MIS ON ALTERNATIIVNE ENERGIA?

Send

Viimastel aastatel on alternatiivsete energiaallikate vastu olnud intensiivne huvi ja arutelu. Tänu kliimamuutuste ohule ja tõsiasjale, et globaalsed temperatuurid tõusevad aasta-aastalt jätkuvalt, on loomulikult hoogustunud püüdlus leida energiavorme, mis vähendaksid inimkonna sõltuvust fossiilkütustest, kivisöest ja muudest saastavatest meetoditest.

Ehkki enamus alternatiivse energia kontseptsioone pole uued, on probleem muutunud aktuaalseks alles viimastel aastakümnetel. Ja tänu tehnoloogia ja tootmise täiustamisele on enamiku alternatiivse energia vormide kulud langenud, samal ajal kui tõhusus on suurenenud. Kuid just see, mis on alternatiivne energia ja kui tõenäoline, et see muutub peavooluks?

Definitsioon:

Loomulikult toimub arutelu selle üle, mida tähendab „alternatiivne energia“ ja milleks seda saab rakendada. Ühest küljest võib see termin viidata energiavormidele, mis ei suurenda inimkonna süsinikujalajälge. Selles suhtes võib see hõlmata selliseid asju nagu tuumarajatised, hüdroelektrijaamad ja isegi sellised asjad nagu maagaas ja “puhas kivisüsi”.

Teisest küljest kasutatakse seda terminit ka selleks, et viidata sellele, mida praegu peetakse mittetraditsioonilisteks energiameetoditeks - näiteks päike, tuul, geotermiline energia, biomass ja muud hiljutised lisandused. Selline klassifikatsioon välistab sellised meetodid nagu hüdroelektrilised, mis on olnud kasutusel juba üle sajandi ja on seetõttu teatud maailma piirkondades üsna tavalised.

Teine tegur on see, et alternatiivseid energiaallikaid peetakse „puhasteks”, see tähendab, et need ei tekita kahjulikke saasteaineid. Nagu juba märgitud, võib see viidata süsinikdioksiidile, aga ka muudele heitkogustele nagu vingugaas, vääveldioksiid, lämmastikoksiid ja muud. Nendes parameetrites ei peeta tuumaenergiat alternatiivseks energiaallikaks, kuna see tekitab radioaktiivseid jäätmeid, mis on väga mürgised ja mida tuleb ladustada.

Kõigil juhtudel tähistatakse seda terminit energiavormidega, mis asendavad fossiilseid kütuseid ja kivisütt järgmistel kümnenditel peamise energiatootmise vormis.

Alternatiivse energia tüübid:

Rangelt võttes on alternatiivseid energiaid mitut tüüpi. Jällegi muutuvad määratlused mõnevõrra kleepuvaks ja seda terminit on varem kasutatud kõigi meetodite viitamiseks, mida sel ajal peeti peavoolu mitte kuuluvaks. Kuid kui terminit üldjoontes kasutada söe ja fossiilkütuste alternatiivide all, võib see hõlmata järgmist või kõiki järgmisi:

Hüdroelektrienergia: See viitab hüdroelektrijaamades toodetud energiale, kus langev vesi (st jõed või kanalid) suunatakse seadme kaudu turbiinide keerutamiseks ja elektrienergia tootmiseks.

Tuumaenergia: Energia, mis saadakse aeglase lõhustumise reaktsioonide kaudu. Uraani või muude radioaktiivsete elementide vardad soojendavad vett auru saamiseks, mis omakorda keerutab elektrit tootmiseks turbiine.

Päikeseenergia: Energia, mis on rakendatud otse Päikeselt, kus fotogalvaanilised elemendid (mis koosnevad tavaliselt ränisubstraadist ja paigutatakse suurtesse massiividesse) muudavad Päikese kiired otse elektrienergiaks. Mõnel juhul kasutatakse päikesepaistetest toodetud soojust ka elektri tootmiseks, mida nimetatakse päikesesoojuseks.

Tuuleenergia: Õhuvoolu abil toodetud energia, kus elektri saamiseks pöörlevad suured tuuleturbiinid tuule abil.

