Про альтернативну енергетику

За останні роки альтернативна енергетика стала предметом пильного інтересу і запеклих дискусій. Під загрозою зміни клімату і того факту, що середні світові температури продовжують зростати з кожним роком, прагнення знайти форми енергії, які дозволять скоротити залежність від викопного палива, вугілля та інших забруднюючих навколишнє середовище процесів, природним чином зросло.

У той час як більшість концепцій альтернативної енергетики не нові, тільки за останні кілька десятиліть це питання стало, нарешті, актуальним. Завдяки вдосконаленню технологій і виробництва, вартість більшості форм альтернативної енергії знижувалася, в той час як ефективність зростала. Що ж таке альтернативна енергетика, якщо говорити простими і зрозумілими словами, і яка ймовірність того, що вона стане основною?

Очевидно, залишаються деякі суперечки щодо того, що означає «альтернативна енергія» і до чого цю фразу можна застосувати. З одного боку, цей термін можна віднести до форм енергії, які не призводять до збільшення вуглецевого сліду людства. Тому він може включати ядерні об'єкти, гідроелектростанції і навіть природний газ і «чисте вугілля», інформує news.eizvestia.com.

З іншого боку, цей термін також використовується для позначення того, що в даний час вважаються нетрадиційними методами енергетики – енергії сонця, вітру, геотермальної енергії, біомаси та інших недавніх доповнень. Такого роду класифікація виключає такі методи видобутку енергії, як гідроелектростанції, які існують більше сотні років і представляють собою досить поширене явище в деяких регіонах світу.

Інший чинник у тому, що альтернативні джерела енергії не повинні бути «чистими», не виробляти шкідливих забруднюючих речовин. Як вже зазначалося, це передбачає частіше тільки двоокис вуглецю, однак може відноситися і до інших викидів – моноксиду вуглецю, двоокису сірки, окису азоту та інших. За цими параметрами ядерна енергія не вважається альтернативним джерелом енергії, оскільки виробляє радіоактивні відходи, які високо токсичні і повинні зберігатися відповідним чином.

У всіх випадках, однак, цей термін використовується для позначення видів енергії, які прийдуть на зміну викопному паливу і вугіллю в якості переважаючої форми виробництва енергії в найближче десятиліття.

Види альтернативних джерел енергії

Строго кажучи, існує багато видів альтернативної енергії. Знову ж таки, тут визначення заходять в глухий кут, тому що в минулому «альтернативною енергетикою» називали методи, використання яких не вважали основним або розумним. Але якщо взяти визначення в широкому сенсі, в нього увійдуть деякі або всі ці пункти:

Гідроелектроенергія. Це енергія, що виробляється гідроелектричними греблями, коли падаюча і поточна вода (в річках, каналах, водоспадах) проходить через пристрій, що обертає турбіни і виробляє електрику.

Ядерна енергія. Енергія, яка виробляється в процесі реакцій уповільненого поділу. Уранові стержні або інші радіоактивні елементи нагрівають воду, перетворюючи її в пару, а пара крутить турбіни, виробляючи електрику.

Сонячна енергія. Енергія, яка виходить безпосередньо від Сонця; фотовольтаїчні комірки (зазвичай складаються з кремнієвої підкладки, збудовані у великі масиви) перетворюють промені сонця безпосередньо в електричну енергію. В деяких випадках і тепло, вироблене сонячним світлом, використовується для виробництва електрики, це відомо як сонячна теплова енергія.

Енергія вітру. Енергія, що виробляється потоком повітря; гігантські вітряні турбіни крутяться під дією вітру і виробляють електрику.

Геотермальна енергія. Цю енергію виробляє тепло і пар, вироблені геологічною активністю в земній корі. В більшості випадків в ґрунт над геологічно активними зонами поміщаються труби, що пропускають пар через турбіни, таким чином виробляючи електрику.

Енергія припливів. Приливна течія біля берегових ліній теж може використовуватися для вироблення електрики. Щоденна зміна припливів і відливів змушує воду протікати через турбіни назад і вперед. Виробляється електроенергія, яка передається на берегові електростанції.

Біомаса. Це відноситься до палива, яке отримують з рослин і біологічних джерел – етанолу, глюкози, водоростей, грибів, бактерій. Вони могли б замінити бензин в якості джерела палива.

Водень. Енергія, що отримується з процесів, що включають газоподібний водень. Сюди входять каталітичні перетворювачі, при яких молекули води розбиваються на частини і возз’єднуються у процесі електролізу; водневі паливні елементи, в яких газ використовується для живлення двигуна внутрішнього згоряння або для обертання турбіни з підігрівом; або ядерний синтез, при якому атоми водню зливаються в контрольованих умовах, вивільняючи величезну кількість енергії.

Альтернативні та відновлювані джерела енергії

У багатьох випадках альтернативні джерела енергії також є відновлюваними. Тим не менш ці терміни не повністю взаємозамінні, оскільки багато форм альтернативних джерел енергії покладаються на обмежений ресурс. Наприклад, ядерна енергетика спирається на уран або інші важкі елементи, які необхідно спершу здобути.

У той же час вітер, сонячна, приливна, геотермальна і гідроелектроенергія покладаються на джерела, які повністю поновлювані. Промені сонця – найбільш рясне джерело енергії із всіх і, хоча і обмежений погодою та часом доби, є невичерпним з промислової точки зору. Вітер теж нікуди не дівається, завдяки змінам тиску в нашій атмосфері і обертанню Землі.

В даний час альтернативна енергетика все ще переживає свою юність. Але ця картина швидко змінюється під впливом процесів політичного тиску, всесвітніх екологічних катастроф (посухи, голоду, повеней) і поліпшень в технологіях відновлювальних енергій.

Наприклад, станом на 2015 рік, енергетичні потреби світу як і раніше забезпечувалися переважно вугіллям (41,3%) та природним газом (21,7%). Гідроелектростанції і атомна енергетика склали 16,3% і 10,6% відповідно, в той час як «поновлювані джерела енергії» (енергії сонця, вітру, біомаси тощо) – лише 5,7%.

Це сильно змінилося з 2013 року, коли світове споживання нафти, вугілля і природного газу становило 31,1%, 28,9% та 21,4% відповідно. Ядерна та гідроелектроенергія становили 4,8% і 2,45%, а поновлювані джерела – лише 1,2%.

Крім того, спостерігалося збільшення числа міжнародних угод щодо приборкання використання викопного палива і розвитку альтернативних джерел енергії. Наприклад, Директиву про відновлювану енергію, підписану Євросоюзом у 2009 році, яка встановила цілі по використанню відновлюваної енергії для всіх країн-учасниць до 2020 року.

По своїй суті, з цього договору випливає, що ЄС буде задовольняти не менше 20% загального обсягу своїх потреб в енергії відновлювальною енергією до 2020 року та щонайменше 10% транспортного палива. У листопаді 2016 року Європейська комісія переглянула ці цілі і встановила вже 27% мінімального споживання відновлюваної енергії до 2030 року.

Деякі країни стали лідерами в області розвитку альтернативної енергетики. Наприклад, у Данії енергія вітру забезпечує до 140% потреб країни в електроенергії; надлишки поставляються в сусідні країни, Німеччину та Швецію.

Ісландія, завдяки своєму розташуванню в Північній Атлантиці і її активних вулканів, досягла 100% залежності від поновлюваних джерел енергії вже в 2012 році за рахунок поєднання гідроенергетики і геотермальної енергії. У 2016 році Німеччина прийняла політику поетапної відмови від залежності від нафти і ядерної енергетики.

Довгострокові перспективи альтернативної енергетики є дуже позитивними. Згідно зі звітом 2014 році Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), на фотовольтаїчну сонячну енергію і сонячну теплову енергію буде припадати 27% світового попиту до 2050 року, що зробить її найбільшим джерелом енергії. Можливо, завдяки досягненням в області синтезу, викопні джерела палива будуть безнадійно застарілими вже до 2050 року.