KAS IR ALTERNATĪVĀ ENERĢIJA?

Send

Pēdējos gados par alternatīvo enerģiju ir izraisījusi lielu interesi un diskusijas. Pateicoties klimata pārmaiņu draudiem un faktam, ka vidējā globālā temperatūra turpina pieaugt gadu no gada, dabiski ir pastiprinājusies tieksme atrast enerģijas veidus, kas mazinās cilvēces atkarību no fosilā kurināmā, oglēm un citām piesārņojošām metodēm.

Lai arī vairums alternatīvās enerģijas jēdzienu nav jauni, tikai pēdējās desmitgadēs jautājums ir kļuvis aktuāls. Pateicoties tehnoloģiju un ražošanas uzlabojumiem, lielākajai daļai alternatīvās enerģijas veidu ir samazinājušās izmaksas, kamēr efektivitāte pieaug. Bet kas tieši ir alternatīvā enerģija, un kāda ir tās iespējamība kļūt par galveno enerģiju?

Definīcija:

Protams, notiek diskusijas par to, ko nozīmē “alternatīvā enerģija” un ko tā var izmantot. No vienas puses, šis termins var attiekties uz enerģijas veidiem, kas nepalielina cilvēces radīto oglekļa pēdu. Šajā ziņā tas var ietvert tādas lietas kā kodoliekārtas, hidroelektrostacijas un pat tādas lietas kā dabasgāze un “tīras ogles”.

No otras puses, šis termins tiek izmantots arī, lai apzīmētu tās, kuras pašlaik tiek uzskatītas par netradicionālām enerģijas metodēm, piemēram, sauli, vēju, ģeotermālo, biomasu un citus jaunākos papildinājumus. Šāda veida klasifikācija izslēdz tādas metodes kā hidroelektrostacijas, kuras pastāv jau vairāk nekā gadsimtu un tāpēc dažos pasaules reģionos ir diezgan izplatītas.

Vēl viens faktors ir tas, ka alternatīvie enerģijas avoti tiek uzskatīti par “tīriem”, tas nozīmē, ka tie nerada kaitīgus piesārņotājus. Kā jau minēts, tas var attiekties ne tikai uz oglekļa dioksīdu, bet arī uz citām emisijām, piemēram, oglekļa monoksīdu, sēra dioksīdu, slāpekļa oksīdu un citām. Šajos parametros kodolenerģiju neuzskata par alternatīvu enerģijas avotu, jo no tās rodas ļoti toksiski radioaktīvie atkritumi, kas jāuzglabā.

Tomēr visos gadījumos šis termins tiek lietots, lai apzīmētu enerģijas veidus, kas nomainīs fosilo kurināmo un ogles kā galveno enerģijas ražošanas veidu nākamajās desmitgadēs.

Alternatīvās enerģijas veidi:

Stingri sakot, pastāv daudzi alternatīvās enerģijas veidi. Atkal definīcijas kļūst par nelielu pielipšanas punktu, un agrāk šis termins tika lietots, lai apzīmētu jebkuru metodi, kas tajā laikā tika uzskatīta par galveno. Bet, plaši lietojot terminu, lai apzīmētu alternatīvas akmeņoglēm un fosilajam kurināmajam, tas var ietvert jebkuru vai visu šo:

Hidroelektrība: Tas attiecas uz enerģiju, ko rada hidroelektriskie aizsprosti, kur krītošais ūdens (t.i., upes vai kanāli) caur aparātu tiek novirzīts turbīnu griešanai un elektroenerģijas ražošanai.

Kodolenerģija: Enerģija, kas rodas lēnas skaldīšanās reakciju rezultātā. Urāna vai citu radioaktīvo elementu stieņi silda ūdeni, lai iegūtu tvaiku, kas savukārt griežas ar turbīnām, lai iegūtu elektrību.

Saules enerģija: Enerģija, kas izmantota tieši no Saules, kur fotoelementu elementi (parasti sastāv no silīcija substrāta un izvietoti lielos masīvos) pārveido Saules starus tieši elektriskajā enerģijā. Dažos gadījumos saules siltums tiek izmantots arī elektroenerģijas ražošanai, ko sauc par saules siltumenerģiju.

Vēja enerģija: Enerģija, ko rada gaisa plūsma, kur lielas vēja turbīnas tiek virpinātas ar vēju, lai ģenerētu elektrību.

