Co to jest OZE?
Odnawialne Źródła Energii (OZE) to źródła energii, które czerpią swoje zasoby z odnawialnych i nieograniczonych źródeł naturalnych. OZE obejmują różne technologie i źródła, w tym energię słoneczną, wiatrową, wodną, geotermalną oraz biomasę.
Odnawialne źródła energii często są również nazywane w inny sposób, np. alternatywne źródła energii, zielona energia, czysta energia czy też naturalne źródła energii.
Podstawową różnicą między odnawialnymi źródłami energii a nieodnawialnymi źródłami energii jest to, że OZE są niezależne od ograniczonych zasobów naturalnych. Energia słoneczna, wiatrowa, wodna i geotermalna są dostępne w naturalny sposób i mogą być wykorzystywane w sposób ciągły. W przeciwieństwie do tradycyjnych źródeł energii, takich jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny, które są surowcami nieodnawialnymi.
Najpopularniejszym źródłem odnawialnym w UE jest woda oraz wiatr, które wytwarzają 2/3 energii elektrycznej pochodzących z OZE. Choć to energia słoneczna jest tą, która rozwija się najszybciej spośród odnawialnych źródeł.
Dlaczego warto inwestować w odnawialne źródła energii?
Odnawialne Źródła Energii mają ogromne znaczenie dla naszej planety i przyszłych pokoleń. Wykorzystanie OZE zmniejsza emisję szkodliwych gazów cieplarnianych do atmosfery i innych zanieczyszczeń, które przyczyniają się do globalnego ocieplenia oraz degradacji środowiska naturalnego.
Odpowiednie, przemyślane inwestycje w branżę OZE mogą również pobudzać rozwój gospodarczy poprzez tworzenie nowych miejsc pracy i promowanie innowacyjnych technologii.
Ponadto nowoczesne, odnawialne źródła energii zapewniają nam większą niezależność energetyczną. Dzięki wykorzystaniu lokalnych źródeł energii stajemy się bardziej niezależni od importowanych surowców, co zapewnia większą stabilność systemu energetycznego w naszym kraju.
Rodzaje odnawialnych źródeł energii
Energia słoneczna (fotowoltaika)
Energia słoneczna to niezwykle obiecujące źródło energii z ogromnym potencjałem. Opierając się na promieniowaniu słonecznym, technologia fotowoltaiczna (PV) przekształca je w elektryczność. Panele fotowoltaiczne wykorzystują zjawisko fotoelektryczne, gdzie fotony padające na komórki półprzewodnikowe generują prąd elektryczny.
Główną zaletą energii słonecznej jest prawie nieograniczony dostęp do niej. Słońce jest naturalnym i powszechnym źródłem energii, które jest dostępne na całym świecie.
Jednak energia słoneczna ma pewne ograniczenia. Jej wydajność zależy od warunków atmosferycznych i dostępności światła słonecznego. Problemem mogą być także koszty instalacji, które mogą być wysokie, ale wraz z rozwojem technologii stają się coraz bardziej przystępne.
Branża energii słonecznej dynamicznie się rozwija. Technologia paneli fotowoltaicznych staje się coraz lepsza, a co za tym idzie, ich wydajność energetyczna wzrasta. Fotowoltaika ma ogromny potencjał, dlatego ważne jest ciągłe dążenie do rozwoju i innowacji w tej dziedzinie.
Powiązane
- Jak działają panele fotowoltaiczne?
- Wady i zalety energii słonecznej
- Jakie są rodzaje paneli słonecznych
- Magazynowanie energii z fotowoltaiki
Energia wodna
Hydroenergetyka i elektrownie wodne stanowią kolejne ważne źródło energii odnawialnej. Elektrownie wodne wykorzystują energię wody do generowania energii elektrycznej. Istnieją różne typy systemów hydroenergetycznych, takie jak elektrownie wodne zaporowe, elektrownie przepływowe i elektrownie pływowe.
Elektrownie wodne zaporowe są najbardziej powszechne i opierają się na zbiornikach wodnych, które gromadzą energię potencjalną wody na jak największej wysokości – stąd też zapory często są wysokie. Woda przepływająca przez zaporę do zbiornika znajdującego się niżej napędza turbiny.
