Содержание
- Обзор возобновляемых ресурсов
- Солнечная энергия
- Гидроэнергетика
- Сила ветра
- Биотопливо
- Геотермальная энергия
- Ядерная энергетика: чистая, но не возобновляемая
- Варианты возобновляемой энергии
Интерес к так называемым возобновляемым источникам энергии возрос вместе с растущей обеспокоенностью в США и во всем мире по поводу изменения климата. Существует множество научных данных, которые связывают парниковые газы и другие соединения, выделяемые при сжигании невозобновляемых источников энергии, таких как ископаемое топливо (уголь, нефть и природный газ), с нежелательным воздействием как на климат мира, так и на здоровье человека.
Существует пять основных типов возобновляемых источников энергии. Это биомасса, гидроэнергетика, геотермальная энергия, энергия ветра и солнечная энергия. Преимущество возобновляемых ресурсов заключается в самовосстановлении: мир никогда не исчерпает их. Однако у них есть недостаток, заключающийся в том, что они «ограничены по потоку», а это означает, что люди не могут просто увеличить поставки этих видов топлива в ответ на растущий спрос. Если гидроэлектростанция построена на реке с потоком, который со временем неумолимо уменьшается, инженеры практически ничего не могут сделать, чтобы пропустить больше воды через гидротурбины на станции.
Обзор возобновляемых ресурсов
Когда население США было намного меньше, чем сегодня, а энергетические технологии находились в зачаточном состоянии, сжигание древесины, хотя и было трудоемким, было достаточным для удовлетворения потребностей стран в энергии. В середине 1800-х годов не было электрических приборов, и потребности в отоплении и приготовлении пищи были основными факторами поиска любого вида горючего топлива. Затем последовала промышленная революция и развитие электроэнергетики, и в течение примерно 150 лет ископаемое топливо обеспечивало подавляющее большинство потребностей человечества в энергии как в США, так и во всем мире.
В течение многих десятилетий возобновляемые источники энергии были главной потребностью в разговорах об источниках энергии, но только в 1990-х годах их использование действительно начало распространяться в США. С 2017 года 11 процентов всей энергии и 17 процентов электроэнергии были произведены с использованием возобновляемых ресурсов, и 57 процентов возобновляемых источников энергии было направлено на производство электроэнергии.
Список возобновляемых ресурсов и количество энергии, получаемой из каждого, можно найти на сайте Управления энергетической информации в разделе Ресурсы.
Солнечная энергия
Солнечная энергия может быть собрана и преобразована в тепло и электричество различными способами. Очевидная ошибка при использовании этого типа возобновляемого ресурса заключается в том, что солнце не всегда видно, и даже в полдня или около того, когда солнце в большинстве мест находится над горизонтом, облачный покров может отражать количество лучистой солнечной энергии. незначительный в некоторые дни. Поскольку электроэнергия не может храниться в больших количествах (батареи, хотя и полезны, вряд ли представляют значительный запас электроэнергии), солнечная энергия не так полезна для круглосуточных нужд. Тем не менее, массивы фотоэлектрических (PV) элементов в солнечных районах могут обеспечить достаточно энергии для небольшого сообщества.
Гидроэнергетика
Гидроэнергия (или гидроэнергия, как ее иногда пишут) - это энергия, генерируемая кинетической энергией проточной воды. У воды есть масса, часто много, и текущая вода обладает определенной скоростью; энергия - не более чем произведение массы на квадрат скорости, умноженный на постоянную. Как и солнечный свет, количество воды, поступающей в данную область, не является полностью предсказуемым, хотя гидроэнергетические проекты обычно сопряжены с меньшей неопределенностью с точки зрения доступности ресурса, чем солнечная энергия или ветер.
Гидроэнергетика была основным возобновляемым источником энергии в США с 2018 года, хотя ее доля среди возобновляемых источников энергии снижается, поскольку возобновляемые источники энергии как товар становятся все более распространенными. Основным соображением, связанным с этим типом власти, является то, что оно может нарушать экосистемы и места обитания диких животных. Поскольку во многих гидроэнергетических проектах задействованы плотины, образующиеся искусственные озера могут буквально изливать существ из их домов.