Geotermiline võimsus: Maapõues geoloogilise tegevuse käigus toodetud soojusest ja aurust toodetud energia. Enamasti koosneb see torude paigutamisest maasse geoloogiliselt aktiivsete tsoonide kohale, et suunata aur turbiinide kaudu, tootes sellega elektrit.

Loodete jõud:Rannajoonte ümbruses asuvate loodejuhtmete abil toodetav energia. Siin põhjustavad loodete igapäevased muutused vee turbiinide kaudu edasi-tagasi voolavuse, tekitades elektrit, mis kantakse seejärel kalda ääres asuvatesse elektrijaamadesse.

Biomass: See viitab kütustele, mis on saadud taimedest ja bioloogilistest allikatest - st etanool, glükoos, vetikad, seened, bakterid -, mis võivad kütuseallikana asendada bensiini.

Vesinik: Vesinikgaasiga seotud protsessidest saadud energia. See võib hõlmata katalüüsmuundureid, kus veemolekulid purunevad ja ühendatakse taas elektrolüüsi teel; vesinikkütuseelemendid, kus gaasi kasutatakse sisepõlemismootorite käitamiseks või kuumutatakse ja kasutatakse turbiinide tsentrifuugimiseks; või tuumasüntees, kus vesiniku aatomid sulanduvad kontrollitud tingimustes, vabastades uskumatus koguses energiat.

Alternatiivne ja taastuvenergia:

Paljudel juhtudel on ka alternatiivsed energiaallikad taastuvad. Mõisted ei ole siiski täielikult asendatavad, kuna paljud alternatiivse energia vormid sõltuvad piiratud ressursist. Tuumaenergia tugineb näiteks uraanile või muudele rasketele elementidele, mida tuleb kaevandada.

Samal ajal sõltuvad tuule-, päikese-, loode-, maasoojus- ja hüdroenergia kõik taastuvatest energiaallikatest. Päikesekiired on kõige rikkalikum energiaallikas kõigist ning ehkki piiratud ilmastiku ja päevase ilmastiku ilmastikuga, on nad mitmeaastased - ja seetõttu on need tööstuse seisukohast ammendamatud. Tuul on ka pidev tänu Maa pöörlemisele ja rõhu muutustele meie atmosfääris.

Areng:

Praegu on alternatiivne energia alles väga lapsekingades. See pilt muutub aga kiiresti poliitilise surve, ülemaailmsete ökoloogiliste katastroofide (põud, nälg, üleujutused, torm) ja taastuvenergia tehnoloogia täiustamise tõttu.

Näiteks 2015. aasta seisuga kaeti maailma energiavajadus endiselt peamiselt sellistest allikatest nagu kivisüsi (41,3%) ja maagaas (21,7%). Hüdro- ja tuumaenergia moodustas vastavalt 16,3% ja 10,6%, taastuvate energiaallikate (s.o päikese, tuule, biomassi jms) osakaal oli vaid 5,7%.

See tähendas olulist muutust alates 2013. aastast, kui nafta, kivisöe ja maagaasi üldine tarbimine oli vastavalt 31,1%, 28,9% ja 21,4%. Tuuma- ja hüdroelektrienergia osakaal moodustas 4,8% ja 2,45, taastuvate energiaallikate osakaal oli vaid 1,2%.

Lisaks on suurenenud fossiilkütuste kasutamise piiramise ja alternatiivsete energiaallikate arendamisega seotud rahvusvaheliste lepingute arv. Nende hulka kuulub taastuvenergia direktiiv, mille Euroopa Liit allkirjastas 2009. aastal ja milles seati taastuvenergia kasutamise eesmärgid kõikidele liikmesriikidele aastaks 2020.

Põhimõtteliselt öeldi lepingus, et EL täidab taastuvenergiaga vähemalt 20% kogu energiavajadusest aastaks 2020 ja 2020. aastaks tuleb vähemalt 10% nende transpordikütustest saada taastuvatest energiaallikatest. 2016. aasta novembris vaatas Euroopa Komisjon need üle. eesmärgid, kehtestades, et 2030. aastaks tuleb vähemalt 27% ELi energiavajadusest saada taastuvatest energiaallikatest.