Elektrownie przepływowe wykorzystują naturalny przepływ rzek do generowania energii, bez konieczności tworzenia zbiorników wodnych. Elektrownie pływowe wykorzystują ruch pływów morskich do generowania energii.
Jedną z głównych korzyści energetyki wodnej jest stabilność dostaw energii, co w przypadku innych OZE jest pewnym problemem. Około 60% całej energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł jest generowane przez elektrownie wodne. Jeśli chodzi o globalny udział w produkcji energii, sektor hydroenergetyczny odpowiada za około 16% światowej produkcji.
Hydroenergetyka nie jest pozbawiona minusów. Budowa dużych elektrowni wodnych może prowadzić do zmian w ekosystemach rzecznych i utraty siedlisk dla zwierząt. Istnieją jednak środki łagodzące wpływ na środowisko, takie jak tworzenie przejść dla ryb. Najnowsze badania dowodzą również, że zbiorniki zaporowe mogą emitować znaczące ilości metanu, poprzez rozkład materii organicznej w zbiornikach.
Energia wiatrowa
Energia wiatrowa opiera się na wykorzystaniu siły wiatru do produkcji energii elektrycznej za pomocą turbin wiatrowych.
Turbinę wiatrową można porównać do dużego wiatraka. Kiedy wieje wiatr, energia kinetyczna przekazywana jest na łopatki wirnika, które wprawiają wiatrak turbinę w ruch. Ten ruch obrotowy przekazywany jest do generatora, który przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną.
Turbiny wiatrowe można instalować zarówno na lądzie, jak i na morzu. Elektrownie wiatrowe na lądzie są tańszym i częściej wybieranym wariantem. Natomiast elektrownie wiatrowe morskie, zwane farmami wiatrowymi offshore, mają większy potencjał generowania energii ze względu na silniejsze wiatry na otwartym morzu.
W roku 2021 energia wiatrowa dostarczyła ponad 6% światowej energii elektrycznej. Dodatkowo energia wiatrowa nie emituje żadnych substancji szkodliwych ani gazów cieplarnianych.
Jednak energia wiatrowa posiada jedną dużą wadę. Produkcja energii jest uzależniona od siły i kierunku wiatru, co powoduje znaczące wahania wydajności. Ponadto niektórzy mogą krytykować wpływ turbin na krajobraz oraz hałas, który generują, gdy znajdują się za blisko obszarów zamieszkanych.
Problemem są także łopaty wirnika, których żywotność to 25 lat – nie są one poddawane recyklingowi ze względu na trudne oddzielenie materiałów, z których są wykonane, zamiast tego są zakopywane w ziemi. Ale ma się to zmienić wraz z rozwojem technologii, żeby materiały wykorzystywane do produkcji łopat wirników dało się bez utrudnień utylizować, czy też poddać recyklingowi.
Energia geotermalna
Geotermia to źródło energii odnawialnej, wykorzystujące ciepło Ziemi do produkcji energii elektrycznej i ogrzewania. Działa na zasadzie korzystania z temperatury w głąb ziemi.
Systemy geotermalne wykorzystuje się na dwa sposoby: geotermalne pompy ciepła oraz elektrownie geotermalne. Pompy ciepła służą do ogrzewania i chłodzenia budynków, natomiast elektrownie geotermalne przekształcają ciepło w energię elektryczną.
Geotermia ma kilka zalet. Jest stabilnym źródłem energii, dostępnym przez cały rok. Do tego ma niewielki wpływ na środowisko, a przy tym jej koszt jest stosunkowo niski.
Problemem energii geotermalnej jest to, że w nie każdym miejscu na świecie się ona opłaca, najlepiej funkcjonuje ona na terenach wulkanicznych, w miejscach jak Islandia, czy Indonezja. Niemniej jednak geotermia jest obiecującym źródłem energii, które można dobrze wykorzystać w pewnych miejscach na świecie.
Stany Zjednoczone są największym producentem energii geotermalnej, generując rocznie około 92 miliardy kWh. Indonezja zajmuje drugie miejsce, generując około 16 miliardów kWh, co stanowi 5% ogólnej produkcji energii elektrycznej w kraju.