Ģeotermiskā jauda: Enerģija, ko rada siltums un tvaiks, ko iegūst ģeoloģiskās aktivitātes rezultātā Zemes garozā. Vairumā gadījumu tas sastāv no caurulēm, kas novietotas zemē virs ģeoloģiski aktīvajām zonām, lai novirzītu tvaiku caur turbīnām, tādējādi ģenerējot elektrību.

Plūdmaiņas spēks:Enerģija, ko rada plūdmaiņas zirglietas, kas atrodas ap krasta līnijām. Ikdienā plūdmaiņu ikdienas izmaiņas liek ūdenim plūst uz priekšu un atpakaļ caur turbīnām, radot elektrību, kas pēc tam tiek nogādāta elektrostacijās gar krastu.

Biomasa: Tas attiecas uz degvielu, kas iegūta no augiem un bioloģiskiem avotiem - t.i., etanola, glikozes, aļģēm, sēnītēm, baktērijām -, kas varētu aizstāt benzīnu kā degvielas avotu.

Ūdeņradis: Enerģija, kas iegūta procesos, kas saistīti ar ūdeņraža gāzi. Tajā var ietilpt katalītiskie neitralizatori, kuros ūdens molekulas tiek sadalītas un atkal apvienotas elektrolīzes ceļā; ūdeņraža kurināmā elementi, kur gāzi izmanto iekšdedzes dzinēju darbināšanai vai karsē un izmanto turbīnu vērpšanai; vai kodolsintēze, kurā ūdeņraža atomi saplūst kontrolētos apstākļos, lai atbrīvotu neticami daudz enerģijas.

Alternatīvā un atjaunojamā enerģija:

Daudzos gadījumos ir atjaunojami arī alternatīvi enerģijas avoti. Tomēr termini nav pilnībā savstarpēji aizstājami, jo daudzi alternatīvās enerģijas veidi ir atkarīgi no ierobežota resursa. Piemēram, kodolenerģija ir atkarīga no urāna vai citiem smagiem elementiem, kuri ir jāizrok.

Tikmēr vēja, saules, plūdmaiņu, ģeotermālās un hidroelektriskās enerģijas ir atkarīgas no visiem atjaunojamiem avotiem. Saules stari ir visbagātākais enerģijas avots no visiem, un, lai arī to ierobežo laikapstākļi un diennakts raibi, tie ir daudzgadīgi - un tāpēc no nozares viedokļa tie ir neizsmeļami. Vējš ir arī nemainīgs, pateicoties Zemes rotācijai un spiediena izmaiņām mūsu atmosfērā.

Attīstība:

Pašlaik alternatīvā enerģija joprojām ir ļoti agrīnā stadijā. Tomēr šī aina strauji mainās politiskā spiediena, visā pasaulē notiekošo ekoloģisko katastrofu (sausums, bads, plūdi, vētras aktivitātes) un atjaunojamās enerģijas tehnoloģijas uzlabojumu apvienojuma dēļ.

Piemēram, no 2015. gada pasaules enerģijas vajadzības joprojām galvenokārt nodrošināja tādi avoti kā ogles (41,3%) un dabasgāze (21,7%). Hidroelektrostacija un kodolenerģija sastādīja attiecīgi 16,3% un 10,6%, savukārt “atjaunojamie enerģijas avoti” (t.i., saule, vējš, biomasa utt.) Veidoja tikai 5,7%.

Tās bija nozīmīgas pārmaiņas salīdzinājumā ar 2013. gadu, kad naftas, ogļu un dabasgāzes patēriņš pasaulē bija attiecīgi 31,1%, 28,9% un 21,4%. Kodolenerģijas un hidroelektrostacijas veidoja 4,8% un 2,45, bet atjaunojamie enerģijas avoti - tikai 1,2%.

Turklāt ir palielinājies starptautisko līgumu skaits par fosilā kurināmā izmantošanas ierobežošanu un alternatīvu enerģijas avotu attīstību. Tajos ietilpst atjaunojamās enerģijas direktīva, ko Eiropas Savienība parakstīja 2009. gadā, kurā visiem dalībvalstīm noteikti mērķi atjaunojamās enerģijas izmantošanai 2020. gadā.

Pamatā nolīgumā tika teikts, ka ES līdz 2020. gadam vismaz 20% no kopējām enerģijas vajadzībām apmierina ar atjaunojamiem enerģijas avotiem un vismaz līdz 2020. gadam vismaz 10% no viņu transporta degvielām iegūst no atjaunojamiem enerģijas avotiem. Eiropas Komisija 2016. gada novembrī pārskatīja šos resursus. mērķus, nosakot, ka vismaz 20% no ES enerģijas vajadzībām līdz 2030. gadam nāk no atjaunojamiem enerģijas avotiem.