2015. aastal kohtus Pariisis ÜRO kliimamuutuste raamkonventsioon (UNFCCC), et töötada välja 2020. aastaks jõustuv kasvuhoonegaaside leevendamise ja alternatiivsete energiaallikate rahastamise raamistik. Selle tulemuseks oli Pariisi kokkulepe, mis oli vastu võetud 12. detsembril 2015 ja avatud allkirjastamiseks 22. aprillil (maapäev) 2016 ÜRO peakorteris New Yorgis.

Mitmeid riike ja osariike on nimetatud ka nende juhtpositsiooniks alternatiivse energia arendamise valdkonnas. Näiteks Taanis tagab tuuleenergia kuni 140% riigi elektrienõudlusest, ülejääk antakse naaberriikidele, nagu Saksamaa ja Rootsi.

Tänu oma asukohale Atlandi ookeani põhjaosas ja aktiivsetele vulkaanidele saavutas Island 2012. aastaks hüdroelektri ja geotermilise energia ühendamise kaudu 100% taastuvenergia kasutamise. Nafta- ja tuumaenergia kasutamise järkjärgulise kaotamise Saksamaa poliitika tõi 2016. aastal kaasa sellele, et riik jõudis verstapostini 15. mail 2016 - kus peaaegu 100% tema elektrienõudlusest tuli taastuvatest allikatest.

California osariik on viimastel aastatel ka taastuvenergiale toetumise osas teinud muljetavaldavaid edusamme. 2009. aastal tuli 11,6 protsenti kogu riigi elektrienergiast taastuvatest ressurssidest, nagu tuule-, päikese-, maasoojus-, biomassi- ja väikestest hüdroelektrijaamadest. Tänu mitmetele programmidele, mis soodustavad üleminekut taastuvatele energiaallikatele, suurenes see sõltuvus 2015. aastaks 25% -ni.

Praeguse kasutuselevõtu määra põhjal on alternatiivse energia pikaajalised väljavaated äärmiselt positiivsed. Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) 2014. aasta aruande kohaselt moodustavad fotogalvaaniline päikeseenergia ja päikeseenergia 2050. aastaks 27% ülemaailmsest nõudlusest - tehes sellest ühe suurima energiaallika. Samamoodi osutas tuuleenergia 2013. aasta aruanne, et 2050. aastaks võib tuuleenergia moodustada kuni 18% ülemaailmsest nõudlusest.

Ka IEA 2016. aasta maailma energiaväljavaade väidab, et aastaks 2040 varjutavad maagaas, tuul ja päike peamise energiaallikana söe ja nafta. Ja mõned lähevad isegi öelda, et tänu päikese-, tuule- ja termotuumasünteesi tehnoloogia arengule vananevad fossiilkütused 2050. aastaks.

Nagu kõik asjad, on ka alternatiivse energia kasutuselevõtt olnud järk-järguline. Kuid tänu kasvavale kliimamuutuste probleemile ja suurenevale elektrinõudlusele on viimastel aastatel muutunud puhaste ja alternatiivsete meetodite kasutuselevõtu kiirus hüppeliselt. Millalgi selle sajandi jooksul võib inimkond jõuda süsiniku neutraalseks muutumiseni ja seda mitte liiga kiiresti!

Oleme ajakirja Space jaoks kirjutanud palju artikleid alternatiivse energia kohta. Siin on Mis on erinevad taastuvenergia tüübid? Mis on päikeseenergia ?, Kuidas töötab tuuleturbiin? Kas maailm võiks töötada päikeseenergia ja tuuleenergia abil? Kust tuleb geotermiline energia? ja kompromissid, mis viivad kliimamuutustega tegelemiseni.

Kui soovite lisateavet alternatiivsete energiaallikate kohta, vaadake alternatiivseid energiaallikaid kosmoses. Ja siin on link alternatiivsetele energiatehnoloogiatele kliimamuutuste ohjamiseks.

Samuti oleme salvestanud episoodi astronoomiast, mis rääkisid kogu planeedist Maa. Kuulake siin, episood 51: Maa.

Allikad: