A napsugárzáson alapuló energiaforrások (biomassza, víz, szél és napenergia) a világ gyakorlatilag minden országában képesek fedezni minden típusú energiafogyasztást. Ökológiai szempontból nem szennyezik a környezetet.
A fosszilis üzemanyagok fogyása, a környezet és az emberi egészség károsodása, valamint annak a problémának az etikai dimenziója, hogy van-e erkölcsi jogunk minden olajkészlet kitermeléséhez és elégetéséhez, és emlékeztetni a jövő generációit, változtatásra szólítanak-e fel a jelenlegi helyzetben. A változásokra való törekvéshez azonban új technológiákra van szükség, ezekhez pedig új gondolkodásmódra van szükség. A közúti szállítás jelenleg a belső égésű motorok technológiáján alapszik - ez a technológia száz évvel ezelőtt jelent meg lényegében és a mai napig tart. "Változnia kell az energiafogyasztás módján".
A hőt és az áramot nem nehéz előállítani. A szénből, olajból, földgázból vagy uránból történő előállítás jelenlegi módszere azonban nem tiszta és nem fenntartható, mert csak fosszilis tüzelőanyag-forrásokat használnak. A fenntartható fejlődés és a megbízható üzemanyag-ellátás biztosításához azonban megújuló (alternatív) energiaforrások felhasználásával kell energiát termelni. Ma egyértelmű, hogy a megújuló energiaforrások képesek maradéktalanul pótolni a fosszilis tüzelőanyagokat.
Biomassza
A szerves anyagok, akár fa, növények, akár maradványok, minden hasznos energiaformát biztosíthatnak számunkra - villamos energiát, hőt és folyékony üzemanyagot a gépjárművekhez. A biomassza alapvetően konzervált napenergia, amelyet a növények a fotoszintézis révén szerves anyaggá alakítanak. A benne rejlő potenciál valóban nagy, egy kg száraz fa vagy szalma átlagos energiatartalma körülbelül 4,5 kWh, ami azt jelenti, hogy 1 liter olaj pótlásához körülbelül 2 kg biomassza szükséges (ugyanakkora felhasználási hatékonyságot biztosítva) ). Nemcsak a potenciál és a környezeti fenntarthatóság, de főleg ennek az üzemanyagnak az ára érdekes, mert a fa a legolcsóbb üzemanyag, amelyet a globális biomassza-tartalékokhoz használnak, és a biomassza-fotoszintézis által évente termelt energia mennyisége akár tízszerese is mint a globális energiafogyasztás.
A biomassza fontos szerepet játszhat a jövőben, ha modern energiahordozókká - főként villamos energiává, gázneművé és folyékony üzemanyagokká - alakítják át. Számos oka van annak, hogy ilyen értelemben megértsük. Az egyik az, hogy a biomassza szélesebb körben hozzáférhető, mint a fosszilis tüzelőanyagok, és az alkalmazásának technológiái a gyakorlatban beváltak. A fejlett országokban a biomassza energetikai célú termesztése is kiutat jelenthet a mezőgazdasági termékek túltermeléséből eredő jelenlegi válságból. Ha a biomasszát fenntartható módon termesztenék és használnák, akkor a CO2 nem növekedne a légkörben, mivel égése során csak annyi CO2 szabadul fel, mint a növény a fotoszintézis során történő növekedése során a légkörből. A biomassza azonban ma már fontos üzemanyag-forrás, mivel a világ energiafogyasztásának hetedét adja. Jelenleg főleg fűtésre használják, és a fejlődő országokban az energiapiac részesedése 40-90%. Ez a világ népességének majdnem felének a fő üzemanyag-forrása.
A biomassza azonban a fejlett országokban is fontos energiaforrás. Az Egyesült Államokban ez az üzemanyag fedezi az elsődleges energiafogyasztás (hő, villamos energia, folyékony üzemanyagok stb.) Több mint 4% -át - körülbelül annyi energia, mint amennyit az atomerőművekben termelnek. Kanadában 8%, Svédországban 14%. A 90 millió tonna olajegyenérték biomasszával történő helyettesítése a légkör szén-dioxid-kibocsátásának évi 100 millió tonnával történő csökkentését jelentené.
