Альтернативная энергетика уже не такая уж и "альтернативная". Это в новостях, на политических платформах, на крышах и заправке бензобаков, и вариантов стало достаточно, чтобы изменить разговор: важно не то, хотим ли мы этого, а какого мы хотим.
Большая часть нашего текущего энергопотребления приходится на ископаемое топливо. Эти виды топлива не являются возобновляемыми, и эксперты предсказывают, что они могут начать иссякать уже через 50 лет. Кроме того, сжигание, необходимое для получения энергии из ископаемого топлива, приводит к выбросу огромного количества загрязнений, которые приводят к болезням, разрушению окружающей среды и тому, что оказывается неприятным случаем глобального изменения климата.
В идеале альтернативные источники энергии не загрязняют окружающую среду, если они возобновляемы в той или иной степени. Дело в том, что разрабатывать любую энергетическую систему с нуля в больших масштабах недешево, поэтому нам нужно сосредоточиться: какие варианты наиболее перспективны? Куда мы должны вложить наши деньги и нашу инновационную мощь?
Вот пять наиболее многообещающих источников энергии, которые в конечном итоге могут избавить нас от зависимости от ископаемого топлива. Ни один источник не идеален, но потенциально каждый из них является путем к чистой возобновляемой энергии.
Первое из глубин Земли
5: Геотермальная
Геотермальная энергия более устойчива, чем ископаемое топливо, и получает высокие оценки за эффективность, стоимость и воздействие на окружающую среду.
Этот тип производства энергии использует чрезвычайно высокие температуры, находящиеся глубоко в земной коре, в ядре. Температура там, вызванная естественными процессами радиоактивного распада, выше, чем на поверхности Солнца, и мы видим признаки этого в таких геологических образованиях, как вулканы, горячие источники и гейзеры. Чтобы использовать это тепло - иногда в виде горячей воды, иногда в виде пара - нам нужно только копать достаточно глубоко в нужном месте, где очаги этой геотермальной энергии выползают на поверхность. Эти колодцы обеспечивают доступ к интенсивной тепловой энергии Земли.
После того, как пар или горячая вода собраны из колодца, достаточно просто использовать их непосредственно в качестве источника тепла или вращать турбину для выработки электроэнергии. Затраты на запуск и потребительские расходы относительно низки, но потенциал для этого типа производства энергии очень специфичен для конкретного места и ограничен «геотермальными резервуарами», которые усеивают земной шар. В Соединенных Штатах, например, геотермальные объекты находятся в основном на западе, а Калифорния является крупнейшим производителем геотермальной энергии. Еще одно предостережение: этот тип энергии не может быть строго возобновляемым, поскольку потенциально мы могли бы использовать это тепло быстрее, чем Земля может восполнить его.
Солнечный свет, с другой стороны, трудно истощить
4: Солнечная фотоэлектрическая энергия
Солнечная энергия является альтернативным источником энергии и бывает двух видов: тепловая и фотогальваническая. В то время как оба типа относительно многообещающи, фотоэлектрические на данный момент являются менее дорогим вариантом, и они уже широко проверены в небольших масштабах.
Солнечные фотоэлектрические элементы - это технология, стоящая за тем, что мы называем «солнечными панелями», и многие дома и предприятия имеют их на крышах. Эти панели преобразуют фотоны солнечного света непосредственно в электричество. Невозможность (легко) хранить эту электроэнергию в настоящее время является проблемой, и это не самая эффективная форма производства электроэнергии. Тем не менее, у этой технологии есть много преимуществ: она легко вписывается в небольшие, домашние и бизнес-приложения; он не производит вредных выбросов и использует полностью возобновляемое топливо; и это становится дешевле с каждым годом, так как все больше производителей участвуют в акции.
Солнечные фотоэлектрические элементы внедряются в более масштабные приложения, появляясь огромными массивами в самых солнечных частях страны. Как крупные, так и малые системы уже подключены к сети, предлагая привлекательную децентрализованную систему для производства электроэнергии. Производство солнечной энергии действительно целесообразно только в самых солнечных районах, но ее хорошо зарекомендовавшая себя способность снабжать чистой энергией целые солнечные сообщества делает ее многообещающей альтернативой ископаемому топливу.
Далее энергия в вони (и не только)
3: Биомасса
Энергия биомассы включает в себя огромный спектр потенциальных источников, объединенных одной важной чертой: они живы. Широта возможностей этого альтернативного источника энергии делает его отличным местом для инвестиций и инноваций.
