Любое обсуждение изменения климата неизбежно указывает на тот факт, что использование возобновляемых источников энергии может предотвратить худшие последствия глобального потепления. Причина в том, что возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.
За последние 150 лет люди в основном полагались на уголь, нефть и другие виды ископаемого топлива для обеспечения энергией всего: от лампочек до автомобилей и заводов. В результате количество парниковых газов, выбрасываемых при сжигании этого топлива, достигло исключительно высокого уровня.
Парниковые газы удерживают тепло в атмосфере, которое в противном случае могло бы уйти в космос, а средняя температура поверхности Земли растет. Таким образом, происходит глобальное потепление, за которым следует изменение климата, к которому относятся также экстремальные погодные явления, перемещение 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 кажутся постоянно доступными и практически неисчерпаемыми, они не всегда устойчивы.
Виды возобновляемых источников энергии
1. Вода. На протяжении веков люди использовали силу речных течений, строя плотины, чтобы контролировать поток воды. Сегодня гидроэнергетика является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии, причем ведущими производителями гидроэлектроэнергии являются Китай, Бразилия, Канада, США и Россия. Но хотя вода теоретически является источником чистой энергии, пополняемой за счет дождя и снега, у этой отрасли есть свои недостатки.
Большие плотины могут нарушить речные экосистемы, нанести ущерб дикой природе и вызвать переселение близлежащих жителей. Кроме того, в местах выработки гидроэлектроэнергии скапливается много ила, что может снизить производительность и повредить оборудование.
Гидроэнергетика всегда находится под угрозой засухи. Согласно исследованию 2018 года, на западе США в течение 15 лет наблюдались выбросы углекислого газа на 100 мегатонн выше нормы в течение XNUMX лет, поскольку коммунальные предприятия были вынуждены использовать уголь и газ для замены гидроэлектроэнергии, потерянной из-за засухи. Сама по себе гидроэнергетика напрямую связана с проблемой вредных выбросов, поскольку разлагающийся органический материал в водоемах выделяет метан.
Но речные плотины — не единственный способ использовать воду для выработки энергии: по всему миру приливные и волновые электростанции используют естественные ритмы океана для выработки энергии. Оффшорные энергетические проекты в настоящее время производят около 500 мегаватт электроэнергии – менее одного процента всех возобновляемых источников энергии – но их потенциал намного выше.
2. Ветер. Использование ветра как источника энергии началось более 7000 лет назад. В настоящее время ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию, расположены по всему земному шару. С 2001 по 2017 год совокупная мощность ветрогенерации во всем мире увеличилась более чем в 22 раза.
Некоторые люди не одобряют ветроэнергетику, потому что высокие ветряные турбины портят пейзажи и создают шум, но нельзя отрицать, что энергия ветра является действительно ценным ресурсом. Хотя большая часть энергии ветра вырабатывается за счет наземных турбин, появляются и морские проекты, большинство из которых находятся в Великобритании и Германии.
Еще одна проблема с ветряными турбинами заключается в том, что они представляют угрозу для птиц и летучих мышей, ежегодно убивая сотни тысяч этих видов. Инженеры активно разрабатывают новые решения для ветроэнергетики, чтобы сделать ветряные 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 солнечных батарей в мире увеличилась на 4300%.
В дополнение к солнечным панелям, которые преобразуют солнечный свет в электричество, солнечные электростанции используют зеркала для концентрации солнечного тепла, производя тепловую энергию. Китай, Япония и США лидируют в области солнечной трансформации, но этой отрасли еще предстоит пройти долгий путь, поскольку в 2017 году на ее долю приходится около двух процентов общего производства электроэнергии в США. Солнечная тепловая энергия также используется во всем мире для нагрева воды. , отопление и охлаждение.
4. Биомасса. Энергия биомассы включает биотопливо, такое как этанол и биодизель, древесину и древесные отходы, биогаз на свалках и твердые бытовые отходы. Как и солнечная энергия, биомасса является гибким источником энергии, способным приводить в движение транспортные средства, обогревать здания и вырабатывать электроэнергию.
Однако использование биомассы может вызвать острые проблемы. Например, критики этанола на основе кукурузы утверждают, что он конкурирует с рынком продовольственной кукурузы и поддерживает нездоровые методы ведения сельского хозяйства. Также ведутся споры о том, насколько разумно отправлять древесные гранулы из США в Европу, чтобы их можно было сжигать для выработки электроэнергии.
Тем временем ученые и компании разрабатывают более эффективные способы преобразования зерна, осадка сточных вод и других источников биомассы в энергию, стремясь извлечь пользу из материала, который в противном случае мог бы пойти в отходы.
5. геотермальная энергия. Геотермальная энергия, используемая на протяжении тысячелетий для приготовления пищи и отопления, производится из внутреннего тепла Земли. В больших масштабах прокладываются скважины к подземным резервуарам пара и горячей воды, глубина которых может достигать более 1,5 км. В небольших масштабах в некоторых зданиях используются геотермальные тепловые насосы, которые используют разницу температур на несколько метров ниже уровня земли для отопления и охлаждения.
В отличие от солнечной и ветровой энергии, геотермальная энергия всегда доступна, но имеет свои побочные эффекты. Например, выбросы сероводорода в источниках могут сопровождаться сильным запахом тухлых яиц.
Расширение использования возобновляемых источников энергии
Города и страны по всему миру проводят политику увеличения использования возобновляемых источников энергии. По крайней мере, 29 штатов США установили стандарты использования возобновляемых источников энергии, которые должны составлять определенный процент от общего объема используемой энергии. В настоящее время более 100 городов по всему миру достигли 70% использования возобновляемой энергии, а некоторые стремятся достичь 100%.
Смогут ли все страны перейти на полностью возобновляемую энергию? Ученые полагают, что такой прогресс возможен.
Мир должен считаться с реальными условиями. Даже если не считать изменения климата, ископаемое топливо является исчерпаемым ресурсом, и если мы хотим продолжать жить на нашей планете, наша энергия должна быть возобновляемой.