Biomasa
Biomasa to organiczne materiały pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, wykorzystywane do produkcji energii.
Biomasa może obejmować różne materiały, takie jak drewno, odpady rolnicze czy resztki roślinne. Przetwarzana jest przez spalanie, zgazowanie lub fermentację. Spalanie generuje ciepło, wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej. Zgazowanie przekształca biomasę w paliwo gazowe, a fermentacja umożliwia produkcję biogazu.
Biomasa jest powszechnie dostępna, choć wymaga skutecznego zarządzania odpadami i może powodować emisję zanieczyszczeń przy spalaniu. Zrównoważone pozyskiwanie biomasy wymaga odpowiedniej gospodarki leśnej i uprawy roślin energetycznych.
Przyszłość OZE
Odnawialne źródła energii odgrywają coraz większą rolę w walce ze zmianami klimatycznymi i dążeniu do zrównoważonej przyszłości energetycznej. Postęp technologiczny i wzrastająca świadomość społeczna sprawiają, że alternatywne źródła energii stają się bardziej efektywne, łatwiej dostępne i bardziej konkurencyjne na rynku energetycznym.
Jednym z kluczowych czynników przyspieszających rozwój OZE jest ograniczanie przez rządy zależności od tradycyjnych, nieodnawialnych źródeł energii, takich jak węgiel czy ropa naftowa – ma to miejsce m.in. w Unii Europejskiej.
Wiele krajów inwestuje w infrastrukturę energii alternatywnej i promuje inwestycje w te źródła energii, co przyczynia się automatycznie do rozrastania się sektora odnawialnych źródeł. Według doniesień Chiny wydały na czystą energię 546 miliardów dolarów w samym 2022 roku, co stanowi połowę światowych wydatków na zieloną energię w owym roku. Za nimi znajduje się UE z wydatkiem 180 miliardów dolarów.
Wątpliwości i krytyka OZE
Pomimo obiecującej przyszłości OZE niektórzy krytycy zgłaszają przeciwko nim uzasadnione argumenty
Poważnym zarzutem przeciwko zielonej energii jest ich zmienna dostępność, co spowodowane jest naturalnymi procesami zachodzącymi w środowisku – jednego dnia ich wydajność może być bliska zeru, by innego dnia działać na 100%. Taka nieprzewidywalność stawia wyzwania przed systemem sieci energetycznej, który musi zostać zmodernizowany i dostosowany do stale przybywającej mocy z OZE.
Wahania wydajności powodują, że odnawialne źródła energii muszą być obecnie wspierane przez konwencjonalne sposoby produkcji energii, co sprawia, że nie możemy całkowicie zrezygnować z nieodnawialnych źródeł energii. Problem ten można rozwiązać z pomocą nowoczesnej energetyki jądrowej, która jest bardzo nisko emisyjnym źródłem energii.
Poważnym dylematem nie tylko w branży źródeł odnawialnych, ale w energetyce ogólnie jest sposób przechowywania energii. Nasza obecna technologia nie pozwala nam efektywnie i tanio przechowywać energii elektrycznej w dużej ilości, ale wraz z rozwojem technologii problem ten najprawdopodobniej zostanie rozwiązany.
Gdy się to stanie OZE bardzo dużo zyska, ponieważ nadmiar wyprodukowanej przez nie energii zostanie zmagazynowany na później.
Innymi wątpliwościami dotyczącymi OZE są kwestie związane z ich wpływem na środowisko. Niektórzy eksperci zwracają uwagę na potencjalne negatywne skutki dla fauny i flory, m.in. chodzi o znaczący wpływ na ich naturalne środowisko. Jednak większość badań wskazuje na to, że korzyści ekologiczne przeważają nad ewentualnymi negatywnymi następstwami.
Kolejnym argumentem często podnoszonym w krytyce zielonej energii są ich koszty w porównaniu do konwencjonalnych źródeł energii. Jednak postęp technologiczny i skalowanie produkcji przyczyniają się do obniżenia kosztów OZE. Z każdym rokiem panele fotowoltaiczne oraz turbiny wiatrowe stają się coraz tańsze. Na koniec warto wspomnieć, że obecnie to hydroenergetyka oraz energia geotermalna są najtańszym źródłem energii elektrycznej.