Энергосистема этого типа извлекает солнечную энергию, которую растения и микроорганизмы используют в пищу. Энергия, полученная из биомассы, была основным источником тепла с тех пор, как человек открыл огонь - древесина является горючим биотопливом, используемым по всей планете для обогрева и приготовления пищи. Другие формы биомассы уже используются в виде кукурузного этанола, биодизеля и метана, собранных на свалках, где активные микроорганизмы выделяют вонючий газ в результате естественных, непрерывных процессов.
Хотя биомасса требует сжигания для высвобождения энергии и, следовательно, выделяет вредные выбросы, многие виды биотоплива загрязняют окружающую среду меньше, чем ископаемое топливо, и они, несомненно, являются более устойчивыми источниками энергии. Кроме того, биотопливо, полученное из «мусора», которое перерабатывает такие вещества, как жир для фритюрницы и разлагающаяся масса свалки, имеет дополнительный бонус в виде сокращения отходов.
Далее, проверенный временем, но спорный производитель энергии
2: Гидроэлектростанции
Гидроэлектростанции являются одним из наиболее широко обсуждаемых альтернативных источников энергии из-за значительного вредного воздействия плотин на окружающую среду. Но нельзя говорить об успехах альтернативной энергетики, не говоря о воде.
Плотины гидроэлектростанций используют кинетическую энергию движущейся воды для производства электроэнергии. Вода крутит турбину, турбина крутит генератор, а генератор вырабатывает электричество. Эта форма выработки электроэнергии может причинить вред, нарушив естественное действие движущихся водоемов. Тем не менее, это проверенная технология, которая не загрязняет окружающую среду, доступна в производстве и чрезвычайно эффективна, а также использует полностью возобновляемое топливо.
Гидроэнергетика, возможно, является одной из самых успешных попыток получения значительного количества энергии из неископаемого источника топлива. В 1940-х годах гидроэнергетика обеспечивала одну треть электроэнергии, потребляемой в Соединенных Штатах. Согласно Национальному проекту развития энергетического образования (NEED), в настоящее время на его долю приходится до 10 процентов электроэнергии, производимой в США, и более половины электроэнергии, производимой в районах, включая Северо-Запад, где расположены крупные гидроэлектростанции. плотины.
Наконец-то тот, о котором все говорят
1: Ветер
Вода и солнечный свет являются мощными элементами в производстве энергии, но ветер получает приз за текущее расширение. Энергия ветра, вероятно, является самым быстрорастущим сектором индустрии возобновляемых источников энергии, и она имеет уровень перспектив, который по большей части не омрачен жалобами на разрушение пейзажа: ABC News сообщает, что Министерство энергетики США (DOE) обнаружило, что выделение 6 процентов земли США под ветряные электростанции могли бы полностью заменить наши потребности в других источниках энергии.
Таким образом, взрыв роста, возможно. Ветряная электростанция похожа на гидроэлектростанцию, но плотина не нужна. Топливом в данном случае является ветер. Он вращает лопасти высокой турбины, которая вращает генератор, вырабатывающий электричество. Относительная доступность, эффективность и экологичность ветроэнергетики делают ее одной из настоящих звезд возобновляемой энергетики будущего.
Однако это не совсем безопасно для окружающей среды. Было обнаружено, что в дополнение к проблеме «бельма на глазу» ветряные электростанции нарушают миграционные схемы (и жизнь) птиц и летучих мышей. Кроме того, ветер - не самый надежный источник энергии. Даже в очень ветреных районах выработка энергии иногда может быть нарушена или пропущена.
Не говоря уже о недостатках, ветроэнергетика способна подавать огромное количество энергии непосредственно в сеть. Она более благоприятна для крупномасштабной генерации, чем солнечная, менее разрушительна для окружающей среды, чем гидроэнергетика, меньше загрязняет окружающую среду, чем биомасса, и более развита, чем геотермальная..
С нынешними попытками переместить крупные фермы в море, что позволит увеличить производство энергии без неприятных проблем с наземными турбинами, ветровая энергетика, похоже, готова к еще большим вещам. Если не считать крупного прорыва в области ядерного синтеза, ветер может стать нашей самой многообещающей надеждой на постепенное избавление от нашей надоедливой привычки к ископаемому топливу - возможно, когда-нибудь, полностью.