MITKÄ OVAT TÄRKEIMMÄT PUHTAAT ENERGIAT? - YMPÄRISTÖ - 2025

Puhtaan energian ovat ne, jotka eivät tuota yhtä paljon vahinkoa maapallolla fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna, kuten hiiltä tai öljyä.

Nämä polttoaineet, joita kutsutaan myös likaiseksi energiaksi, vapauttavat kasvihuonekaasuja, pääasiassa hiilidioksidia (CO ₂), ja niillä on kielteinen vaikutus planeetan ilmasto-olosuhteisiin.

Toisin kuin polttoaineet, puhtaat energiat eivät päästä kasvihuonekaasuja tai ne emittoivat niitä pienemmissä määrin. Siksi ne eivät ole uhka ympäristölle. Lisäksi ne ovat uusiutuvia, mikä tarkoittaa, että ne elvyttävät luonnollisella tavalla melkein heti, kun niitä käytetään.

Siksi saastumattomat energiat ovat välttämättömiä planeetan suojelemiseksi sen jo aiheuttamilta äärimmäisiltä sääoloilta. Samoin näiden lähteiden käyttö varmistaa energian saatavuuden tulevaisuudessa, koska fossiilisia polttoaineita ei voida uusiutua.

On huomattava, että saastuttamattoman energian hankkiminen on suhteellisen uusi prosessi, jota kehitetään edelleen, joten kestää muutama vuosi, kunnes siitä tulee todellinen kilpailu fossiilisista polttoaineista.

Saastumattomien energialähteiden merkitys on kuitenkin nykyään kasvanut kahdesta näkökulmasta johtuen: fossiilisten polttoaineiden hyödyntämisen korkeat kustannukset ja niiden palamisen ympäristölle aiheuttama uhka. Tunnetuimpia puhtaita energioita ovat aurinko, tuuli ja vesivoima.

Luettelo tärkeimmistä puhtaista energioista

1- Aurinkoenergia

Tämän tyyppinen energia saadaan erikoistuneilla tekniikoilla, jotka kaappaavat fotoneja auringosta (kevytenergian hiukkaset).

Aurinko on luotettava lähde, koska se voi tarjota energiaa miljoonien vuosien ajan. Nykyinen tekniikka tämän tyyppisen energian sieppaamiseksi sisältää aurinkosähköpaneelit ja aurinkokeräimet.

Nämä paneelit muuntavat energian suoraan sähköksi, mikä tarkoittaa, että ympäristöä saastuttavia generaattoreita ei tarvita.

Aurinkoenergian saamiseksi käytetty tekniikka

a) Aurinkosähköpaneelit

Aurinkosähköpaneelit muuttavat auringon energiaa sähköksi. Aurinkosähkömoduulien käyttö markkinoilla on kasvanut 25% viime vuosina.

Tällä hetkellä tämän tekniikan kustannukset ovat kannattavia pienissä laitteissa, kuten kellot ja laskimet. On huomattava, että joissakin maissa tätä tekniikkaa on jo toteutettu laajassa mittakaavassa. Esimerkiksi Meksikossa maan maaseutualueille on asennettu noin 20 000 aurinkosähköjärjestelmää.

b) Termodynaaminen tekniikka

Auringon lämpöenergia tulee auringon tuottamasta lämmöstä. Lämpöenergian kannalta käytettävissä olevat tekniikat vastaavat aurinkosäteilyn keräämisestä ja sen muuttamisesta lämpöenergiaksi. Myöhemmin tämä energia muunnetaan sähköksi termodynaamisten muutosten sarjan kautta.

c) Teknologia aurinkoenergian käyttöön rakennuksissa

Päivävalaisimet ja lämmitysjärjestelmät ovat yleisin rakennuksissa käytetty aurinkoteknologia. Lämmitysjärjestelmät absorboivat aurinkoenergiaa ja siirtävät sen nestemäiseen aineeseen, olipa se vesi tai ilma.

Japaniin on asennettu yli kaksi miljoonaa aurinkovesilämmitintä. Israel, Yhdysvallat, Kenia ja Kiina ovat muita maita, jotka ovat käyttäneet samanlaisia ​​järjestelmiä.

Valaisinjärjestelmiin liittyy luonnollisen valon käyttö tilan valaistamiseen. Tämä saavutetaan sisällyttämällä heijastavat paneelit rakennuksiin (kattoihin ja ikkunoihin).

Aurinkoenergian haitat

• Aurinkopaneelien kustannukset ovat edelleen erittäin korkeat verrattuna muihin käytettävissä olevaan energiaan.
• Käytettävissä oleva tekniikka ei voi ottaa aurinkoenergiaa yöllä tai kun taivas on hyvin pilvistä.

Viimeisen haitan suhteen jotkut tutkijat pyrkivät saamaan aurinkoenergiaa suoraan avaruudesta. Tämä lähde on nimetty "avaruuden aurinkoenergiaksi".

