VAD äR ALTERNATIV ENERGI?

Send

Under de senaste åren har alternativ energi varit föremål för intensivt intresse och debatt. Tack vare hotet om klimatförändringar och det faktum att de genomsnittliga globala temperaturerna fortsätter att stiga år efter år, har drivkraften att hitta former av energi som minskar mänsklighetens beroende av fossila bränslen, kol och andra förorenande metoder naturligtvis intensifierats.

Även om de flesta koncept för alternativ energi inte är nya, har det bara varit under de senaste decennierna att frågan har blivit pressande. Och tack vare förbättringar inom teknik och produktion har kostnaderna för de flesta former av alternativ energi sjunkit medan effektiviteten har ökat. Men precis vad är alternativ energi, och vad är sannolikheten för att den blir mainstream?

Definition:

Naturligtvis diskuteras vad "alternativ energi" betyder och vad den kan tillämpas på. Å ena sidan kan termen hänvisa till former av energi som inte ökar mänsklighetens koldioxidavtryck. I detta avseende kan det inkludera saker som kärnkraftsanläggningar, vattenkraft och till och med saker som naturgas och "rent kol".

Å andra sidan används termen också för att hänvisa till vad som för närvarande anses vara icke-traditionella energimetoder - som solenergi, vind, geotermisk energi, biomassa och andra nyare tillägg. Denna typ av klassificering utesluter metoder som vattenkraft, som har funnits i över ett sekel och därför är ganska vanliga för vissa regioner i världen.

En annan faktor är att alternativa energikällor anses vara "rena", vilket innebär att de inte producerar skadliga föroreningar. Som redan nämnts kan detta avse koldioxid men även andra utsläpp som kolmonoxid, svaveldioxid, kväveoxid och andra. Inom dessa parametrar anses kärnkraft inte vara en alternativ energikälla eftersom den producerar radioaktivt avfall som är mycket giftigt och måste lagras.

I alla fall används emellertid termen för att ange former av energi som kommer att ersätta fossila bränslen och kol som den dominerande formen för energiproduktion under de kommande decennierna.

Typer av alternativ energi:

Strängt taget finns det många typer av alternativ energi. Återigen, definitioner blir lite av en stickning point, och termen har använts tidigare för att hänvisa till alla metoder som ansågs vara icke-mainstream vid den tiden. Men om man använder termen i allmänhet för att betyda alternativ till kol och fossila bränslen, kan det innehålla något av eller alla av följande:

vattenkraft: Detta avser energi som genereras av vattenkraftsdammar, där fallande vatten (dvs floder eller kanaler) kanaliseras genom en apparat för att snurra turbiner och generera elektricitet.

Kärnkraft: Energi som produceras genom långsamma klyvningsreaktioner. Uranstänger eller andra radioaktiva element värmer vatten för att generera ånga, som i sin tur snurrar turbiner för att generera elektricitet.

Solkraft: Energi som utnyttjas direkt från solen, där fotovoltaiska celler (vanligtvis består av kiselsubstrat och arrangerade i stora matriser) omvandlar solens strålar direkt till elektrisk energi. I vissa fall utnyttjas den värme som produceras av solsken för att producera elektricitet också, vilket kallas solenergi.

Vindkraft: Energi som genereras av luftflödet, där stora vindturbiner snurras med vind för att generera el.

Geotermisk kraft: Energi genererad av värme och ånga producerad av geologisk aktivitet i jordskorpan. I de flesta fall består detta av att rör placeras i marken ovanför geologiskt aktiva zoner för att kanalisera ånga genom turbiner och därmed generera elektricitet.

Tidvattenkraft:Energi genererad av tidvattensele som ligger runt strandlinjerna. Här orsakar de dagliga tidvattnets förändringar i tidvattnet att vatten flyter fram och tillbaka genom turbiner, vilket genererar elektricitet som sedan överförs till kraftverk längs stranden.

Biomassa: Detta avser bränslen som härrör från växter och biologiska källor - dvs etanol, glukos, alger, svampar, bakterier - som kan ersätta bensin som bränslekälla.

Väte: Energi härrör från processer som involverar vätgas. Detta kan inkludera katalytiska omvandlare, där vattenmolekyler bryts isär och återförenas genom elektrolys; vätgasbränsleceller, där gasen används för att driva förbränningsmotorer eller värms upp och används för att snurra turbiner; eller kärnfusion, där atomer av väte smälter samman under kontrollerade förhållanden för att frigöra otroliga mängder energi.

Alternativ och förnybar energi:

I många fall kan alternativa energikällor också förnyas. Emellertid är villkoren inte helt utbytbara på grund av att många former av alternativ energi förlitar sig på en ändlig resurs. Till exempel beror kärnkraften på uran eller andra tunga element som måste brytas.

Samtidigt är vind-, sol-, tidvatten-, geotermisk och vattenkraft allt beroende av källor som är helt förnybara. Solens strålar är den rikligaste energikällan av alla och även om de är begränsade av väder och dagliga klistermärken är fleråriga - och därför outtömliga ur branschsynpunkt. Vind är också en konstant tack vare jordens rotation och tryckförändringar i vår atmosfär.

