Jak pisaliśmy wcześniej, OZE to przyszłość, która rozpoczyna się dzisiaj lub wręcz zaczęła się wczoraj. Już teraz w coraz większym stopniu zastępują one źródła energii konwencjonalnej na całym świecie. Przyczyniają się do tego rosnące koszty paliw kopalnych oraz strach przed zmianami klimatu, spowodowanymi zanieczyszczeniem środowiska. Dodatkowo progres odnawialnych źródeł jest ułatwiony dzięki ciągłemu rozwojowi efektywniejszych i wydajniejszych technologii oraz stałym spadkom cen instalacji. Czynniki te zwiększają popyt na energię alternatywną i przyspieszają przejście do czystszych, stabilniejszych metod jej produkcji. Poznaj najważniejsze źrodła OZE.

Biomasa

Jest najpowszechniejszym źródłem energii odnawialnej. To materiał organiczny przekształcany w energię, którą możemy wykorzystać. Najprostsza forma biomasy to drewno. Było ono przez stulecia wykorzystywane w tradycyjny sposób, pozwalający pozyskać ciepło. W chwili obecnej dostępne są nowe metody, umożliwiające produkcję energii z wyłączeniem dwutlenku węgla.

infoplanet ekologia i zdrowie co wiesz o OZE 1 biomasa

Alternatywa dla ropy i gazu to biopaliwa spalające się bez generowania zanieczyszczeń. Są one produkowane przez procesy biologiczne – w rolnictwie i fermentacji anaerobowej – w przeciwieństwie do paliw kopalnych wydobywanych za pomocą technik geologicznych. Popularnym paliwem otrzymywanym z biomasy jest bioetanol, który powstaje poprzez fermentację węglowodanów pochodzących z cukru lub skrobi. Może być stosowany w postaci czystej lub mieszany z innymi alkoholami.

Inne powszechne biopaliwo jest znane jako biodiesel. Produkuje się je z oleju lub tłuszczu, a wykorzystuje w procesie zwanym transestryfikacją, gdzie za pomocą katalizatora cząsteczki kwasu zamieniane są w alkohol. Te typy paliwa są popularną alternatywą dla benzyny. W Polsce istnieją obecnie plany uruchomienia zakładu produkującego biobenzynę.

Energia słoneczna (panele fotowoltaiczne)

Jest jednym z najpopularniejszych i najszybciej rozwijających się źródeł energii alternatywnej. Proces produkcji bazuje na panelach fotowoltaicznych (zazwyczaj zrobionych z krzemu krystalicznego), które wykorzystują efekt przyswajania fotonów. Te z kolei są modyfikowane na elektrony. Inna forma energii solarnej opiera się na lustrach lub soczewkach koncentrujących duże powierzchnie światła słonecznego na niewielkiej przestrzeni – w komórce ogniwa fotowoltaicznego.

infoplanet ekologia i zdrowie co wiesz o OZE 2 energia sloneczna

Początkowo energia fotowoltaiczna była używana na niewielką skalę, zasilając jedynie gospodarstwa domowe. Od 1980 roku zaczęto promować fotowoltaikę, która była jeszcze droga i mało efektywna. Wzrost wydajności ogniw, zmniejszenie cen oraz coraz lepsza jakość spowodowały dalsze upowszechnienie tej technologii. Dzisiaj fotowoltaika jest szeroko wykorzystywana, również w układach podłączonych do sieci energetycznej. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje, że do 2050 roku energia ze słońca będzie zaspokajała zapotrzebowanie na ponad 25% energii w skali globalnej, stając się największym na świecie źródłem elektryczności. Produkcja będzie odbywała się głównie w Indiach i Chinach.

Siła wiatru

Przez tysiąclecia była wykorzystywana do napędzania statków, zasilania elektrowni wiatrowych lub generowania ciśnienia dla pomp wodnych. Ujarzmienie wiatru w celu wytwarzania energii było przedmiotem badań już pod koniec XIX wieku. Jednak dopiero w XX w. położono ogromny nacisk na badania i rozwój w tym zakresie. Siła wiatru jest uważana za realne i trwałe źródło energii odnawialnej. Jeżeli w danym miejscu wieje wiatr, to jego siła nie zmienia się w zależności od pory dnia, np. w okresie, kiedy jest największe zapotrzebowanie na energię.

infoplanet ekologia i zdrowie co wiesz o OZE 3 energia wiatrowa

Początkowo elektrownie wiatrowe były inwestycją bardzo kosztowną, podobnie zresztą jak inne urządzenia produkujące odnawialne źródła energii. Dzięki najnowszym konstrukcjom, energia wiatru zaczęła osiągać ceny maksymalne w sprzedaży hurtowej na światowych rynkach energetycznych, ograniczając przychody tradycyjnego przemysłu w tej branży.

