Alternatywne źródła energii - zalety i wady

Źródła energii są to wszelkie substancje, zjawiska, procesy, obiekty lub urządzenia, które mogą być wykorzystane (bezpośrednio lub po zrealizowaniu odpowiedniego łańcucha przemian) do zaspokajania potrzeb energetycznych człowieka. Zazwyczaj pod pojęciem źródła energii rozumie się źródła energii pierwotnej (nie przetworzonej), to znaczy energii chemicznej, energii paliw, energii jądrowej, energii wód, energii Wnętrza Ziemi (geotermicznej), energii przepływu powietrza (wiatrów), energii promieniowania Słońca (słonecznej). Źródła i nośniki energii pierwotnej można podzielić na nieodnawialne, które w liczącym się stopniu i w „ludzkim” horyzoncie czasowym nie podlegają odtworzeniu, na przykład: drewno, torf, węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, uran, oraz odnawialne, czyli praktycznie nie wyczerpujące się: promieniowanie Słońca, wiatry, biomasa, woda, fale, pływy morskie i energia geotermiczna.

Wyczerpanie złóż surowców energetycznych oraz kryzysy naftowe spowodowały, że świat poszukuje alternatywnych źródeł energii. Rosnące koszty produkcji energii oraz ryzyko wyczerpania się zasobów energetycznych są motorem poszukiwań alternatywnych źródeł energii. W pierwszej kolejności zwrócono się ku najstarszym, znanym od wieków rozwiązaniom. Należy do niej wykorzystanie siły wiatru i Słońca.

Elektrownia wiatrowa wytwarza energię elektryczną z energii wiatru za pomocą silnika wiatrowego sprzężonego z generatorem elektrycznym. Energia elektryczna uzyskana z wiatru jest ekologicznie czysta, gdyż jej wytworzenie nie pociąga za sobą spalania żadnego paliwa. Duża konwencjonalna elektrownia ma moc sięgającą około 1000MW, to jej zastąpienie wymagałoby użycia nawet do 1000 takich generatorów wiatrowych. W niektórych krajach budowane są elektrownie wiatrowe, składające się z wielu ustawionych blisko siebie turbin. Jednak opinia publiczna bywa niekiedy nieprzychylna tego typu inwestycją, gdyż szpecą one krajobraz, dlatego też przyszłość takich elektrowni jest niepewna. Trzeba, jednak przyznać, że niewielkie pojedyncze turbiny są doskonałym źródłem energii w miejscach oddalonych od centrów cywilizacyjnych, gdzie brak jest połączenia z krajową siecią energetyczną.Sprawność tego typu elektrowni nie przekracza 40%.

Paliwa naturalne, takie jak węgiel i ropa naftowa, eksploatowane nadal w takim samym tempie jak obecnie zaczynają się powoli wyczerpywać, co doprowadzi w końcu do kompletnego ich wyginięcia. Elektrownie jądrowe, które wydawały się być dobrą alternatywą są dość ryzykowne, za przykład może posłużyć katastrofa w Czarnobylu w 1986 roku. Ze wszystkich źródeł energii, energia słoneczna jest najbezpieczniejsza. Około 30% promieniowania słonecznego dochodzącego do naszej planety jest odbijane przez atmosferę, 20% jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% dociera do powierzchni ziemi. Jednak energia słoneczna, która do nas dociera jest wykorzystywana w niewielkim stopniu. Możliwości jej wykorzystania stanowią przeszkody technologiczne. Baterie słoneczne o mocy 1000 MW musiałyby mieć powierzchnię 104 m2. Najwięcej dni słonecznych w roku mają obszary położone w niskich szerokościach geograficznych. Z wyżej wymienionych powodów baterie słoneczne są popularne tylko w gospodarstwach domowych i w małych gospodarstwach rolnych. Umieszczone na dachach budynków podgrzewają wodę lub są wykorzystywane do suszenia ziarna lub pasz.

W gospodarstwach domowych lub rolniczych od lat wykorzystuje się również zasoby geotermiczne, czyli energię gorących źródeł i gejzerów. W elektrowniach geotermicznych(geoelktrownia) wytwarza się energię elektryczną z energii wnętrza Ziemi. Wody termalne na głębokości 250-600m mogą osiągnąć temperaturę rzędu 3000 C. Jednak sprawność takiej elektrowni wynosi tylko około 20 – 25%.

Elektrownia wodna (hydroelektrownia) przetwarza energię wód na energię elektryczną, przy wykorzystaniu turbiny wodnej sprzęgniętej z generatorem energii elektrycznej. Sprawność takich elektrowni jest zdecydowanie wyższa niż innych elektrowni i średnio wynosi od 80 – 90%.

Kolejnym alternatywnym źródłem energii jest energia pływów. Siła pływów, podobnie jak zwykłej elektrowni wodnej, obraca turbiną, połączoną z generatorem. Jednak w niewielu tylko miejscach budowa takiej elektrowni jest opłacalna, gdyż elektrownie te cechują się znikomą rentownością. Innym źródłem energii może być falowanie morza. Wielkie fale oceaniczne niosą za sobą znaczne jej ilości, jedynie problemem jest efektywne jej pozyskiwanie. Elektrownie maremotoryczne wytwarzają właśnie energię elektryczną z energii fal lub prądów morskich i oceanicznych.

Do pozyskiwania energii wykorzystuje się również różnicę temperatur między ciepłymi warstwami powierzchniowymi a zimnymi warstwami głębinowymi morza. Elektrownie maretermiczne mają, jednak bardzo małe zastosowanie w pozyskiwaniu energii.

Do nowatorskich, ale zyskujących sobie coraz większą popularność pomysłów należy zaliczyć wykorzystanie do produkcji energii odpadów komunalnych, przemysłowych i organicznych. Te ostatnie wykorzystuje się do produkcji oleju opałowego, bądź też do produkcji tzw. "biogazu".