2015. gadā Parīzē tikās Apvienoto Nāciju Organizācijas Klimata pārmaiņu pamatkonvencija (UNFCCC), lai izstrādātu sistēmu siltumnīcefekta gāzu mazināšanai un alternatīvās enerģijas finansēšanai, kas stātos spēkā līdz 2020. gadam. Tā rezultātā tika noslēgts Parīzes nolīgums, kas pieņemts 2015. gada 12. decembrī un atvērts parakstīšanai ANO galvenajā mītnē Ņujorkā, 2016. gada 22. aprīlī (Zemes dienā).

Vairākas valstis un valstis ir arī atzīmētas par to vadošo lomu alternatīvās enerģijas attīstības jomā. Piemēram, Dānijā vēja enerģija nodrošina līdz 140% no valsts pieprasījuma pēc elektrības, bet pārpalikums tiek piegādāts kaimiņvalstīm, piemēram, Vācijai un Zviedrijai.

Pateicoties savai atrašanās vietai Atlantijas okeāna ziemeļdaļā un aktīvajiem vulkāniem, līdz 2012. gadam tika panākta 100% atkarība no atjaunojamiem enerģijas avotiem, apvienojot hidroelektrostaciju un ģeotermisko enerģiju. 2016. gadā Vācijas politika pakāpeniski pārtraukt paļaušanos uz naftu un kodolenerģiju ļāva valstij sasniegt pagrieziena punktu 2016. gada 15. maijā - gandrīz 100% no tās elektroenerģijas pieprasījuma radīja atjaunojamie avoti.

Arī Kalifornijas štats pēdējos gados ir paveicis iespaidīgus soļus, atsaucoties uz atjaunojamo enerģiju. 2009. gadā 11,6 procentus no visas valsts elektroenerģijas ražoja no atjaunojamiem resursiem, piemēram, vēja, saules, ģeotermālās enerģijas, biomasas un nelielām hidroelektrostacijām. Pateicoties vairākām programmām, kas veicina pāreju uz atjaunojamiem enerģijas avotiem, šī paļaušanās līdz 2015. gadam palielinājās līdz 25%.

Balstoties uz pašreizējiem pieņemšanas līmeņiem, alternatīvās enerģijas ilgtermiņa perspektīvas ir ārkārtīgi pozitīvas. Saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) 2014. gada ziņojumu fotoelektriskā saules enerģija un saules siltumenerģija līdz 2050. gadam veidos 27% no pasaules pieprasījuma, padarot to par vienīgo lielāko enerģijas avotu. Tāpat 2013. gada ziņojumā par vēja enerģiju norādīts, ka līdz 2050. gadam vējš varētu sasniegt 18% no pasaules pieprasījuma.

IEA “World Energy Outlook 2016” arī apgalvo, ka līdz 2040. gadam dabasgāze, vējš un saule aizēno ogles un naftu kā dominējošos enerģijas avotus. Un daži pat tik tālu apgalvo, ka - pateicoties saules, vēja un kodolsintēzes enerģijas tehnoloģiju attīstībai - fosilā degviela novecojas līdz 2050. gadam.

Tāpat kā visās lietās, arī alternatīvā enerģija ir notikusi pakāpeniski. Bet, pateicoties pieaugošajai klimata pārmaiņu problēmai un pieaugošajam elektroenerģijas pieprasījumam visā pasaulē, pēdējos gados ir kļuvis eksponenciāls tīro un alternatīvo metožu ieviešanas temps. Kaut kad šī gadsimta laikā cilvēce var nonākt līdz oglekļa neitrālai, un ne mirkli pārāk drīz!

Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par alternatīvo enerģiju žurnālam Space. Lūk, kādi ir dažādi atjaunojamās enerģijas veidi ?, Kas ir saules enerģija ?, Kā darbojas vēja turbīna ?, Vai pasaule varētu darboties ar saules un vēja enerģiju ?, No kurienes nāk ģeotermālā enerģija? un kompromisi, kas rada klimata pārmaiņu problēmu.

Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par alternatīvo enerģiju, iepazīstieties ar alternatīvās enerģijas kultūru kosmosā. Un šeit ir saite uz alternatīvajām enerģijas tehnoloģijām klimata pārmaiņu kontrolei.

Mēs esam ierakstījuši arī epizodi no astronomijas, kas stāsta par visu planētu Zeme. Klausieties šeit, epizode 51: Zeme.

Avoti: