ЩО ТАКЕ АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА?

Send

В останні роки альтернативна енергетика стала предметом гострих зацікавлень та дискусій. Завдяки загрозі зміни клімату та тому, що середні глобальні температури продовжують зростати з року в рік, природно посилився потяг до пошуку енергії, яка зменшить залежність людства від викопного палива, вугілля та інших методів забруднення.

Хоча більшість концепцій альтернативної енергетики не є новими, питання стало актуальним лише за останні кілька десятиліть. І завдяки вдосконаленням технології та виробництва витрати більшості видів альтернативної енергії падають, а ефективність зростає. Але що таке альтернативна енергетика, і яка ймовірність її стати основним?

Визначення:

Природно, існує певна дискусія щодо того, що означає «альтернативна енергетика» і до чого вона може бути застосована. З одного боку, термін може стосуватися форм енергії, які не збільшують вуглецевий слід людства. У цьому відношенні він може включати в себе такі речі, як ядерні споруди, гідроелектростанція і навіть такі речі, як природний газ та «чисте вугілля».

З іншого боку, термін також використовується для позначення того, що в даний час вважається нетрадиційними методами енергії - такими як сонячна, вітряна, геотермальна, біомаса та інші останні доповнення. Така класифікація виключає такі методи, як гідроелектрики, які існують вже більше століття, і тому є досить поширеними для певних регіонів світу.

Іншим фактором є те, що альтернативні джерела енергії вважаються "чистими", тобто вони не утворюють шкідливих забруднювачів. Як уже зазначалося, це може стосуватися діоксиду вуглецю, але й інших викидів, таких як чадний газ, діоксид сірки, оксид азоту та інші. У цих параметрах ядерна енергетика не вважається альтернативним джерелом енергії, оскільки вона утворює високоактивні відходи та є необхідними для їх зберігання.

Однак у всіх випадках цей термін використовується для позначення форм енергії, які замінять викопне паливо та вугілля як переважну форму виробництва енергії в найближчі десятиліття.

Види альтернативної енергії:

Строго кажучи, існує багато видів альтернативної енергії. Знову ж таки, визначення стали трохи крапкою, і цей термін використовувався в минулому для позначення будь-якого методу, який в той час вважався немедицинним. Але широко застосовуючи цей термін, щоб позначати альтернативи вугілля та викопним паливам, він може включати будь-яке або всі наступне:

Гідроелектричність: Це стосується енергії, виробленої гідроелектричними дамбами, де падаюча вода (тобто річки або канали) спрямовується через апарат для віджиму турбін та отримання електроенергії.

Атомна енергетика: Енергія, яка виробляється внаслідок реакцій повільного поділу. Стрижні урану або інших радіоактивних елементів нагрівають воду для отримання пари, яка, в свою чергу, обертає турбіни для отримання електроенергії.

Сонячна енергія: Енергія, запряжена безпосередньо від Сонця, де фотоелектричні клітини (зазвичай складаються з кремнієвої підкладки та розміщені у великих масивах) перетворюють сонячні промені безпосередньо в електричну енергію. У деяких випадках тепло, яке виробляється сонячним світлом, також використовується для виробництва електроенергії, яка називається сонячно-тепловою енергією.

Енергія вітру: Енергія, що генерується повітряним потоком, де великі вітрогенератори крутяться вітром для отримання електроенергії.

Геотермальна потужність: Енергія, вироблена теплом і парою, виробленою геологічною активністю в земній корі. У більшості випадків це складається з труби, розміщеної в землі над геологічно активними зонами для подачі пари через турбіни, таким чином виробляючи електроенергію.

Потужність припливу:Енергія, що створюється припливними джгутами, розташованими навколо берегової лінії. Тут щоденні зміни припливів призводять до течії води туди-сюди через турбіни, генеруючи електроенергію, яка потім передається електростанціям уздовж берега.

Біомаса: Це стосується палив, які отримують з рослин та біологічних джерел - тобто етанолу, глюкози, водоростей, грибів, бактерій - які можуть замінити бензин як джерело палива.

Водень: Енергія, отримана від процесів, що включають газ водню. Сюди можна віднести каталітичні перетворювачі, де молекули води розбиваються і з'єднуються електролізом; водневі паливні елементи, де газ використовується для живлення двигунів внутрішнього згоряння або нагрівається і використовується для прядіння турбін; або ядерного синтезу, де атоми водню плавляться в контрольованих умовах, щоб вивільнити неймовірні кількості енергії.

Альтернативна та поновлювана енергія:

У багатьох випадках альтернативні джерела енергії також відновлюються. Однак умови не є взаємозамінними через те, що багато форм альтернативної енергії покладаються на обмежений ресурс. Наприклад, ядерна енергетика покладається на уран або інші важкі елементи, які необхідно видобувати.

Тим часом вітрова, сонячна, припливна, геотермальна та гідроелектрична енергетика покладаються на джерела, які повністю відновлюються. Сонячні промені є найпоширенішим джерелом енергії з усіх і, хоча обмежені погодою та добовими малюнками, є багаторічними - і тому невичерпні з промислової точки зору. Вітер також є постійною, завдяки обертанню Землі та змінам тиску в нашій атмосфері.