Villamosenergia-termelés biomasszából
Fa és szalma egyaránt felhasználható villamos energia előállítására a nagy gőzerőművekben. Ez a módszer nagyon elterjedt pl. az USA-ban, ahol legfeljebb 8000 MW villamos energiát telepítenek ilyen létesítményekbe, ami 8 atomerőmű kapacitásának felel meg. A fahulladékot főként erre a termelésre használják. A hagyományos melegvíz-kazánnal ellentétben, amelynek hatásfoka gyakran meghaladja a 80% -ot, a fatömegben lévő energia villamos energiává alakításának hatékonysága lényegesen alacsonyabb - csak körülbelül 20%.
Egy másik folyamat, amely jelenleg nagyon ígéretes, az elgázosítása az ezt követő villamosenergia-termeléssel egy gázturbinában. A szerves hulladékból nyert fontos üzemanyag-forrás a biogáz is, amely felhasználható villamos energia és hő előállítására.
Szélenergia
A szélenergia a naptevékenységből ered. A levegő felmelegítésével, majd egy magasba emelkedésével a légtömeg a Föld körül áramlik. A gőzgép felfedezése előtt a szél fontos mechanikai energiaforrás volt, pl. szélmalmok vagy vitorlások. Nagyon érdekes fejlemény történt Dániában, ahol jelenleg mintegy 24 000 ember dolgozik a szellőztetett turbinák gyártásában. 1997-ben 4900 turbina működött Dániában, amely a hazai villamosenergia-fogyasztás 7% -át fedezte.
A szélenergia lehetősége azonban sokkal nagyobb. Az EU-országokban az összes villamosenergia-fogyasztást csak a tengerfenékre épített szélerőművekkel lehetne fedezni. A tengeri szélerőművek igazi sikert arattak, és 1995 óta óriási mértékben nőnek - minden évben 27% -os növekedés. Dánia mintegy 4000 MW (négy nagy atomerőmű teljesítménye) megépítését tervezi 2030-ig, és fedezi a hazai villamosenergia-fogyasztás 40% -át. Ez a lépés lehetővé tenné a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművek leállítását. Hasonló terveket hajtanak végre az Egyesült Királyságban, ahol egyes tanulmányok szerint a szélenergia az ország jelenlegi villamosenergia-fogyasztásának akár hatszorosát is fedezheti. Lényeges azonban, hogy a szélből előállított villamos energia ára sok helyen összehasonlítható vagy akár alacsonyabb is, mint a szénből, gázból vagy uránból előállított villamos energia ára. Németország és Dánia tapasztalatai ezt egyértelműen megerősítik, ami a szélturbinák ezen országokban történő hatalmas fejlődésének is a fő oka. Ennek a technológiának hazánkban való szélesebb körű alkalmazásának akadálya mindenekelőtt az alacsony villamosenergia-vételár és az ebből adódó hosszú befektetési megtérülési idő, amely gyakran akár 20 évre is épül.
Vízenergia
A vízenergia a Naptól a Földre eső energiából is származik. A napenergia miatt a víz elpárolog az óceánokból, tengerekből, tavakból és patakokból. A vízgőz a föld felszíne felett mozog, és lehűlése kondenzációhoz és csapadékhoz vezet. Ezek biztosítják a magasan fekvő vízforrásokból származó potenciális energia létrehozását, amelyet a folyók mozgása mozgási energiává alakít. A víz mozgási energiáját általában vízerőművekben villamos energia előállítására használják. A vízenergia technológia a legfejlettebb a megújuló források közül.
Ez fedezi a világszerte termelt villamos energia több mint 18% -át, és egyben a legfontosabb megújuló energiaforrás (az egyéb megújuló forrásokból előállított villamosenergia-termelés részaránya csupán 1,1%). A vízenergia gyakorlatilag az egyetlen megújuló energiaforrás, amelyet hazánkban széles körben használnak. 1996-ban több mint 4,4 milliárd kWh-t termeltek a szlovákiai vízenergiából, ami a fogyasztásunk körülbelül 15% -át teszi ki .
A vízenergiának számos előnye van. A legfontosabbak a következők:
- a vízerőművek élettartama hosszú, ezek egy része már 70 vagy több éve működik,
- A hosszú befektetési megtérülés (10-15 év) ellenére az alacsony működési költségek és a hosszú élettartam miatt magas a befektetés megtérülése,
- a terhelésváltozások gyors lefedése szempontjából a vízenergia nagyon rugalmas, ami fontos az integrált energiaellátó rendszerek számára.