Utveckling:

För närvarande är alternativ energi fortfarande mycket i sin spädbarn. Denna bild förändras dock snabbt på grund av en kombination av politiskt påtryckning, ekologiska katastrofer världen över (torka, hungersnöd, översvämningar, stormaktivitet) och förbättringar av tekniken för förnybar energi.

Från 2015 tillhandahölls världens energibehov fortfarande främst av källor som kol (41,3%) och naturgas (21,7%). Vattenkraft och kärnkraft utgjorde 16,3% respektive 10,6% medan "förnybara energikällor" (dvs. sol, vind, biomassa etc.) utgjorde bara 5,7%.

Detta representerade en betydande förändring från 2013, då den globala förbrukningen av olja, kol och naturgas var 31,1%, 28,9% respektive 21,4%. Kärnkraft och vattenkraft utgjorde 4,8% och 2,45, medan förnybara källor bara utgör 1,2%.

Dessutom har antalet internationella avtal rörande begränsning av användning av fossila bränslen och utvecklingen av alternativa energikällor ökat. Dessa inkluderar direktivet om förnybar energi som undertecknades av Europeiska unionen 2009, som fastställde mål för användning av förnybar energi för alla medlemsstater för år 2020.

I princip anges i avtalet att EU uppfyller minst 20% av sitt totala energibehov med förnybara energikällor till 2020, och att minst 10% av deras transportbränslen kommer från förnybara källor år 2020. I november 2016 reviderade Europeiska kommissionen dessa mål, fastställa att minst 27% av EU: s energibehov kommer från förnybara energikällor år 2030.

2015 träffades FN: s ramkonvention om klimatförändringar (UNFCCC) i Paris för att komma fram till en ram för begränsning av växthusgaser och finansiering av alternativ energi som skulle träda i kraft 2020. Detta ledde till Parisavtalet, som antogs 12 december 2015 och öppnades för underskrifter den 22 april (Earth Day), 2016, vid FN: s huvudkontor i New York.

Flera länder och stater har också noterats för sitt ledarskap inom området alternativ energiutveckling. Till exempel i Danmark tillhandahåller vindkraft upp till 140% av landets efterfrågan på el, med överskottet tillhandahålls till grannländer som Tyskland och Sverige.

Island, tack vare sitt läge i Nordatlanten och dess aktiva vulkaner, uppnådde 100% beroende av förnybar energi år 2012 genom en kombination av vattenkraft och geotermisk kraft. År 2016 resulterade Tysklands politik för att avveckla beroendet på olja och kärnkraft att landet nådde en milstolpe den 15 maj 2016 - där nästan 100% av dess efterfrågan på el kom från förnybara källor.

Delstaten Kalifornien har också gjort imponerande framsteg när det gäller att förlita sig på förnybar energi de senaste åren. Under 2009 kom 11,6 procent av all el i staten från förnybara resurser som vind, sol, geotermisk energi, biomassa och små vattenkraftverk. Tack vare flera program som uppmuntrar att byta till förnybara energikällor ökade detta förtroende till 25% år 2015.

Baserat på de nuvarande antagandesatserna är de långsiktiga utsikterna för alternativ energi extremt positiva. Enligt en rapport från International Energy Agency (IEA) från 2014 kommer fotovoltaisk solkraft och solenergi att stå för 27% av den globala efterfrågan fram till 2050 - vilket gör den till den enskilt största energikällan. På samma sätt indikerade en rapport från 2013 om vindkraft att vind fram till 2050 skulle kunna stå för upp till 18% av den globala efterfrågan.

IEA: s World Energy Outlook 2016 hävdar också att naturgas, vind och sol kommer att förmörka kol och olja år 2040 som de dominerande energikällorna. Och vissa går till och med så att säga att - tack vare utvecklingen inom teknik för sol-, vind- och fusionskraft - kommer fossila bränslen att bli föråldrade år 2050.

Som med alla saker har antagandet av alternativ energi varit gradvis. Men tack vare det växande problemet med klimatförändringar och den ökande efterfrågan på el över hela världen har den takt med vilken rena och alternativa metoder införs blivit exponentiell de senaste åren. Någon gång under detta århundrade kan mänskligheten nå punkten att bli koldioxidneutral, och inte ett ögonblick för snart!

Vi har skrivit många artiklar om alternativ energi för Space Magazine. Här är vad är de olika typerna av förnybar energi ?, Vad är solenergi ?, Hur fungerar en vindkraftverk? Kan världen drivas med sol- och vindkraft? Var kommer geotermisk energi från? och kompromisser leder till avtal om klimatförändringar.

Om du vill ha mer information om alternativ energi kan du kolla in alternativa energigrödor i rymden. Och här är en länk till alternativa energiteknologier för att kontrollera klimatförändringar.

Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast som handlar om planeten Jorden. Lyssna här, avsnitt 51: Jorden.

källor: