Jakie są rodzaje alternatywnych źródeł energii? Zalety ich wykorzystania

Biorąc pod uwagę zubożenie zasobów naturalnych (węgiel kamienny, ropa, gaz ziemny itp.), obecnie wykorzystywanie zasobów odnawialnych stanowi jedyne słuszne wyjście, mające na celu zachowanie w przyszłości bezpieczeństwa energetycznego świata oraz próbę powstrzymania zmian klimatycznych. Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii przyczynia się również do zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza oraz oszczędności finansowych w przypadku indywidualnych gospodarstw domowych bądź małych firm.

Alternatywne źródła energii: podział

Energię odnawialną możemy podzielić na energię słoneczną, wiatru, wody, geotermalną oraz biomasy.

Energia słoneczna – jej źródłem są reakcje fuzji jądrowej zachodzące we wnętrzu Słońca. Energia ta dociera do nas w postaci promieniowania słonecznego. Możemy ją bezpośrednio wykorzystywać dzięki panelom fotowoltaicznym bądź kolektorom solarnym. Pośrednio energia słoneczna jest także źródłem energii wody, wiatru oraz biomasy. Do zalet energetyki słonecznej zalicza się najmniejszy negatywny wpływ na środowisko spośród wszystkich alternatywnych źródeł energii, nieograniczone zasoby oraz wszechobecność. Do wad należą natomiast: nierównomierny strumień energii w skali dnia i roku oraz zależność wartości natężenia energii słonecznej od zapylenia, zanieczyszczenia i zachmurzenia nieba.

Energia wiatru – chociaż związana jest bezpośrednio z energią słoneczną, to ze względu na sposób pozyskiwania kwalifikuje się ją jako osobne źródło energii. W przemyśle przekształca się ją głównie na energię mechaniczną, która powstaje na skutek obrotu turbiny wiatrowej napędzanej przez łopatki śmigieł wirnika. Poprzez ruch obrotowy, który za pomocą przekładni napędza prądnice, powstaje energia elektryczna. Produkowana w elektrowniach wiatrowych energia jest wolna od jakichkolwiek produktów zanieczyszczających ziemską atmosferę, np. CO_2, szkodliwych pyłów oraz innych gazów cieplarnianych. Energia wiatru jest darmowa i dostępna praktycznie w każdym miejscu. W Polsce jednak istnieją strefy energetyczne, opracowane na podstawie wieloletnich badań, które określają warunki wietrzne w 5-stopniowej skali (m.in. wybitnie, korzystne,niekorzystne). Wśród zalet energetyki wiatrowej możemy wymienić: zagospodarowanie nieużytków na poczet elektrowni, stworzenie nowych miejsc pracy oraz oszczędność surowców energetycznych. Do wad należy duże rozproszenie elektrowni i hałas spowodowany pracą turbiny.

Energia wody – podobnie jak w przypadku wiatru związana jest z energią słoneczną. Parując, woda unosi się i zyskuje energię potencjalną. Skraplając się i spadając w postaci deszczu zasila rzeki, z których można pozyskać energię kinetyczną płynącej wody. Na lądzie możemy ją wykorzystywać zasadniczo na dwa sposoby:

• jako energię mechaniczną płynącej wody, której możemy używać do napędu różnego rodzaju młynów, małych elektrowni wodnych itp.,
• poprzez siłę parcia wody, z której korzysta się, spiętrzając ogromne masy wody przed zaporami (najbardziej efektywny sposób pozyskiwania energii). Podczas przepływu cieczy przez turbiny zostaje wytworzona energia elektryczna.

Ze względu na charakter pracy wyróżniamy następujące typy elektrowni wodnych:

• przepływowe – budowane głównie na rzekach nizinnych;
• regulacyjne – instalowane na specjalnie do tego przeznaczonych zbiornikach wodnych;
• kaskadowe – wykorzystujące kilka zbiorników wodnych, co pozwala na większą płynność działania;
• szczytowo-pompowe – zasada ich działania polega na pompowaniu wody nocą z dolnego do górnego zbiornika wody; w ciągu dnia w szczytowym okresie zapotrzebowania na prąd następuje zrzucenie wody ze zbiornika górnego do dolnego , a dzięki zastosowaniu turbin wodnych wytwarzana jest energia elektryczna.

Istnieją również alternatywne sposoby na wykorzystanie energii wody, dostępne na morzach i oceanach. Wśród nich wyróżnia się m.in. energię pływów, fal oraz energię prądów morskich lub oceanicznych. Do zalet energetyki wodnej możemy zaliczyć niższe koszty eksploatacji oraz wytwarzania energii elektrycznej niż w konwencjonalnej energetyce, do wad z kolei duże nakłady inwestycyjne, ingerencje w środowisko naturalne, zamulanie dna rzek.

Energia geotermalna – jest naturalną energią pochodzącą z wnętrza Ziemi. Dzięki różnicy temperatur między jądrem Ziemi a skorupą ziemską mamy do czynienia ze stałym przepływem ciepła od jądra do powierzchni. Energię tę w postaci ciepła w łatwy sposób możemy zaobserwować w polskich kopalniach węgla kamiennego, gdzie temperatura pierwotna skał na najniższych poziomach wydobycia sięga ponad 50⁰C. Obecnie energia geotermalna jest stosowana do pozyskiwania gorącej wody bądź pary wodnej wprost ze źródeł. Jedną z jej najważniejszych zalet stanowi niezależność od warunków atmosferycznych (w przeciwieństwie do np. wiatru i słońca). Wśród wad wymienia się możliwość zasolenia gleby, wysokie koszty początkowe inwestycji oraz – w przypadku nieprawidłowej eksploatacji – wydobywanie się szkodliwych gazów w postaci siarkowodoru, dwutlenku węgla.

Energia biomasy jest wytworzoną w sposób naturalny masą organiczną, zawierającą pierwiastkowy węgiel (C). Powstała w wyniku reakcji fotosyntezy przebiegającej pod wpływem promieniowania słonecznego. Energia z biomasy może być wytwarzana z odpadów rolnych, np. słomy, estrów oleju rzepakowego, odpadów leśnych. Bywa również produkowana z odpadów pochodzących z przemysłu celulozo-papierniczego, tekstylnego, spożywczego. W sposób bezpośredni wykorzystywana jest do dostarczania energii cieplnej albo do produkcji energii elektrycznej. Pośrednio używa się materii roślinnej i zwierzęcej do produkcji paliw lub biogazu. W krajach rozwijających się przeważa tradycyjny sposób wykorzystania (np. jako drewno opałowe), natomiast w rozwiniętych biomasa jest zużywana głównie w formie przetworzonej (np. pellet). Do zalet energii biomasy możemy zaliczyć rozwój lokalnego rynku produkcji i dostawy biomasy, a do wad: wysokie koszty pozyskania, przetworzenia oraz transportu.

Inne zalety wykorzystania odnawialnych źródeł energii

Korzystanie z zasobów odnawialnych w postaci energii geotermalnej, słońca, wiatru lub wody niesie za sobą wiele korzyści. Przyczynia się do redukcji emisji gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla czy metan. Zmniejsza się zapotrzebowanie na nieodnawialne źródła energii, np. węgiel kamienny oraz brunatny, gaz ziemny. Korzystanie z alternatywnych źródeł energii sprawia, że do atmosfery wydziela się mniej szkodliwych gazów. Wpływa to na poprawę stanu powietrza, którym oddychamy oraz miejsc, w jakich żyjemy. Odnawialne źródła energii przyczyniają się również do aktywizacji ekonomicznej, napędzając gospodarkę światową i lokalną.