali sudaryti iki 18 % pasaulinės paklausos.
TEA Pasaulio energetikos perspektyva 2016 m taip pat teigia, kad iki 2040 m. gamtinės dujos, vėjas ir saulė užtems anglį ir naftą kaip vyraujančius energijos šaltinius. Ir kai kurie netgi sako, kad dėl saulės, vėjo ir sintezės energijos technologijų plėtros iškastinis kuras pasens iki 2050 m .
Kaip ir visi kiti dalykai, alternatyvios energijos priėmimas buvo laipsniškas. Tačiau dėl augančios klimato kaitos problemos ir didėjančios elektros paklausos visame pasaulyje, švarių ir alternatyvių metodų priėmimo sparta pastaraisiais metais išaugo. Kažkada per šį šimtmetį žmonija gali pasiekti tašką, kad taps neutrali anglies dioksido, ir ne per anksti!
Esame parašę daug straipsnių apie alternatyvią energiją „Universe Today“. Štai Kokie yra skirtingi atsinaujinančios energijos tipai? , Kas yra saulės energija? , Kaip veikia vėjo turbina? , Ar pasaulis galėtų veikti naudojant saulės ir vėjo energiją? , Iš kur atsiranda geoterminė energija? ir Kompromisai veda prie susitarimo dėl klimato kaitos .
Jei norite daugiau informacijos apie alternatyvią energiją, peržiūrėkite Alternatyvios energijos pasėliai kosmose . Ir čia yra nuoroda į Alternatyvios energijos technologijos klimato kaitai kontroliuoti .
Taip pat įrašėme Astronomy Cast epizodą apie Žemės planetą. Klausyk čia, 51 serija: Žemė .
Šaltiniai: