Alternativní zdroje energie: druhy a příklady použití: Klima: Habitat.

Předpokládá se, že alternativní energie je další fází ve vývoji technologií zaměřených na nepřerušované dodávky elektřiny bez poškození životního prostředí. Status „zelené“ byl přidělen alternativním stanicím, protože všechny získávají energii z obnovitelných zdrojů, na rozdíl od těch tradičních, které běží například na ropu nebo plyn. Lenta.ru zjišťovala, zda jsou solární panely, větrné elektrárny a další vývoj bezpečné a zda v budoucnu dokážou zcela nahradit tradiční způsoby výroby energie.

• Co je alternativní energie?
• Jsou alternativní zdroje energie skutečně šetrnější k životnímu prostředí než ty tradiční?
• Jaký alternativní zdroj je pro Rusko nejvhodnější?
• Proč jsou potřeba alternativní zdroje energie?
• Jak se ve světě využívají alternativní zdroje energie?
• Jak pečovat o životní prostředí v běžném životě?

Co je alternativní energie?

Hydrogeolog, ekolog, blogger, autor a hostitel kanálu Sortirovochnaya Georgy Kavanosyan v rozhovoru pro Lenta.ru vysvětlil, že koncept „alternativy“ staví do kontrastu obnovitelné zdroje energie s tradiční energií – tedy tou, která je spojena se spalováním některá fosilní paliva: uhlí, plyn, topný olej, ropa a tak dále.

Když mluvíme o alternativních zdrojích energie, mluvíme o obnovitelných zdrojích – nejčastěji je to solární energie, větrná energie, vodní energie, geotermální energie a tak dále.

Ekolog Georgy Kavanosyan

Způsobů, jak získat energii z obnovitelných zdrojů, je podle odborníka mnoho.

Druhy alternativních zdrojů energie:

• solární energie — jeho přeměna na elektřinu probíhá pomocí křemíkových fotovoltaických modulů, které se instalují na střechy nebo volné plochy. Tímto způsobem lze získat energii pro vytápění, ohřev vody, klimatizaci a další účely a solární panely mohou vyrábět energii i při sněžení a zatažené obloze;
• větrná energie — větrné mlýny se dříve používaly k výrobě mouky, jako čerpadlo a k řadě dalších účelů. Moderní větrné elektrárny vypadají jako mlýny – pomocí obrovských lopatek přeměňují kinetickou energii větru nejprve na mechanickou energii rotoru a poté na elektřinu. Dnes je to jeden z nejslibnějších a nejrychleji rostoucích druhů alternativní energie;
• vodní energie — jeho použití pro domácí potřeby je známé již z dob starověkého Egypta a římské říše. Od konce 19. století se vodní energie hojně využívá k výrobě elektřiny – k vybudování takové stanice je potřeba zablokovat koryto řeky a zvýšit hladinu vody, která bude pohánět turbíny generující proud;
• přílivová energie – v podstatě stejná vodní elektrárna, jen ne na řece, ale na moři. Vlnové elektrárny přeměňují potenciální energii přílivu a odlivu na kinetickou energii pulsací, které zase tvoří jednosměrnou sílu, která otáčí elektrický generátor. Z ekonomického hlediska se považuje za vhodné vybudovat přílivové stanice v oblastech s kolísáním hladiny moře alespoň čtyři metry;
• gradient-teplotní energetika – při tomto způsobu získávání energie se také neobejdete bez mořské vody. Tento typ elektrárny přeměňuje změny teploty v tloušťce moří a oceánů na energii. Světové oceány absorbují více než polovinu slunečního záření dopadajícího na Zemi a rozdíl teplot mezi teplými povrchovými vodami a studenými hlubokými vodami se potenciálně odhaduje jako zdroj energie 20–40 tisíc wattů;
• geotermální energie — v tomto případě se teplo Země využívá k výrobě elektřiny, protože útroby planety ohřívají nejen horní vrstvy litosféry, ale také podzemní vody, které tvoří horké prameny s párou. Geotermální elektrárny nevyžadují velké finanční investice – energie se získává pomocí malých vrtů, odkud pára vstupuje do turbín a uvádí zařízení do pohybu;
• bioenergie — tento způsob získávání energie spočívá v použití bioplynu rostlinného a živočišného původu s vysokým obsahem metanu. Vzniká při hnilobě hnoje, stejně jako zbytků zvířat a rostlin. Na některých farmách se množství hnoje vysypává do speciálních nádrží, kde hnije a uvolněný plyn se používá k vytápění a elektrifikaci podniku.
• vodíková energie — toto odvětví využívá vodík jako prostředek k nabíjení, přepravě, výrobě a spotřebě energie. Je to nejhojnější prvek ve vesmíru s nejvyšší výhřevností. Kromě toho je produktem spalování vodíku v kyslíku voda, která je rovněž nezbytná pro výrobu energie. Vodíkový průmysl je však považován za zelenou energii pouze v případě, že je tento prvek vyráběn pomocí obnovitelných zdrojů energie.

