Alternatywne źródła energii
W sektorze energetycznym kopalne paliwo było głównym źródłem energii ze względu na jego relatywnie niską cenę. Jednak prognozowane jest, że w przyszłości nasze zapotrzebowanie na energię wzrośnie, i nie będziemy już mogli polegać na ograniczonych źródła energii. W ciągu ostatniej dekady byliśmy świadkami rozszerzania się potencjału energii odnawialnej zarówno na poziomie lokalnym, jak i globalnym.
Panele słoneczne, turbiny wiatrowe na lądzie i na morzu, a także energia hydroelektryczna to tylko kilka z alternatywnych technologii energetycznych. Nasza zależność od gazu ziemnego i ropy naftowej stanowi największą przyczynę szkód dla środowiska. Tylko w sektorze energetycznym odpowiada ona za wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze o 1,7%. W związku z tym alternatywne źródła energii będą w centrum uwagi w celu zapobieżenia dalszemu wpływowi zmian klimatu na naszą planetę.
Według statystyk globalna moc generacji energii odnawialnej wyniosła 2351 GW. Trzy alternatywne źródła energii z najwyższym udziałem to:
- Hydroenergia stanowi 1172 GW, co stanowi około połowy całkowitej mocy.
- Energia wiatrowa przybrzeżna i morska zajmuje drugie miejsce z mocą 564 GW.
- Moc energii słonecznej jest nieco mniejsza – 480 GW, podzielona na fotowoltaikę i termiczną energię słoneczną.
Według prognoz, alternatywne źródła energii będą się rozwijać we wszystkich sektorach. Największy udział przypada na sektor elektroenergetyczny – 30%. W procesie dekarbonizacji elektryfikacja stanie się głównym nośnikiem energii, z czego większość będzie generowana przez źródła odnawialne.
Ogrzewanie zajmuje drugie miejsce z udziałem 12%, a sektor transportowy zajmuje ostatnie miejsce zaledwie 3,8% alternatywnych źródeł energii, które mają potencjał do poprawy.
Przyszłe alternatywne źródła energii
Szersze wprowadzenie alternatywnych źródeł energii zależy od jeszcze bardziej efektywnych technologii odnawialnych źródeł energii oraz restrukturyzacji branży elektroenergetycznej. Dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii produkcja czystej energii staje się możliwa na poziomie domowym. Dzięki takim technologiom jak panele słoneczne, pompy cieplne i kotły biomasy.
Aby w pełni wykorzystać energię zależną od pogody lub czasu, będziemy musieli znaleźć najlepsze rozwiązania do przechowywania energii.
Zagospodarowanie ziemi i wzrost ludności
Według szacunków wzrost populacji osiągnie 9,7 mld ludzi do 2050 roku. Szersze wykorzystanie dużych elektrowni słonecznych może okazać się nieidealnym rozwiązaniem, ponieważ zajmują one dużo ziemi. Minimalizacja wpływu na ziemię ma kluczowe znaczenie, podobnie jak rozwój bardziej efektywnych technologii, takich jak konwertery energii wiatru.
Morska energia wiatrowa jest wciąż niewystarczająco rozwinięta z powodu kosztownego utrzymania i lokalizacji w głębokich wodach. Jednak w przyszłości będziemy mogli efektywniej wytwarzać energię z oceanów i głębokich wód.
Wady konstrukcji współczesnych turbin wiatrowych ograniczają potencjał wykorzystania energii wiatru, która nie jest w stanie docierać do wysokich prędkości wiatru. Przyszłe technologie lotnicze mogą otworzyć drogę do znacznie obiecującego zasięgu do 500 metrów, gdzie wiatr jest silniejszy.
Jeden z najbardziej kosztownych projektów we wczesnej fazie obejmuje pozyskiwanie energii słonecznej z kosmosu. Prototyp składa się z odbłyśników optycznych, fotokomórek przekształcających światło słoneczne w energię oraz układu przekształcającego prąd elektryczny na falę radiową. Następnie wbudowana antena przesyła energię z powrotem na Ziemię.
W przyszłości ta innowacyjna alternatywna źródło energii będzie mogła nieograniczenie zaspokoić potrzeby energetyczne rosnącej populacji, wykorzystując stałe światło słoneczne z kosmosu.
Magazynowanie zielonej energii
Skuteczne przechowywanie akumulatorów jest kluczowe dla szerszego wdrażania alternatywnych źródeł energii. Energię słoneczną fotowoltaiczną uzależnioną od bezpośredniego działania promieni słonecznych. Oznacza to, że znaczna ilość energii pozostaje nieużywana lub marnuje się z powodu braku wbudowanych baterii słonecznych.
W przyszłości wodór stanie się głównym źródłem energii. Obecnie większość jest wytwarzana z kopalnych paliw. Jednak nadmiary energii odnawialnej są również wykorzystywane do produkcji gazowego wodoru. Jego zastosowanie jest uniwersalne: gazowy wodór można dostarczać do sieci gazowej lub używać ogniw paliwowych do ponownego przekształcania w energię elektryczną. Wodór może być używany w sektorze transportowym, gdy znajdziemy mniej kosztowne rozwiązania do szerokiego wprowadzenia takich alternatywnych źródeł energii.
Wodór ma najwyższą gęstość energetyczną spośród wszystkich rodzajów paliw, co sprawia, że jest bardziej wygodny w dystrybucji i przechowywaniu. Jego stabilny skład chemiczny oznacza również, że może lepiej zatrzymywać energię niż jakakolwiek inna substancja.
W przyszłości budowanie infrastruktury dostaw i przechowywania pozwoli bardziej efektywnie wykorzystywać wodór. Przyszłe plany dotyczące wodoru obejmują budowę podziemnego systemu przechowywania, gdzie nadmiar energii wiatrowej może być przekształcany w wodór za pomocą elektrolizy.
Alternatywne źródła energii i infrastruktura
Obecna globalna infrastruktura jest dostosowana wyłącznie do korzystania z paliw kopalnych. Na stworzenie nowej infrastruktury potrzebne będą lata i ogromne ilości zasobów. W ostatnich latach autonomiczne technologie oparte na alternatywnej energii umożliwiły dostarczanie energii elektrycznej do odległych miejsc w postaci mini lub lokalnych sieci.
Pełna decentralizacja sieci umożliwi konsumentom sprzedaż energii elektrycznej z powrotem do sieci i kontrolę nad potrzebną i zużywaną energią. Jednak Wielka Brytania jest daleka od pełnej decentralizacji z powodu konieczności ogromnych skal transformacji.
Rozwinięcie alternatywnej energii otworzy więcej miejsc pracy w sektorze energii zrównoważonej. Wzrost i wdrożenie we wszystkich sektorach będą wymagały wieloletniego planowania i znacznych inwestycji.
Aby zagwarantować przyszłość bez emisji gazów cieplarnianych, musimy zacząć od wprowadzenia większej liczby zakazów dla przyszłych projektów opartych na paliwach kopalnych i bardziej rygorystycznych celów emisji.