O odnawialnych źródłach energii mówi się coraz więcej, również w Polsce, gdzie ich udział w krajowej energetyce z roku na rok się zwiększa. Rosnąca świadomość ekologiczna, rządowe programy dofinansowań oraz kompleksowe usługi z zakresu OZE sprawiają, że coraz więcej osób decyduje się inwestować w alternatywne źródła energii. Warto więc przyjrzeć się temu, jakie są ich rodzaje i w jaki sposób można z nich korzystać?
Spis treści
Czym są alternatywne źródła energii?
Aby móc mówić o rodzajach, zaletach i wadach alternatywnych źródeł energii, najpierw należy odpowiedzieć na pytanie, czym one tak naprawdę są. W energetyce funkcjonuje podział na konwencjonalne i alternatywne źródła energii. Do tych pierwszych zalicza się wszelkiego rodzaju kopaliny, z których można pozyskać energię. Są to:
- węgiel kamienny,
- węgiel brunatny,
- gaz ziemny,
- ropa naftowa,
- gaz łupkowy,
- piaski butamiczne,
- uran,
- tor.
Alternatywne źródło energii to takie, które posiada zdolność do samoregeneracji. Można je wykorzystać do produkcji energii niekonwencjonalnej, inaczej zwanej odnawialną. Z tego powodu alternatywne źródła energii nazywa się również odnawialnymi źródłami energii, czyli w skrócie OZE. Stanowią one niewyczerpane źródła energii zawartej w atmosferze ziemskiej. Oznacza to, że można je wykorzystywać bez obaw o zubożenie zasobów naturalnych.
Alternatywne źródła energii – przykłady:
- promieniowanie słoneczne,
- wiatr,
- woda,
- energia geotermalna,
- energia atomowa,
- biomasa
- biogaz.
Wady i zalety alternatywnych źródeł energii
Postępujące, szczególnie po okresie rewolucji przemysłowej, zubożenie zasobów naturalnych, takich jak węgiel kamienny, ropa, gaz ziemny, doprowadziło do poważnych zmian w ekosystemie. Konsekwencje nieracjonalnego czerpania z tego, co ofiaruje nam Matka Ziemia, można dostrzec na każdym kroku. Do najpoważniejszych z nich należą:
- zmiany klimatu,
- zanieczyszczenie wody, gleby i powietrza,
- zubożenie bioróżnorodności.
Sięgnięcie po alternatywne źródła energii jest nie tylko ukłonem w stronę planety, ale wręcz koniecznością. Tylko poprzez zmiany w funkcjonowaniu gospodarki oraz polityki społecznej możemy doprowadzić do tego, aby przyszłe pokolenia dalej mogły żyć w zdrowym i dostatnim środowisku.
Nie możemy jednak zupełnie zrezygnować z energii. Jest ona potrzebna w niemal każdym aspekcie naszego życia. Dlatego alternatywne źródła energii są jedynym słusznym wyjściem z trudnej sytuacji, w jakiej znajduje się nasza planeta. Dzięki nim możemy zatrzymać lub zminimalizować zmiany klimatyczne, zachowując jednocześnie bezpieczeństwo energetyczne świata. Elektrownie alternatywne nie wiążą się z długotrwałym deficytem zasobów, gdyż odnawiają się one w stosunkowo krótkim czasie. Z tego powodu energetyka alternatywna przyczynia się do zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza oraz oszczędności finansowych zarówno dla gospodarstw domowych, jak i firm z różnych gałęzi przemysłu, transportu czy rolnictwa.
Najczęściej przytaczaną wadą odnawialnych źródeł energii są wysokie koszty. Elektrownie alternatywne wiążą się z ogromną inwestycją finansową na etapie planowania i budowy. Z tego powodu rządy wielu państw, większości krajów Unii Europejskiej, oferują dofinansowania oraz ulgi dla osób decydujących się na alternatywną energetykę. Tak samo jest w przypadku Polski. Rządowe programy Mój Prąd oraz Czyste Powietrze od lat wspierają Polaków w realizowaniu inwestycji przyjaznych dla natury.
Jednorazowa inwestycja w OZE zwraca się średnio w ciągu kilku lat. Możliwość dofinansowania elektrowni alternatywnych sprawia, że koszt budowy przestaje być wadą. Co więcej uzyskana energia pozwala zmniejszyć zużycie energii, co przekłada się na niewielkie rachunki. Brak obciążenia budżetu przynosi wymierne korzyści w dłuższej perspektywie czasu. Pamiętając jednocześnie, że sięgając po alternatywne źródła energii, nie dokładamy swoich cegiełek do zanieczyszczenia środowiska.
Energia alternatywna z wiatru
Jednym z najbardziej znanych i najmocniej rozwijanych sposobów pozyskiwania odnawialnej energii są elektrownie wiatrowe. Sposób ich działania jest bardzo prosty i opiera się na zastosowaniu siłowni wiatrowych, zwanych inaczej wiatrakami. Energia wiatru zostaje przekształcona na energię mechaniczną wskutek obrotu turbiny wiatrowej. Turbina ta jest napędzana za pomocą łopatki śmigieł wirnika.
Ruch obrotowy napędza prądnice, generując energię, która jest nieszkodliwa dla środowiska, w pełni darmowa i odnawialna. Najczęściej elektrownie wiatrowe umiejscawiane są w pobliżu brzegów morskich, gdyż na tych terenach prędkość wiatru jest dwukrotnie większa niż w głębi lądu. W Polsce funkcjonują tzw. strefy energetyczne, które określają warunki wietrzne w skali pięciostopniowej (np. wybitne, korzystne, niekorzystne), a uzyskiwana za pomocą wiatru energia stanowi większość względem innych alternatywnych źródeł energii.
Alternatywna energia z wody
Energia wody wytwarzana jest zazwyczaj za sprawą elektrowni wodnych przepływowych, w których przepływ wody wynika z przyciągania ziemskiego. Elektrownie wodne, nazywane również hydroelektrowniami, powstają zazwyczaj na terenach górzystych. Wynika to z faktu, że ilość wytworzonej energii zależna jest od spadku wody. Dlatego najlepszy efekt można uzyskać, jeśli zbiornik wodny (np. rzeka, jezioro) znajduje się wyżej niż elektrownia. Mówiąc inaczej, to alternatywne źródło energii bazuje na naturalnym spadku wody, który napędza turbinę elektryczną.
Istnieją również elektrownie szczytowo-pompowe, które wyróżniają się większą mocą przepływową. Nie należą one jednak do alternatywnych źródeł energii, ponieważ w takim przypadku woda jest sztucznie pompowana na wyższy poziom, aby następnie spłynąć w dół, napędzając przy tym turbiny. Warto wiedzieć również, że energia wody wiąże się z pływami wywołanymi przyciąganiem Księżyca i Słońca, a także falami oraz prądami morskimi.
Alternatywne źródło energii ze Słońca
Energia słoneczna powstaje za sprawą fuzji jądrowej, która ma miejsce we wnętrzu Słońca. To alternatywne źródło energii jest niewyczerpywalne i wszechstronne, a przy tym istotne dla środowiska, gdyż stanowi główny czynnik warunkujący życie na ziemi. W pośredni sposób stanowi również źródło energii wiatru, wody oraz biomasy. Energię słoneczną możemy wykorzystywać za pomocą paneli fotowoltaicznych. Pozwalają one zamienić promieniowanie słoneczne w energię elektryczną. Szczególnie praktyczne jest stosowanie jej celem podgrzewania wody użytkowej.
Na całym świecie, w tym w Polsce, coraz częściej możemy dostrzec budynki z zamontowanymi panelami fotowoltaicznymi, a także ogromne tereny zapełnione instalacjami przy gruncie. Ze względu na swoją opłacalność, wielu inwestorów uwzględnia fotowoltaikę jeszcze na etapie planowania i projektowania nieruchomości. Ten rodzaj alternatywnego źródła energii posiada wiele zalet. Główną z nich jest to, że za jego pomocą możemy znacznie odciążyć budżet i uzyskać niezależność energetyczną. Po podłączeniu gospodarstwa domowego do elektrowni słonecznej możemy zmniejszyć rachunki za prąd o 70-80%.
Od zawsze energia słoneczna posiada ogromne znaczenie w rolnictwie, ponieważ decyduje o ilości i szybkości wzrostu plonów. Nic więc dziwnego, że szczególnie chętnie wykorzystywana jest w tym obszarze. Fotowoltaika dla rolnika umożliwia pozyskanie darmowej energii, a co za tym idzie zminimalizowanie kosztów utrzymania gospodarstwa. Można zdecydować się na tradycyjne instalacje dachowe lub gruntowe, a także zamontować moduły na polach uprawnych i pastwiskach, dzięki czemu zdobywają one dodatkową funkcję (pozyskiwanie energii ze Słońca), nie tracąc przy tym możliwości uprawy roślin lub hodowli zwierząt.
Biomasa i biogaz
Do wytwarzania energii alternatywnej można wykorzystać biomasę pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Produkt ten jest nieszkodliwy dla środowiska naturalnego, ponieważ ulega biodegradacji.
Biomasa jest wytwarzana poprzez bezpośrednie spalanie:
- biopaliw stałych (np. drewna, słomy, nawozu naturalnego, roślin energetycznych),
- biopaliw ciekłych (np. bioetanol, biodiesel).
Innym rodzajem alternatywnego źródła energii jest biogaz. Powstaje on za sprawą fermentacji metanowej, czyli pozbawionej tlenu. Jest to proces biologiczny, który przeprowadza się w specjalnych biogazowniach przy zachowaniu całkowicie kontrolowanych warunków.
Do wytwarzania biogazu wykorzystuje się odpady:
- spożywcze (np. żywność),
- komunalne (np. ścieki),
- roślinne (np. pozostałości po żniwach),
- zwierzęce (np. nawozy naturalne).
Energia geotermalna
Wśród ciekawych form energetyki alternatywnej warto wymienić energię geotermalną. Wytwarza się ona podczas erupcji pary wodnej lub gorącej wody z wnętrza ziemi. Do powstania ciepła dochodzi dzięki różnicy temperatur jaka występuje pomiędzy jądrem Ziemi a skorupą ziemską. Różnica ta doprowadza do stałego przepływu ciepła, którego wykorzystanie (w przeciwieństwie do energii wiatru czy Słońca) jest niezależne od warunków atmosferycznych. Energia z wód podziemnych lub gejzerów związana jest z działalnością elektrowni geotermalnych. Wykorzystywana w nich woda osiąga temperaturę od 30 do 120°C. Wody geotermalne występują na terenie całej Polski, oprócz terenów północno-wschodnich.
Istnieje także sposób na pozyskanie energii z tzw. gorących skał. Proces ten polega na wywierceniu otworu w skale, przez który wtłacza się zimną wodę. Kiedy zostanie ona nagrzana, można ją wypompować, po czym wykorzystać do ogrzewania domów lub napędzania turbin parowych. Wśród wad tego rodzaju energii alternatywnej wymienia się zagrożenie zasolenia gleby oraz ryzyko wydobycia szkodliwych gazów (np. siarkowodoru, dwutlenku węgla) w przypadku nieprawidłowej eksploatacji.
Elektrownie atomowe
Myśląc o alternatywnych źródłach energii, w głowie pojawiają nam się skojarzenia z energią słoneczną, wiatrem lub wodą. Rzadko natomiast pomyślimy o elektrowniach atomowych. Jak najbardziej są one jednak źródłem energii odnawialnej. Aby uzyskać energię atomową konieczne jest przeprowadzenie w odpowiednich warunkach reakcji rozszczepienia jądra atomu jakiegoś pierwiastka promieniotwórczego (np. uranu, plutonu). Powoduje to reakcję łańcuchową, której towarzyszy emisja energii. Przykładowo z 1 grama uranu generowanych jest 80 000 MJ energii, z kolei ciepło spalania dla 1000 gram węgla kamiennego wynosi 30 MJ.
Na świecie istnieje ponad 400 reaktorów energetycznych, a udział elektrowni jądrowych w światowej produkcji energii liczy blisko 14%. Choć energia atomowa jest jednym z najbardziej wydajnych źródeł energii, ich budowa i wykorzystanie wywołuje spore kontrowersje związane z ryzykiem ewentualnej awarii.
Alternatywne źródła energii w Polsce
Wbrew często powielanej opinii, energetyka alternatywna w Polsce ma się dobrze. Z roku na rok przybywają nowe elektrownie wiatrowe i wodne. Największy skok widać jednak w przypadku elektrowni słonecznych. Pozyskiwanie energii ze Słońca za sprawą paneli fotowoltaicznych staje się coraz bardziej popularne. Na wsiach i w miastach można dostrzec ogniwa fotowoltaiczne na dachach domów mieszkalnych, przedsiębiorstw, hal produkcyjnych, obiektów kultury i sportu, a także na gruntach rolnych oraz na wolnych przestrzeniach zagospodarowanych pod fotowoltaikę.
Decydują się na budowę przydomowej elektrowni słonecznej lub wiatrowej, możemy całkowicie uniezależnić się od dostawcy energii. Natomiast farmy fotowoltaiczne lub solarne zapewniają nam dostęp do alternatywnego źródła energii elektrycznej w gospodarstwie lub przedsiębiorstwie, co znacznie zmniejsza koszty wykorzystywanego prądu.
Do alternatywnych źródeł energii w Polsce należą:
- elektrownie wodne,
- panele fotowoltaiczne,
- turbiny wiatrowe,
- biogaz,
- biomasa,
- źródła geotermalne.
W ciągu ostatnich lat obserwujemy znaczący wzrost świadomości Polaków dotyczący kwestii środowiskowych, co bezpośrednio przekłada się na oczekiwania społeczne względem polityków. Przy jednoczesnych naciskach i apelach Unii Europejskiej sukcesywnie wprowadzane są zmiany prawne. Uwzględniają one stan faktyczny w naszym kraju, dzięki czemu kolejne ustawy o odnawialnych źródłach energii wychodzą naprzeciw inwestorom oraz zawierają w sobie aktualne wytyczne i rozwiązania technologiczne. Można więc z wielkim prawdopodobieństwem wróżyć, że alternatywne źródła energii stanowią przyszłość dla naszego kraju.