Perusajatuksena on sijoittaa aurinkosähköpaneelit avaruuteen, joka kerää energiaa ja lähettää sen takaisin Maahan. Tällä tavalla energialähde ei olisi vain jatkuvaa, vaan myös puhdasta ja rajatonta.

Yhdysvaltain merivoimien tutkimuslaboratorion ilmailuinsinööri Paul Jaffe toteaa, että "jos aurinkopaneeli sijoitetaan avaruuteen, se saa valoa 24 tuntia vuorokaudessa, seitsemän päivää viikossa, 99% vuodessa"..

Auringossa paistaa aurinko paljon kirkkaammin, joten nämä moduulit voisivat vastaanottaa jopa 40 kertaa enemmän energiaa kuin sama paneeli tuottaisi maan päällä.

Moduulien lähettäminen avaruuteen olisi kuitenkin liian kallista, mikä haittaa niiden kehitystä.

2 - tuulienergia

Vuosien ajan tuulta on käytetty purjeveneiden ja veneiden, myllyjen moottoriin tai paineen tuottamiseen veden pumppaamisessa. Kuitenkin vasta 1900-luvulla tätä elementtiä alettiin ajatella luotettavana energianlähteenä.

Aurinkoenergiaan verrattuna tuulienergia on yksi luotettavimmista, koska tuuli on tasaista ja toisin kuin aurinko, se voidaan valjastaa yöllä.

Aluksi tämän tekniikan kustannukset olivat liian korkeat, mutta viime vuosina tapahtuneen edistyksen ansiosta tämä energiamuoto on tullut entistä kannattavammaksi. Tätä osoittaa se tosiseikka, että vuonna 2014 yli 90 maassa oli tuulivoimalaitoksia, jotka toimittivat 3 prosenttia maailman kulutetusta sähköstä.

Tuulienergian saamiseksi käytetty tekniikka

Tuulivoiman alalla käytetyt tekniikat, turbiinit, vastaavat liikkuvien ilmamassien muuttamisesta energiaksi. Tehdas voi käyttää sitä tai muuntaa sähköksi generaattorin kautta. Nämä turbiinit voivat olla kahden tyyppisiä: vaaka-akseliset turbiinit ja pystyakseliset turbiinit.

Tuulienergian haitat

Siitä huolimatta, että tuulienergia on yksi halvimmista saastuttamattomista lähteistä, sillä on tiettyjä ekologisia haittoja:

• Tuulivoimalaitokset häiritsevät luonnonmaiseman estetiikkaa.
• Näiden myllyjen ja turbiinien vaikutus elinympäristöön on epävarma.

3 - vesivoima

Tämä puhdas energialähde saa sähköä veden liikkumisen kautta. Sateiden tai jokien vesivirrat ovat erittäin hyödyllisiä.

Vesivoiman tuottamiseen käytetty tekniikka

Laitteissa tämän tyyppisen energian saamiseksi hyödynnetään vesivirtauksen tuottamaa kineettistä energiaa sähkön tuottamiseksi. Yleensä vesivoimaa saadaan joista, puroista, kanavista tai patoista.

Vesivoimatekniikka on yksi edistyneimmistä energian saamiseksi. Itse asiassa noin 15% maailman tuotetusta sähköstä tulee tämän tyyppisestä energiasta.

Vesivoima on paljon luotettavampi kuin aurinko- ja tuulivoima, koska kun padot on täytetty vedellä, sähköä voidaan tuottaa vakiona. Lisäksi nämä padot eivät ole vain tehokkaita, vaan myös suunniteltu kestäviksi ja vaativat vähän huoltoa.

a) vuoroveden energia

Vuoroveden energia on vesivoiman energian alajako, joka perustuu energian saamiseen aaltojen kautta.

Kuten tuulienergiaa, tämäntyyppistä energiaa on käytetty antiikin Rooman ja keskiajan ajoista lähtien, ja aaltovetoiset tehtaat ovat olleet erittäin suosittuja.

Kuitenkin vasta 1800-luvulla, että energiaa käytettiin sähkön tuotantoon.

Ensimmäinen vuorovesilaitos maailmassa on Rance Tidal Power Station, joka on ollut toiminnassa vuodesta 1966 ja on suurin Euroopassa ja toiseksi suurin maailmassa.

Vesivoiman haitat

• Patojen rakentaminen aiheuttaa muutoksia jokien luonnollisessa kulkussa, vaikuttaa virtaustasoon ja veden lämpötilaan, mikä voi vaikuttaa kielteisesti ekosysteemiin.
• Jos näiden patojen koko on liian suuri, ne voivat aiheuttaa maanjäristyksiä, maaperän eroosiota, maanvyörymiä ja muita geologisia vaurioita.
• Ne voivat myös aiheuttaa tulvia.
• Taloudelliselta kannalta näiden patojen rakentamisen alkuperäiset kustannukset ovat korkeat. Tämä palkitaan kuitenkin tulevaisuudessa, kun he alkavat työskennellä.
• Jos kuivuus tulee ja padot eivät ole täynnä, sähköä ei voida tuottaa.

4 - Geoterminen energia

Geoterminen energia on se, joka saadaan maan sisällä säilyneestä lämmöstä. Tämän tyyppistä energiaa voidaan kerätä edullisin kustannuksin vain alueilla, joilla geoterminen toiminta on korkea.

Esimerkiksi Indonesian ja Islannin kaltaisissa maissa geoterminen energia on saatavissa ja se voisi auttaa vähentämään fossiilisten polttoaineiden käyttöä. El Salvador, Kenia, Costa Rica ja Islanti ovat maita, joissa yli 15% kokonaistuotannosta tulee geotermisestä energiasta.

Geotermisen energian haitat

• Suurin haitta on taloudellinen: tällaisen energian hankkimisesta ja louhinnasta aiheutuvat kustannukset ovat korkeat.
• Koska tämäntyyppinen energia ei ole yhtä suosittua kuin aikaisemmat, tarvittavan tekniikan asentamiseen puuttuu pätevä henkilöstö.
• Jos ei etetä varoen, tällaisen energian hankkiminen voi aiheuttaa maanjäristyksiä.

5 - Hydroterminen energia

Hydroterminen energia tulee vesi- ja lämpöenergioista ja viittaa kuumaan veteen tai vesihöyryyn, joka on jäänyt kiinni maan kerrosten murtumiin.

Tämä tyyppi on ainoa lämpöenergia, jota tällä hetkellä hyödynnetään kaupallisesti. Filippiineillä, Meksikossa, Italiassa, Japanissa ja Uudessa-Seelannissa on rakennettu tilat tämän energialähteen käyttämiseksi. Kaliforniassa, Yhdysvalloissa, 6% tuotetusta sähköstä tulee tämän tyyppisestä energiasta.

biomassa

Biomassalla tarkoitetaan orgaanisen aineen muuttumista käyttökelpoisen energian muodoiksi. Tämän tyyppinen energia voi tulla muun muassa maatalouden, elintarviketeollisuuden jätteistä.

Muinaisista ajoista lähtien on käytetty biomassan muotoja, kuten polttopuita; viime vuosina on kuitenkin tehty työtä menetelmillä, jotka eivät tuota hiilidioksidia.

Esimerkki tästä on biopolttoaineet, joita voidaan käyttää öljy- ja huoltoasemilla. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, joita tuotetaan geologisilla prosesseilla, biopolttoaineet tuotetaan biologisten prosessien, kuten anaerobisen pilkkomisen, avulla.

Bioetanoli on yksi yleisimmistä biopolttoaineista; Tämä tuotetaan käymällä hiilihydraatteja maissista tai sokeriruo'osta.

Palava biomassa on paljon puhtaampaa kuin fossiilisten polttoaineiden polttaminen, koska rikkipitoisuus biomassassa on alhaisempi. Lisäksi energian hankkiminen biomassan avulla mahdollistaisi hyödyntää materiaaleja, jotka muuten menetettäisiin.

Lyhyesti sanottuna puhtaalla ja uusiutuvalla energialla on potentiaalia tuottaa huomattavia määriä energiaa. Näistä lähteistä sähkön hankintaan käytetyn tekniikan korkeiden kustannusten vuoksi on kuitenkin selvää, että nämä energialähteet eivät vielä korvaa fossiilisia polttoaineita kokonaan.

Viitteet

1. Haluzan, Ned (2010). Puhtaan energian määritelmä. Haettu 2. maaliskuuta 2017 osoitteesta uusiutuvat energialähteet-info.com.
2. Uusiutuvat energialähteet ja muut vaihtoehtoiset energialähteet. Haettu 2. maaliskuuta 2017, osoitteesta dmme.virginia.gov.
3. Mitkä ovat uusiutuvan energian tyypit? Haettu 2. maaliskuuta 2017 osoitteesta phys.org.
4. Uusiutuvan energian saanti. Haettu 2. maaliskuuta 2017, osoitteesta unfccc.int.
5. 5 uusiutuvan energian tyyppejä. Haettu 2. maaliskuuta 2017 osoitteesta myenergygateway.org.
6. Tutkijat työskentelevät uuden tekniikan parissa, joka voisi säteellä rajattomasti energiaa Maan päälle avaruudesta. Haettu 2. maaliskuuta 2017 osoitteesta businessinsider.com.
7. Puhdas energia nyt ja tulevaisuudessa. Haettu 2. maaliskuuta 2017, osoitteesta epa.gov.
8. Päätelmät: Vaihtoehtoinen energia. Haettu 2. maaliskuuta 2017, osoitteesta ems.psu.edu.