Tengeri hullámok energiája
Hullámenergia, amely szintén megújuló forrás, amely villamosenergia-termelésre használható. Ezt az energiát a napsugarak működése hozza létre, amelyek felmelegítik a levegőt, miközben szél keletkezik, ami hullámokat okoz a tengerekben. A hullámok energiája helyenként változó, és általában elmondható, hogy minél nagyobb a távolság az Egyenlítőtől, annál nagyobb a tengeri hullámok energiája. Ennek az energiának világszerte nagy potenciálja van. A nagy árapályerőművek, mint például a nagy vízerőművek, szintén jelentős környezeti problémákat vetnek fel. Az árapályok szabályozása által az akadályok felépítésével okozott változások hatással lehetnek a környezetre. Az épített gátak növelik a víz sótartalmát, valamint növelik az egyéb szennyező anyagok ülepedését és koncentrációját. Egyéb tengeri energiát használó technológiák, mint pl Az óceánok hőmérsékleti gradiensének felhasználására irányuló projektet jelenleg csak vizsgálják.
Geotermikus energia
A geotermikus energia a szó valódi értelmében nem megújuló energiaforrás. Ez a fajta energia a Föld forró magjából származik, ahonnan a kőzetek vulkáni repedésein keresztül távozik a hő. A maghőmérsékletet 7000 Celsius-fokra becsülik, és a Föld belében található hatalmas, szinte kimeríthetetlen energiatartalékok miatt ezt a fajta energiát gyakran megújuló forrásnak minősítik. A föld folyamatosan kiadja hőjét mindenhol, miközben a földhéj hőmérséklete növekszik a mélység növekedésével.
A geotermikus létesítmények működésének a környezetre gyakorolt hatása azonban jelentős lehet a kitermelt víz magas ásványianyag-tartalma miatt. A gyakorlatban ezeket a problémákat úgy lehet kiküszöbölni, hogy a vizet visszavezetjük egy mély kútba.
A nap, mindennek az alapja
A nap az egyetlen energiaforrás, amelyre az emberiség teljes mértékben támaszkodhat. Úgy gondolják, hogy Napunk 5 millió év alatt eltűnik, ezért a napenergia kimeríthetetlen az emberi élet számára. A napforrás pillanatnyi teljesítménye a légkörben évi 1,7,10 17 W vagy 1,5,10 18 kWh. Földrajzi viszonyaink szerint az 1 m 2 területre hulló energia eléri az 1000–1250 kWh/év értéket (kb. 5 GJ). Jelentős mennyiségű energia. A napenergia mindent meg tud adni számunkra, amit az energiától elvárunk, gyakran nagyon egyszerűen, tisztán és kockázat nélkül. Ez nemcsak áram, hő és fény otthonaink számára, hanem üzemanyag a környezetbarát autók üzemeltetéséhez is.
A Földre eső napfény mennyisége egy év alatt akár 20 000-szer nagyobb, mint a világ energiafogyasztása. Még a napsugárzásban szegény területeken (például Észak-Európában) a családi ház tetejére hulló energia is tízszerese, mint a fűtésre és az elektromos készülékek üzemeltetésére fordított fogyasztása.
Megújuló forrásokból többféle módon lehet hőt vagy villamos energiát előállítani. A villamos energiát közvetlenül napsugárzásból lehet előállítani, pl. az ún napelemek (fotovoltaikus). Közvetett módon felhasználható a napenergia, akár biomassza formájában (a növények a fotoszintézis révén a napsugárzást használják növekedésükhöz), akár a szélenergiát, amely a földfelszín napsugarak általi egyenetlen felmelegedése és az azt követő légkeringés vagy vízenergia formájában keletkezik a víztestek (tengerek, óceánok) párolgása a napsugárzás és az azt követő csapadék miatt, amelyek a Földre esnek, ami viszont erőt ad a vízfolyásoknak. Mindezen forrásokból hőt és villamos energiát lehet előállítani a jelenleg rendelkezésre álló technológiák felhasználásával. A napenergia megragadható például fotovoltaikus cellák segítségével. Ezek megtalálhatók például a számológépben.
Utópia, vagy a valóság közeli?