Se vší rozmanitostí alternativních zdrojů energie nazývá Georgy Kavanosyan většinu z nich spíše místním experimentálním vývojem než plnohodnotnou alternativou k tradiční energii. Podle něj existují pouze tři hlavní způsoby, jak vyrábět elektřinu z obnovitelných zdrojů: solární a větrná energie a také vodní elektrárny (HPP).

Jsou alternativní zdroje energie skutečně šetrnější k životnímu prostředí než ty tradiční?

Alternativní energie se také někdy nazývá „zelená“. Ostatně, zdálo by se, že takové stanice umožňují získávat energii zdánlivě odnikud, aniž by došlo k vyčerpání zásob nerostných surovin a bez znečištění ovzduší produkty jejich spalování. Ne všechno je však tak jednoduché.

Georgy Kavanosyan poznamenal, že používání alternativních zdrojů energie jakéhokoli typu s sebou nese určité důsledky pro životní prostředí. Můžete dokonce sestavit špičkové zdroje „zelené“ energie zvýšením šetrnosti k životnímu prostředí.

Třetí místo – vodní elektrárny

Pokud seřadíte hlavní typy alternativní energie podle jejich šetrnosti k životnímu prostředí, bude hydroelektrárna až na posledním místě, říká ekolog.

Abychom mohli zorganizovat vodní elektrárnu, musíme postavit přehradu, zablokovat koryto řeky, což nevyhnutelně vede ke zničení přírodního komplexu jak před přehradou, tak po proudu od ní.

Ekolog Georgy Kavanosyan

Odborník vysvětlil: v horním bazénu (proti proudu od přehrady) se vytvoří nádrž, to znamená, že se zatopí obrovská plocha a místo řeky se objeví stojatá voda. V důsledku toho se zvětšuje plocha výparného povrchu, zvyšuje se vlhkost vzduchu a srážky. To vše vede ke změně ekosystému, který se v regionu vyvíjel miliony let.

V ocasní vodě (po proudu řeky) se rychlost řeky snižuje, řeka se začíná klikatit a vznikají mrtvá ramena a mokřady, dodal ekolog. V důsledku toho se v regionu snižuje hladina podzemní vody a obecně se vyčerpávají zásoby vody. Kromě toho vodní elektrárna blokuje trasy tření ryb a transport organického materiálu do moře nebo oceánu.

To znamená, že množství problémů spojených s vodní elektrárnou je tak obrovské, že ji v zásadě nelze považovat za ekologický zdroj energie.

Ekolog Georgy Kavanosyan

Druhé místo – větrné elektrárny

Větrné elektrárny neboli takzvané „větrné mlýny“ jsou podle odborníka výborným řešením pro odlehlé regiony, kde je výroba elektřiny tradiční metodou obtížné a nákladné. Především mluvíme o horských a arktických oblastech.

Větrné turbíny jsou vhodné pro zásobování elektřinou některých malých sídel nebo nepříliš seriózního průmyslu, někde daleko od velkých průmyslových center. V tomto případě je nejlepší variantou větrná elektrárna, která prostě nemá obdoby

Ekolog Georgy Kavanosyan

Když však velké elektrárny na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (KVET), vodní elektrárny nebo jaderné elektrárny (JE) začnou být zcela nahrazovány větrnými turbínami, začnou vážné ekologické problémy, varoval partner Lenta.ru.

„Za prvé, ve světě téměř nevědí, jak recyklovat lopatky z větrných elektráren – a mají životnost, je potřeba je poměrně často měnit, takže vzniká poměrně velké množství nerecyklovatelného odpadu,“ řekl. Georgij Kavanosjan. Je důležité poznamenat, že technologie pro recyklaci čepelí existují, ale jsou špatně vyvinuté a nejsou dostupné v průmyslovém měřítku. Řada zemí již takzvané „turbínové hřbitovy“ zakázala – odborníci doufají, že to podnítí rozvoj zpracovatelských technologií.

Důležité také je, že velké množství elektráren, které odebírají kinetickou energii větru, snižuje tlakový gradient mezi dvěma územími, což vede k narušení pohybu vzdušných mas. To znamená, že na jedné části území dochází k bažinám a na jiné sucho. Ekosystém, který se vyvíjel miliony let, se tedy hroutí i v případě nerozumného používání větrných turbín.

Větrné turbíny jsou proto samozřejmě dobrou a perspektivní technologií. Ale u nás se to podle mě hodí primárně do odlehlých míst a malých sídel

Ekolog Georgy Kavanosyan

První místo – solární elektrárny

Specialista označil solární stanice za nejekologičtější zdroj alternativní energie s tím, že mají i řadu nevýhod.

„I tato varianta má své problémy spojené s likvidací panelů. Navíc takové stanice nelze umístit na migrační trasy ptáků, protože je oslepují solární panely, v důsledku toho ztrácejí orientaci a havarují,“ zdůraznil Georgy Kavanosyan.

Dodal, že solární panely odebírají energii z půdy a v důsledku toho se země dostatečně neohřívá, což vede k podmáčení, nedostatečnému odpařování a nízké vlhkosti vzduchu. To vše může způsobit i vážné problémy, nicméně menším zlem jsou podle odborníka solární elektrárny.

Ale bohužel u nás, kde je 70 procent území věčně zmrzlé, není používání solárních panelů zatím příliš ekonomicky opodstatněné

Ekolog Georgy Kavanosyan

Expert zdůraznil, že v současnosti je využití solárních panelů v Rusku nejschůdnější v horských oblastech, například na Altaji a na Kavkaze. V takové oblasti je vzduch řidší a sluneční paprsky se nelámou tolik jako na pláních, což umožňuje generovat více energie.

„Ve středním Rusku při současných technologiích nejsou solární panely tím nejlepším řešením. Možná si lokálně můžete nainstalovat nějaké solární panely na střechu vašeho domu, abyste za jasného počasí nemuseli kupovat elektřinu z centralizovaných sítí. Taková baterie stačí na nabití telefonu, rozsvícení žárovky a možná i ohřátí vody v bazénu na chatě,“ říká odborník.

Jaký alternativní zdroj je pro Rusko nejvhodnější?

Vzhledem k územní působnosti a široké rozmanitosti klimatických pásem jsou v Rusku kouty, kde je využití větrné a solární energie více než vhodné. Především se to týká odlehlých míst, kde je obtížné instalovat tradiční elektřinu. Alternativní energie je každopádně prozatím pro Ruskou federaci lokálním a ne globálním řešením.

Pro Rusko se nevyplácí masově používat takové technologie, protože jsme jedním z lídrů v jaderném průmyslu a plynárenské velmoci. A plyn je ve skutečnosti tisíckrát šetrnější k životnímu prostředí než topný olej a zejména uhlí

Ekolog Georgy Kavanosyan

Ekolog dodal, že Ruská federace má docela levné energetické zdroje, které se vyvážejí i do zahraničí. Proto není se stávajícími technologiemi nahrazení megawattových jaderných reaktorů větrnými turbínami nebo solárními panely ekonomicky proveditelné a nebude to mít velký vliv na životní prostředí.

„Protože jaderná energie je také zelená. Alespoň to tak uznala Evropská unie. A obecně, ruku na srdce, mohu také říci, že jaderné elektrárny jsou skutečně jednou z nejčistších a nejzelenějších elektráren,“ zdůraznil Georgy Kavanosyan.

Expert tvrdí, že zelená energie v Rusku bude, ale tradiční způsoby výroby elektřiny velmi brzy nenahradí. V roce 2021 si prezident Vladimir Putin stanovil cíl dosáhnout do roku 2060 nulových emisí skleníkových plynů. Předpokládá se, že Rusko postupně dosáhne uhlíkové neutrality.

Proč jsou potřeba alternativní zdroje energie?

Hlavním cílem, který lidstvo sleduje při vývoji alternativních energetických technologií, je snížení množství spotřebovaných zdrojů. Ostatně ropa, uhlí a další nerosty se nazývají vyčerpatelné, protože jejich zásoby v útrobách Země nejsou nekonečné. Pokud jsou tyto výhody využívány nerozumně, svět riskuje, že „spálí“ veškeré palivo na planetě a nakonec zůstane navždy bez elektřiny.

Pokud však tuto problematiku zvážíme šířeji, mělo by se lidstvo jako celek postarat o snížení antropogenního dopadu na klima, poznamenal ekolog.

Historie planety zná nejméně pět masových vymírání téměř veškerého života v důsledku klimatických změn

Ekolog Georgy Kavanosyan

Expert vysvětlil: v průběhu historie Země se klima neustále měnilo – doby ledové byly vždy následovány interglaciály. V současné době probíhá meziledová doba. Kromě toho, že se planeta sama neustále zahřívá, různé technologie a transport ji uměle „zahřívají“ a uvolňují velké množství oxidu uhličitého, metanu a dalších skleníkových plynů, které ovlivňují složení atmosféry, a tudíž vést k tomu, že teplota na planetě stoupá ještě silněji.