W marcu tego roku Departament Energii wydał raport, który wskazuje, że do 2050 r. aż 35% przemysłu może być zaopatrywane w energię elektryczną pochodzącą z wiatru. Światowa Rada Energii Wiatrowej i Greenpeace International wspólnie opublikowały raport dotyczący światowego rynku energii za rok 2014. Potwierdza on, że ogólnoświatowa moc wiatru do 2050 roku może spełniając zapotrzebowanie na energię elektryczną na poziomie 25-35%. W roku, w którym powstał raport, komercyjne instalacje w więcej niż 90 krajach posiadały całkowitą moc 318 gigawatów (GW), zaspokajając około 3% zapotrzebowania globalnego.

Energia pływów morskich

Falowanie na morzach i oceanach jest czynnikiem stałym i przewidywalnym. Podobnie jak wiatraków, młynów korzystających z siły odpływu używano jeszcze w czasach starożytności. Dopływająca woda była przechowywana w wielkich stawach, a odpływająca fala spełniała rolę koła wodnego, które tworzyło energię mechaniczną do przemiału ziarna. W XIX w. proces wykorzystania spadającej wody napędzającej turbiny do wytworzenia elektryczności został wprowadzony w Stanach Zjednoczonych i Europie. W XX w. technologia rozwijała się, a różne rodzaje inwestycji były lokalizowane wzdłuż linii brzegowych.

infoplanet ekologia i zdrowie co wiesz o OZE 4 energia plywowa

Zazwyczaj elektrownie pływowe generują wysokie koszty, a ich dostępność jest ograniczona. Jednak liczne usprawnienia technologiczne oraz konstrukcyjne, szczególnie w zakresie projektowania turbin, spowodowały, że jest to metoda, która może stać się obecnie bardziej dostępna niż zakładano, a przeliczniki ekonomiczne i środowiskowe mają szansę zostać obniżone do konkurencyjnych poziomów.

Pierwszą na świecie elektrownią pływów morskich była Rance Tidal Power Station we Francji, oddana do użytku w 1966 roku. Elektrownia pływowa w Orkney w Szkocji była natomiast światowym pionierem przeprowadzającym testy energii morskiej. Założone w 2003 roku European Marine Energy Center (EMEC) stale bada siłę pracy fal. Jest to jedyne tego typu centrum badawcze na świecie. Dało ono początek rozwojowi elektrowni pływów wodnych. W 2015 r. CETO, czyli pierwsza na świece elektrownia podłączona do sieci fal morskich (nazwana tak od greckiej bogini morza), została uruchomiona u wybrzeży zachodniej Australii. Elektrownia działa pod wodą i używa podmorskich boi, do których zakotwiczone są pompy, które pobierają wodę i wytwarzają z niej energię.

Energia geotermalna, energia ziemi

Jest stabilną formą energii alternatywnej, a ciepło jest w tym przypadku czerpane z ziemi. Najwyższy poziom energii znajduje się na terenach ze złożami magmy lub gorących źródeł. Jest to doskonałe rozwiązanie, ponieważ ziemia zawiera 1031 J (dżuli) energii cieplnej, która naturalnie wypływa na powierzchnię w tempie 44,2 terawatów – jest to dwa razy większa liczba niż wynosi obecnie poziom zapotrzebowania.

infoplanet ekologia i zdrowie co wiesz o OZE 5 geotermia

Trudnością w powszechnym wykorzystaniu energii geotermalnej jest jej rozproszenie oraz trudność wydobycia w niektórych lokalizacjach. Są jednak obszary na świecie, takie jak Islandia, Indonezja i inne regiony z wysokim poziomem aktywności geotermicznej, gdzie energia ziemi jest doskonałą alternatywą dla zasobów tradycyjnych.

Geothermal Energy Association (GEA) określa w przybliżeniu, że dotychczas zostało wykorzystanych tylko 6,5% całkowitych światowych zasobów. Oznacza to, że proces pozyskania energii z tego źródła jest dopiero przed nami.

Wygląda na to, że świat zagrożony widmem zanieczyszczeń oraz rychłego końca zasobów kopalnych, szuka innych rozwiązań. Najprostsze są zasoby, które się nie kończą – zawsze będą w otaczającej nas przyrodzie. Trudność jest tylko jedna: aby je wykorzystać, należy stworzyć system, który umożliwi nam podporządkowanie źródeł energii odnawialnej do pracy na rzecz ludzkości. Udaje się to z różnym skutkiem, czasem nakłady przewyższają zyski. Jednak niektóre technologie już zawładnęły światem i trafiły pod strzechy (panele słoneczne, fotowoltaika, pompy ciepła), inne czekają na swoją szansę (energia fal), ale patrząc na determinację, z jaką powstają kolejne rozwiązania, jest ona coraz bliżej.