Alternatywne źródła energii

Zwykle pod pojęciem źródła energii rozumie się źródło energii pierwotnej (nie przetworzonej) paliw, jądrowej, wód, wnętrza Ziemi oraz energii wiatrowej, promieniowania Słońca i reakcji chemicznych.

Podstawowym źródłem energii dla Ziemi jest promieniowanie słoneczne, wraz, z którym dociera do Ziemi moc około 178000 TW, z czego ok. 30% jest dobijane przez atmosferę, ponad 45% pochłaniają lądy i morza. Pozostała zostaje zużyta w procesie fotosyntezy (100 TW). Właśnie fotosynteza jest odpowiedzialna za powstawanie przez setki milionów lat: paliw kopalnych, węgla, torfu, ropy naftowej i gazu ziemnego.

Olbrzymie zapotrzebowanie na energię wystąpiło w dobie rewolucji przemysłowej. W 1980 roku zużycie energii wzrosło 10-krotnie, choć liczba ludzi zwiększyła się tylko 2,5 krotnie. Wzrost jednostkowego zużycia w przeliczeniu na jednego mieszkańca Ziemi rośnie nadal.

W drugiej połowie XX wieku węgiel (kamienny, brunatny) przestał być głównym źródłem energii, zwłaszcza w krajach wysoko rozwiniętych. Zastąpiły go takie surowce jak ropa naftowa i gaz ziemny, a ważną rolę odegrały tu względy ekologiczne. W trakcie spalania węgla emitowane są do atmosfery szkodliwe pyły i związki głównie siarki. Ropa naftowa jest łatwiejsza do wydobyciu i transporcie, jest też bardziej kaloryczna niż węgiel. Po II wojnie światowej wzrosło znaczenie gazu ziemnego. Gaz ziemny ma wiele zalet: jest wysokokaloryczny, tani w wydobyciu, transporcie, jego zanieczyszczenie środowiska jest minimalne.

Energia elektryczna odgrywająca najważniejszą rolę w przemyśle i gospodarce wytwarzana jest głównie w elektrowniach cieplnych,wodnych, jądrowych i wiatrowych. Elektrownie cieplne wytwarzają ponad 60% światowej produkcji energii elektrycznej. W odróżnieniu od elektrowni cieplnych elektrownie wodne nie zanieczyszczają środowiska naturalnego. Elektrownie wodne wymagają odpowiedniego ukształtowania terenu i znacznego potencjału wód, a także poniesienie dużych kosztów związanych z budową zapór wodnych. Jednak elektrownie wodne są znacznie tańsze niż cieplne i pod względem ekologicznych są lepsze od cieplnych oraz mogą pracować w różnych porach roku. Elektrownie wodne dostarczają 21% ogółu energii elektrycznej na świecie.

Istniejące w ponad 30 krajach elektrownie jądrowe wytwarzają około 17% ogólnej produkcji energii elektrycznej na świecie. Zasadniczą zaletą elektrowni jądrowej stanowi olbrzymia wydajność uranu i toru- podstawowych paliw jądrowych. Światowe zużycie energii jądrowej w okresie 1970-1985 wzrosło 10- krotnie. Elektrownie jądrowe nie zanieczyszczają środowiska pyłami i trującymi gazami, ale występują trudności z bezpiecznym składowaniem odpadów promieniotwórczych.

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.

Elektrownie wiatrowe mają moc około 200 kW. Zaletą tego typu elektrowni jest to, że jest ona przyjazna dla środowiska.

W niewielkim stopniu jest wykorzystywana energia słoneczna. Możliwości jej wykorzystania stanowią przeszkody technologiczne. Baterie słoneczne o mocy 1000 MW musiałyby mieć powierzchnię 104 m2. Należy przy tym pamiętać, że 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 zasoby geotermiczne, czyli energię gorących źródeł i gejzerów. Wody termalne na głębokości 250-600m mogą osiągnąć temperaturę rzędu 3000 C.

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 doi produkcji tzw. "biogazu".

Do przyszłości należy projekt wykorzystujący różnicę temperatury wody morskiej. W strefach klimatu gorącego temperatura wody przy powierzchni może wynosić ponad 300 C, podczas gdy na dużych głębokościach spada do 3-40 C. Stworzenie zamkniętego obiegu wody pomiędzy warstwami o różnej temperaturze pozwoliłoby uzyskać parę wodną napędzającą generatory. Również w fazie eksperymentu jest projekt wykorzystania wody morskiej jako surowca do produkcji wodoru- paliwa w reakcji fuzji wodorowej. Jak widać w dziedzinie energetyki jest jeszcze dużo do zrobienia.