Розробка:

В даний час альтернативна енергетика ще дуже зароджується. Однак ця картина швидко змінюється завдяки поєднанню політичного тиску, екологічних катастроф у всьому світі (посуха, голод, повені, штормова діяльність) та вдосконалення технології відновлюваної енергії.

Наприклад, станом на 2015 рік світові енергетичні потреби все ще забезпечувались такими джерелами, як вугілля (41,3%) та природний газ (21,7%). Гідроенергетика та атомна енергетика становили відповідно 16,3% та 10,6%, тоді як "відновлювані джерела енергії" (тобто сонячна, вітряна, біомаса тощо) становили лише 5,7%.

Це означало значну зміну від 2013 року, коли глобальне споживання нафти, вугілля та природного газу становило відповідно 31,1%, 28,9% та 21,4%. Атомна та гідроелектрична енергія становили 4,8% та 2,45, а поновлювані джерела - лише 1,2%.

Крім того, збільшилась кількість міжнародних угод щодо стримування використання викопного палива та розвитку альтернативних джерел енергії. До них належить Директива про відновлювані джерела енергії, підписана Європейським Союзом у 2009 році, яка встановила цілі щодо використання відновлюваної енергії для всіх країн-членів на 2020 рік.

В основному, в угоді було зазначено, що до 2020 року ЄС задовольняє щонайменше 20% своїх загальних потреб в енергії з поновлюваними джерелами енергії, а щонайменше 10% їх транспортного палива надходить з поновлюваних джерел до 2020 року. У листопаді 2016 року Європейська комісія переглянула ці питання Цілі, що встановлюють, що мінімум 27% енергетичних потреб ЄС надходять від поновлюваних джерел енергії до 2030 року.

У 2015 році Рамкова конвенція Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату (РКЗК ООН) зустрілася в Парижі, щоб розробити рамки для пом'якшення викидів парникових газів та фінансування альтернативної енергетики, яка набуде чинності до 2020 року. Це призвело до Паризької угоди, яка була прийнятий 12 грудня 2015 року та відкритий для підписання 22 квітня (День Землі) 2016 року в штаб-квартирі ООН у Нью-Йорку.

Кілька країн і держав також були відзначені за їх лідерство в галузі розвитку альтернативної енергетики. Наприклад, у Данії вітроенергетика забезпечує до 140% потреби країни в електроенергії, а надлишок надається сусіднім країнам, таким як Німеччина та Швеція.

Ісландія завдяки своєму розташуванню в Північній Атлантиці та її діючих вулканах досягла 100% опори на відновлювані джерела енергії до 2012 року завдяки поєднанню гідроелектрики та геотермальної енергетики. У 2016 році політика Німеччини щодо припинення опори на нафту та атомну енергетику призвела до того, що 15 травня 2016 року країна досягла значної межі - де майже 100% її попиту на електроенергію надходило з поновлюваних джерел.

За останні роки штат Каліфорнія також досяг вражаючих успіхів щодо опори на відновлювані джерела енергії. У 2009 році 11,6 відсотка всієї електроенергії в державі надійшло від поновлюваних джерел, таких як вітер, сонячна, геотермальна, біомаса та малі гідроелектростанції. Завдяки численним програмам, які заохочують перехід на поновлювані джерела енергії, ця залежність зросла до 25% до 2015 року.

Виходячи із сучасних темпів прийняття, довгострокові перспективи альтернативної енергетики є надзвичайно позитивними. Згідно з доповіддю Міжнародного енергетичного агентства (IEA) за 2014 рік, фотоелектрична сонячна енергія та сонячна теплова енергія становитимуть 27% світового попиту до 2050 року, що робить її єдиним найбільшим джерелом енергії. Так само у звіті про енергію вітру за 2013 рік було зазначено, що до 2050 року вітер може становити до 18% світового попиту.

IEA's World Energy Outlook 2016 також стверджує, що до 2040 року природний газ, вітер та сонячна енергія затьмарять вугілля та нафту як переважні джерела енергії. А деякі навіть говорять про те, що завдяки технологіям сонячної, вітрової та термоядерної енергії викопне паливо стане застарілим до 2050 року.

Як і у всьому, прийняття альтернативної енергії поступово. Але завдяки зростаючій проблемі зміни клімату та зростаючому попиту на електроенергію в усьому світі, швидкість, з якою приймаються чисті та альтернативні методи, в останні роки набуває показового значення. Колись протягом цього століття людство може досягти того, що стане вуглецевим нейтральним, і не за мить занадто швидко!

Ми написали багато статей про альтернативну енергетику для Space Magazine. Ось які існують різні види відновлюваної енергії? Що таке сонячна енергія? Як працює вітрогенератор? Чи може світ працювати на сонячній та вітровій енергії? Звідки береться геотермальна енергія? і компроміси призводять до угоди про зміни клімату.

Якщо вам потрібна додаткова інформація про альтернативну енергію, перегляньте альтернативні врожаї енергії в космосі. Ось посилання на альтернативні енергетичні технології для контролю кліматичних змін.

Ми також записали епізод Астрономічної ролі про планету Земля. Слухайте тут, Епізод 51: Земля.

Джерела: