Energia regenerabilă devine o problemă din ce în ce mai importantă în lumea de astăzi. Pe lângă costurile crescânde ale combustibililor fosili și amenințarea schimbărilor climatice, au existat, de asemenea, evoluții pozitive în acest domeniu, care includ îmbunătățirea eficienței, precum și scăderea prețurilor.
Toate acestea au sporit cererea de energie alternativă și au accelerat tranziția către metode de energie electrică mai curate și mai durabile. Cu toate acestea, este important de menționat că există mai multe tipuri - biomasă, energie solară, eoliană, maree și energie geotermală - și că fiecare are propria parte din avantaje și dezavantaje.
Biomasă:
Cea mai utilizată formă de energie regenerabilă este biomasa. Biomasa se referă pur și simplu la utilizarea materialelor organice și la transformarea acestora în alte forme de energie care pot fi utilizate. Deși unele forme de biomasă au fost folosite de secole - cum ar fi arderea lemnului - alte metode mai noi sunt concentrate pe metode care nu produc dioxid de carbon.
De exemplu, există biocombustibili cu ardere curată care sunt alternative la petrol și gaze. Spre deosebire de combustibilii fosili, care sunt produși prin procese geologice, un biocombustibil este produs prin procese biologice - cum ar fi agricultura și digestia anaerobă. Combustibilii comuni asociați cu acest proces sunt bioetanolul, care este creat prin fermentarea carbohidraților derivați din zahăr sau din culturile de amidon (cum ar fi porumbul, cana de zahăr sau sorgul dulce) pentru a crea alcool.
Un alt biocombustibil obișnuit este cunoscut sub numele de biodiesel, care este produs din uleiuri sau grăsimi folosind un proces cunoscut sub denumirea de transesterificare - în care moleculele de acid sunt schimbate de alcool cu ajutorul unui catalizator. Aceste tipuri de combustibili sunt alternative populare la benzină și pot fi arse în vehiculele care au fost transformate pentru a funcționa pe ele.
Energie solara:
Energia solară (de asemenea, fotovoltaică) este una dintre cele mai populare și cu cea mai rapidă creștere, surse de energie alternativă. Aici, procesul implică celule solare (realizate de obicei din felii de siliciu cristalin) care se bazează pe efectul fotovoltaic (PV) pentru a absorbi fotoni și a-i converti în electroni. Între timp, energia solară-termică (o altă formă de energie solară) se bazează pe oglinzi sau lentile pentru a concentra o suprafață mare de lumina solară sau energia solară termică (STE), pe o suprafață mică (adică o celulă solară).
Inițial, energia fotovoltaică a fost utilizată numai pentru operații mici și mijlocii, de la dispozitive cu energie solară (cum ar fi calculatoare) până la tablele casnice. Cu toate acestea, încă din anii 1980, centralele solare concentrate comerciale au devenit mult mai frecvente. Nu numai că sunt o sursă de energie relativ ieftină în care energia de rețea este incomodă, prea scumpă sau pur și simplu indisponibilă; creșterea eficienței celulelor solare și scăderea prețurilor fac ca energia solară să fie competitivă cu sursele convenționale de energie (adică combustibili fosili și cărbune).
Astăzi, energia solară este utilizată tot mai mult în situații conectate la rețea ca o modalitate de a alimenta energia cu emisii reduse de carbon în rețea. Până în 2050, Agenția Internațională pentru Energie anticipează că energia solară - inclusiv operațiunile STE și PV - va constitui peste 25% din piață, ceea ce va fi cea mai mare sursă de electricitate din lume (majoritatea instalațiilor fiind desfășurate în China și India).
Putere eoliana:
Energia eoliană a fost folosită de mii de ani pentru a împinge vele, mori de vânt sau pentru a genera presiune pentru pompele de apă. Utilizarea vântului pentru a genera energie electrică a făcut obiectul cercetărilor încă de la sfârșitul secolului XIX. Cu toate acestea, doar prin eforturile majore de a găsi surse alternative de energie în secolul XX energia eoliană a devenit punctul central al cercetării și dezvoltării considerabile.
Față de alte forme de energie regenerabilă, energia eoliană este considerată foarte fiabilă și constantă, deoarece vântul este constant de la an la an și nu scade în timpul maxim al cererii. Inițial, construcția de parcuri eoliene a fost o acțiune costisitoare. Dar, datorită îmbunătățirilor recente, energia eoliană a început să stabilească prețurile maxime pe piețele de energie angro din întreaga lume și să reducă veniturile și profiturile industriei combustibililor fosili.
Conform unui raport publicat în luna martie trecut de Departamentul Energiei, creșterea energiei eoliene în Statele Unite ar putea duce la locuri de muncă și mai calificate în multe categorii. Intitulat „Viziune eoliană: o nouă eră pentru energia eoliană în Statele Unite”, documentul indică faptul că până în 2050, industria ar putea reprezenta până la 35% din producția electrică a SUA.
În plus, anul trecut, Consiliul Global al Energiei Eoliene și Greenpeace International s-au reunit pentru a publica un raport intitulat „Global Wind Energy Outlook 2014”. Acest raport a afirmat că, la nivel mondial, energia eoliană ar putea furniza până la 20-30% din energia electrică globală până în 2050. La momentul redactării raportului, instalațiile comerciale din mai mult de 90 de țări aveau o capacitate totală de 318 gigawati (GW), asigurând aproximativ 3% din oferta globală.
Puterea mareei:
Similar cu energia eoliană, energia mareelor este considerată a fi o sursă potențială de energie regenerabilă, deoarece mareele sunt constante și previzibile. La fel ca morile de vânt, morile de mare au fost folosite încă din zilele Romei Antice și ale Evului Mediu. Apa de intrare a fost depozitată în iazuri mari și, pe măsură ce valurile au ieșit, au transformat roțile de apă care au generat putere mecanică pentru a mori cerealele.
Abia în secolul al XIX-lea a fost introdus în SUA și în Europa procesul de utilizare a apei în cădere și a turbinelor pentru a crea energie electrică. Și abia de la data de 20 au fost preluate aceste tipuri de operațiuni pentru construcția de-a lungul coastei și nu doar de râuri.
În mod tradițional, puterea mareei a suferit de la costuri relativ mari și disponibilitate limitată a site-urilor cu intervale de maree suficient de mari sau viteze de curgere. Cu toate acestea, multe dezvoltări tehnologice recente și îmbunătățiri, atât în ceea ce privește proiectarea, cât și tehnologia turbinelor, indică faptul că disponibilitatea totală a puterii de maree poate fi mult mai mare decât s-a presupus anterior și că costurile economice și de mediu pot fi reduse la niveluri competitive.
Prima centrală mare de mare tensiune din lume este Rance Tidal Power Station din Franța, care a devenit operațională în 1966. Și în Orkney, Scoția, prima instalație de testare a energiei marine din lume - Centrul European pentru Energie Marine (EMEC) - a fost înființată în 2003 pentru a începe dezvoltarea industriei energetice a valurilor și a valurilor în Marea Britanie.
În 2015, prima centrală de undă conectată la rețea (CETO, numită după zeița greacă a mării) a intrat online pe coasta Australiei de Vest. Dezvoltată de Carnegie Wave Energy, această centrală funcționează sub apă și folosește baloane subterane pentru a pompa o serie de pompe cu ancorare în fundul mării, care la rândul său generează energie electrică.
Geotermal:
Energia electrică geotermală este o altă formă de energie alternativă care este considerată durabilă și fiabilă. În acest caz, energia termică este derivată de pe Pământ - de obicei din conducte de magmă, izvoare termale sau circulație hidrotermică - pentru a turna turbine sau clădiri de căldură. Este considerat de încredere, deoarece Pământul conține 1031 joules în valoare de energie termică, care curge în mod natural la suprafață prin conducere în proporție de 44,2 terawatt (TW) - mai mult decât dublul consum energetic actual al umanității.
Un dezavantaj este faptul că această energie este difuză și poate fi valorificată ieftin în anumite locații. Cu toate acestea, în anumite zone ale lumii, precum Islanda, Indonezia și alte regiuni cu un nivel ridicat de activitate geotermică, este un mod ușor accesibil și rentabil de a reduce dependența de combustibilii fosili și de cărbune pentru a genera electricitate. Țările care generează mai mult de 15 la sută din energia electrică din surse geotermale includ El Salvador, Kenya, Filipine, Islanda și Costa Rica.
Începând cu anul 2015, capacitatea geotermică la nivel mondial se ridică la 12,8 gigawati (GW), care este de așteptat să crească până la 14,5 până la 17,6 GW până în 2020. Mai mult, Asociația pentru energie geotermală (GEA) estimează că doar 6,5% din potențialul global total a fost până acum, în timp ce IPCC a raportat potențialul de energie geotermică să fie cuprins între 35 GW și 2 TW.
Probleme cu adoptarea:
O problemă a multor forme de energie regenerabilă este aceea că acestea depind de circumstanțele naturii - eoliană, alimentarea cu apă și suficientă lumină solară - care pot impune limitări. O altă problemă a fost cheltuiala relativă a multor forme de energie alternativă în comparație cu sursele tradiționale, cum ar fi petrolul și gazele naturale. Până de curând, exploatarea instalațiilor pe bază de cărbune sau pe bază de petrol era mai ieftină decât investiția de milioane în construcția de operațiuni solare, eoliene, maree sau geotermale.
Cu toate acestea, îmbunătățirile constante aduse producției de celule solare, turbine eoliene și alte echipamente - ca să nu mai vorbim de îmbunătățirile aduse cantității de energie produse - au dus la mai multe forme de energie alternativă să devină competitive cu alte metode. Peste tot în lume, națiunile și comunitățile accelerează pentru a accelera tranziția către metode mai curate, mai durabile și mai autosuficiente.
Am scris multe articole interesante despre energia alternativă pe Space Magazine. Iată ce este energia alternativă ?, ce este energia solară? și de unde provine energia geotermală? S-ar putea ca lumea să funcționeze cu energie solară și eoliană? și recoltarea energiei solare din spațiu?
De asemenea, ar trebui să consultați Laboratorul național de energie regenerabilă și proiectul de politici privind energia regenerabilă.
Astronomie Cast are și un episod pe această temă. Iată episodul 51: Pământ.
surse:
- Wikipedia - Energie regenerabilă
- Administrația informațiilor energetice din SUA - Combustibili regenerabili și alternativi