Minden energia a Nap körül forog. A nap minden élet alapja. A nap életet és energiát adott a bolygónak. Örök idők óta használjuk a napenergiát szükségleteinkhez. Vegyük csak a szokásos bemelegítést a napsütésben. Ez is egyfajta energiafelhasználás. Az emberiségnek meg kell állnia, körül kell néznie, és azon kell csodálkoznia, miért szennyezett a Föld annyira. Természetes energiát használtunk, de rosszul és barátságtalanul. Itt az ideje kijavítani hibáit, és kitalálni valami újat, forradalmat. Ami az emberi szükségletekhez szükséges energiát termelne a Föld szennyezése nélkül. Bár az energiatermelés fogalma pontatlan. Valójában arról van szó, hogy az energiát egyik formáról a másikra konvertálja. Energia van körülöttünk, amiért köszönetet mondhatunk a Napnak. Csak meg kell tanulnunk átalakítani az energiát. Ha mindenki tudja, nincs miért aggódnunk. Csökkentett formában korlátlan energiaforrásként elképzelhetjük a házunk elektromos hálózatát. Ezután az erőművet korlátlan energiaforrásként képzeljük el házaink számára. Végül a nap korlátlan energiaforrást jelent ezeknek az erőműveknek. Ha megfelelően tudjuk használni. Akár közvetlen napenergia, akár víz-, szél-, geotermikus és bioenergia formájában. De ezek mind a napenergiából erednek.
Manapság rengeteg energiát és a kapcsolódó kibocsátásokat emésztik fel az autóipar. Az alternatív energiaforrások pedig itt nem fognak olyan hamar működni. A nap jó ötlet, de önmagában nem elég. El tudnám képzelni, hogy a napenergiát vegyi anyaggal egyesítenék, a víz hidrogénné és oxigénné osztása formájában, amelyek nagyon gazdag energiában vannak. Ez bizonyos feltételek mellett képes lenne fedezni az autók energiaigényét. Itt már érintettük a vegyi energiát is, de nem hiszem, hogy ez megújuló energiaforrás. Határozottan tartósabb és zöldebb, de nem megújuló. Csak ideiglenes megoldás, amíg az emberiség nem talál ki mást. És a tudomány és az informatika mai fejlődésével ez nem tart sokáig. Néhány anyagot azonban még nem tudunk megfelelően használni, vagy ez anyagilag meglehetősen megterhelő. De a közeljövőben mindenképpen ebben az irányban kell haladnunk.
Miért van szükségünk megújuló energiaforrásokra?
A fosszilis tüzelőanyagok (szén, olaj, földgáz) égetése, amelyek a legnagyobb mértékben hozzájárulnak az energiafogyasztáshoz, ebben a tekintetben nem kivétel, hanem szabály. Az éghajlatváltozás, a savas eső, a víz, a levegő és a talaj szennyezése nemcsak az egészségünket érinti, hanem az utánunk következő generációk is érezni fogják. Az emberiség annyi fosszilis üzemanyagot fogyaszt évente, amennyit a természet egymillió év alatt megtermelt. Ezeknek az üzemanyagoknak, különösen az olajnak a készlete hihetetlen ütemben csökken. Ezek a készletek nem örökkévalóak, és sok szakértő szerint több mint a fele kimerült egy emberi élet során. A fosszilis tüzelőanyagok korlátozott tartalékának használata ezért erkölcsi dimenzióval is bír. De jelenleg sok ember közömbös ez iránt, mert például az energia megszerzése. az olaj sokkal kényelmesebb, mint egy drága volta cellát készíteni. Ha, de gyorsan, az emberek nem emlékeznek gyorsan, akkor nem lesz semmi haszna, és miből lehet energiát termelni. Az atomerőművek szintén jó ötletek, és azt mondják, hogy a belőlük származó energia tiszta. Ez igaz, de csak addig, amíg a reaktorban lévő üzemanyagcellát ki kell cserélni.
Szerencsére vannak olyan emberek, akik érdeklődnek a bolygónk "megtisztítása" iránt. Vannak már olyan autók, amelyek gázzal vagy napenergiával működnek.
Ha nem találnak jobb módszert az üzemanyagok használatára, az hatással lesz a jövő generációira. Az alternatív energiaforrások és az alternatív üzemanyagok jó ötlet, ökológiai, ezért a kék bolygó lakóinak egészséges életéhez csak plusz.