Какие существуют источники возобновляемой энергии и какие преимущества дает их использование? Предлагаем вам узнать больше об альтернативной энергии и о том, как она может помочь в борьбе с изменением климата.
В любой дискуссии об изменении климата обязательно заходит речь о том, что использование возобновляемой энергии может предотвратить наихудшие последствия глобального потепления. Причина заключается в том, что возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.
В течение последних 150 лет люди в основном полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива, чтобы питать все – начиная лампочками и заканчивая автомобилями и заводами. Как результат, количество парниковых газов, выделяющихся при сжигании этих видов топлива, достигло исключительно высокого уровня.
Парниковые газы задерживают в атмосфере тепло, которое в противном случае могло бы попасть в космос, и средние температуры на поверхности планеты повышаются. Таким образом, происходит глобальное потепление, а следом за ним – изменение климата, которое также включает в себя экстремальные погодные явления, смещение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других явлений.
Итак, использование возобновляемых источников энергии может предотвратить катастрофические изменения на нашей планете. Однако, несмотря на то, что возобновляемые источники энергии, казалось бы, постоянно доступны и практически неисчерпаемы, они не всегда устойчивы.
Виды возобновляемых источников энергии
1. Вода. Веками люди использовали энергию речных течений, создавая плотины для управления потоком воды. На сегодняшний день гидроэнергия является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии, причем ведущими производителями гидроэнергии являются Китай, Бразилия, Канада, США и Россия. Но хотя вода теоретически является источником чистой энергии, восполняемой дождем и снегом, у этой отрасли есть свои недостатки.
Большие плотины могут нарушать речные экосистемы, наносить ущерб дикой природе и вынуждать к переселению жителей окрестностей. Также в местах выработки гидроэнергии скапливается много ила, что может ставить под угрозу производительность и вредить оборудованию.
Над гидроэнергетической промышленностью всегда нависает угроза засухи. Согласно исследованию 2018 года, в западной части США в течение 15 лет выбросы углекислого газа были на 100 мегатонн выше обычного показателя, поскольку коммунальные службы вынуждены были использовать уголь и газ, чтобы заменить гидроэнергию, потерянную из-за засухи. Гидроэнергетика и сама напрямую связана с проблемой вредных выбросов, так как разлагающийся органический материал в резервуарах выделяет метан.
Но речные плотины – не единственный способ использовать воду для производства энергии: по всему миру приливные и волновые электростанции используют для производства энергии естественные ритмы океана. Морские энергетические проекты в настоящее время производят около 500 мегаватт электроэнергии – менее одного процента от всех возобновляемых источников энергии – но их потенциал гораздо выше.
2. Ветер. Использовать ветер как источник энергии начали более 7000 лет назад. В настоящее время генерирующие электроэнергию ветряные турбины расположены по всему земному шару. С 2001 по 2017 год совокупная мощность производства ветровой энергии во всем мире увеличилась более чем в 22 раза.
Некоторые люди не одобряют ветроэнергетическую промышленность из-за того, что высокие ветровые турбины портят пейзажи и производят шум, но невозможно отрицать, что энергия ветра является действительно ценным ресурсом. В то время как большая часть энергии ветра поступает от наземных турбин, появляются также и морские проекты, большинство из которых находятся в Великобритании и Германии.
Другая проблема ветровых турбин заключается в том, что они представляют опасность для птиц и летучих мышей, ежегодно убивая сотни тысяч представителей этих видов. Инженеры активно разрабатывают новые решения для ветроэнергетической промышленности, чтобы сделать ветровые турбины более безопасными для летающих диких животных.
3. Солнце. Солнечная энергия меняет энергетические рынки по всему миру. С 2007 по 2017 год общая установленная мощность в мире от солнечных панелей увеличилась на 4300%.
В дополнение к солнечным панелям, которые преобразуют солнечный свет в электричество, заводы по концентрированию солнечной энергии используют зеркала для концентрирования солнечного тепла, получая тепловую энергию. Китай, Япония и США лидируют в области трансформации солнечной энергии, но этой промышленности еще предстоит пройти долгий путь, поскольку сейчас она составляет около двух процентов от общего объема электроэнергии, произведенной в США в 2017 году. Солнечная тепловая энергия также используется во всем мире для подачи горячей воды, отопления и охлаждения.
4. Биомасса. Энергия биомассы включает биотопливо, такое как этанол и биодизельное топливо, древесину и древесные отходы, биогаз с полигонов и твердые бытовые отходы. Как и солнечная энергия, биомасса является гибким источником энергии, способным питать транспортные средства, обогревать здания и производить электроэнергию.
Однако использование биомассы может вызвать острые проблемы. Например, критики этанола на основе кукурузы утверждают, что он конкурирует с продовольственным кукурузным рынком и поддерживает вредные методы ведения сельского хозяйства. Также ходят споры о том, насколько разумно переправлять топливные древесные гранулы из США в Европу, чтобы их можно было сжечь для производства электроэнергии.
Тем временем ученые и компании разрабатывают более эффективные способы преобразования зерна, осадков сточных вод и других источников биомассы в энергию, стремясь извлечь пользу из материала, который в противном случае мог бы пойти на отходы.
5. Геотермальная энергия. Геотермальная энергия, используемая на протяжении тысячелетий для приготовления пищи и отопления, производится из внутреннего тепла Земли. В широких масштабах к подземным резервуарам пара и горячей воды прокладывают скважины, глубина которых может достигать более чем 1,5 км. В небольших масштабах в некоторых зданиях используются геотермальные тепловые насосы, которые используют разность температур на несколько метров ниже уровня земли для отопления и охлаждения.
В отличие от солнечной и ветровой энергии, геотермальная энергия всегда доступна, но у нее есть свои побочные эффекты. Например, выделение сероводорода в источниках может сопровождаться резким запахом тухлых яиц.
Расширение использования возобновляемых источников энергии
Города и страны по всему миру проводят политику, направленную на расширение использования возобновляемых источников энергии. По меньшей мере 29 штатов США установили стандарты использования возобновляемой энергии – она должна составлять определенный процент от общего показателя используемой энергии. В настоящее время более 100 городов по всему миру достигли 70%-го показателя использования возобновляемой энергии, а некоторые стремятся достичь и все 100%.
Смогут ли все страны перейти на полностью возобновляемую энергию? Ученые верят, что такой прогресс возможен.
Мир должен считаться с реальными условиями. Даже если не брать в расчет изменение климата, ископаемое топливо является ограниченным ресурсом, и если мы хотим и дальше жить на нашей планете, наша энергия должна быть возобновляемой.
Вероника Кузьмина
Источник: National Geographic