To podle experta nevyhnutelně vede k hrozivým ekologickým důsledkům, zejména ke zničení infrastruktur a ekonomických struktur celých zemí. Například k desertifikaci.

Do roku 2050 se 85 procent Španělska podle vědců promění v poušť. Zároveň se klima v chladných oblastech naopak otepluje – například v Norsku to umožnilo pěstovat hrozny. Globální oteplování povede také k tání ledových příkrovů, tedy k narušení dodávek ledovcových řek, což vyvolá masovou migraci z Indie a Pákistánu do Evropy a Ruska – do míst, která jsou klimaticky příznivější, dodal Kavanosjan. .

V důsledku toho se část planety stane nepřístupnou pro život. Bude nedostatek pitné vody, některá města a dokonce země budou zaplaveny

Jak se ve světě využívají alternativní zdroje energie?

Úplný přechod na obnovitelné zdroje energie je ambiciózní cíl, který si stanovilo mnoho zemí po celém světě. Včetně, podle Pařížské dohody, by vývoj s nulovými emisemi uhlíku měl do roku 2030 konkurovat tradiční energetice v nejvíce znečišťujících odvětvích ekonomiky, která se na emisích podílí asi 70 procenty.

Cílem energetického přechodu je nahradit uhlí obnovitelnými zdroji energie

Evropské země a Spojené státy tedy hodlají množství vyprodukovaného uhlíku několikrát snížit. Například americký prezident Joe Biden řekl, že do roku 2050 se Spojené státy stanou uhlíkově zcela neutrálními.

V roce 2022 se zvýšil podíl solárních elektráren a větrných turbín o tři procentní body. Objem zprovozněné solární kapacity dosáhl rekordu – více než 40 gigawattů, což je o 50 procent více než v roce 2021.

Zejména se zavedením sankcí proti Rusku někteří lídři cizích zemí oznámili své přání opustit domácí palivo. Evropská unie přitom v roce 2021 dovezla z Ruska asi 40 procent zemního plynu, více než 25 procent ropy a asi 50 procent uhlí.

Zdálo by se, že se zavedením restrikcí bude přechod na zelenou energii jednodušší. Rozvoj obnovitelných iniciativ však vyžaduje velké množství kovů, především mědi a niklu. Rusko je významným dodavatelem těchto materiálů a současná situace povede k prudkému růstu cen, což jistě zpomalí rozvoj zelených technologií.

Situaci komplikuje ekonomická krize, která následovala po sankcích. Navíc opustit ruské palivo v zásadě neznamená opustit ropu. Na pozadí stejných sankcí například velké americké ropné společnosti navrhovaly zvýšení produkce ropy a zemního plynu, stejně jako zrušení omezení objemu výroby a obecně změkčující politiky ke snížení emisí oxidu uhličitého.

Taková opatření by mohla podkopat úsilí o dosažení uhlíkové neutrality.

Jak pečovat o životní prostředí v běžném životě?

Georgy Kavanosyan zdůraznil, že prostřednictvím společného úsilí lze stále zpomalovat procesy, které ohrožují ekosystém planety. V celostátním měřítku je třeba věnovat pozornost tomu, jaký dopad má průmysl na životní prostředí, kolik energie se spotřebuje na osvětlení komunikací, vytápění obecních a soukromých prostor.

Každý člověk přitom musí sledovat, kolik zdrojů osobně spotřebovává.

Je třeba se naučit šetřit energií, nevytápět si dům až na 24 stupňů Celsia, stačí pravděpodobně 20 a možná i 18. Místo osobního auta můžete jít pěšky nebo využít MHD – pomoci přírodě je mnoho

Ekolog Georgy Kavanosyan

Odborník dodal, že vodou je potřeba šetřit i při mytí (při čištění zubů je lepší zavřít kohoutek a neplýtvat vodou) nebo mytí nádobí – k tomu stačí koupit myčku, která utratí třikrát méně vody než ruční mytí.

„Hlavním tajemstvím záchrany planety je vědomí. Všichni musíme dojít k závěru, že náhradní planetu nemáme a člověk 21. století se nemůže chovat nedbale k přírodě,“ upozornil ekolog.

Na závěr zdůraznil, že velkých výsledků se dosahuje v mikrokrocích – lidé tak mají postupně šanci najít rovnováhu mezi svým pohodlím a ochranou životního prostředí.