Сила ветра
Ветер - это движение воздуха, и это движение вызвано тем фактом, что поверхность Земли сильно меняется от места к месту (например, вода здесь, пустыня там, горы там), и эти разные поверхности поглощают и выделяют тепло из солнце по-разному. Как правило, воздух над сушей нагревается и поднимается, и прохладный воздух над океанами устремляется, чтобы заменить его; по вечерам ветер дует обратно к воде. Поэтому ветер действительно является формой солнечной энергии, хотя физическое вращение планеты вокруг своей оси в некоторой степени способствует ветровым потокам.
Ветроэнергетика удивительно недорогая, но, увы, непредсказуемость ветровых режимов делает ее менее чем оптимальным выбором для выработки электроэнергии в значительных масштабах.
Биотопливо
Биотопливо, также называемое биомассой, представляет собой разнообразную и быстро растущую форму возобновляемой энергии. Различные материалы из живых организмов могут быть преобразованы в энергию, от разлагающихся растительных веществ (включая древесину и отходы деревоперерабатывающих центров) до мусора, навоза и сточных вод. Биотопливо, такое как этанол (биогаз), может выполнять некоторые из тех же функций, что и традиционный бензин и дизельное топливо.
Мало того, что эти виды топлива уменьшают «углеродную пыль» муниципалитета или организации, использующей их, они также утилизируют отходы чрезвычайно полезным способом, что делает их взаимовыгодными. Принимая во внимание, что ископаемое топливо выпускает долго хранящийся углекислый газ в атмосферу, когда они сжигаются, растения, являющиеся основным источником биотоплива, фактически поглощают углекислый газ, который выделяется при сжигании биотоплива, создавая более циклическую схему.
Геотермальная энергия
Этот вид энергии получают из тепловой энергии, выделяющейся из глубины самой Земли благодаря процессам радиоактивного распада в породах далеко под поверхностью планеты. Его высокая надежность и тот факт, что он может генерироваться на месте, делают его все более привлекательным вариантом использования возобновляемых ресурсов.
Тепло движется от центра Земли (ядра) вверх через мантию и, наконец, к коре толщиной от 3 до 5 миль. Люди могут использовать горячие подземные источники и использовать тепло для питания различных процессов. Это возобновляемое, по определению, не исчезнет, но, возможно, оно более мощное, чем думают многие люди: центр Земли, поверьте или нет, теплее, чем поверхность Солнца!
Ядерная энергетика: чистая, но не возобновляемая
Строгое определение возобновляемых ресурсов будет исключать ядерную энергетику из рассмотрения, потому что ядерная энергия опирается на уран, элемент, которого нет в бесконечном количестве. Вместо этого ядерная энергетика объединена с возобновляемыми источниками в смысле «чистоты» или отсутствия отходов, которые способствуют загрязнению и глобальному потеплению.
При таком типе генерации атомы урана расщепляются в процессе, называемом ядерным делением, которое выделяет огромное количество энергии на единицу массы. Эта энергия используется для привода паровых турбин. Призрак радиоактивных выпадений, попадающих в окружающую среду в результате аварий на ядерном реакторе, преследует отрасль на протяжении десятилетий, но это не остановило ее общий прогресс и развитие.
Варианты возобновляемой энергии
Так что, если вы заинтересованы в том, чтобы «позаботиться о себе», но не знаете, с чего начать, как люди и предприятия будут внедрять возобновляемые источники энергии в своей повседневной жизни?
Один очевидный, хотя и не всегда практичный, способ состоит в том, чтобы самостоятельно производить энергию из возобновляемых источников энергии в том месте, где она будет использоваться.Это может означать установку солнечных батарей на крыше вашего дома или, если вы разработчик или администратор, офис или школьное здание. Частные геотермальные тепловые насосы, а также тепло и энергия, получаемые из биомассы, являются другими вариантами. Вы также можете покупать возобновляемую энергию у вашей электрической компании, если она предлагает вариант «зеленого ценообразования» или «зеленого маркетинга». Координация с вашим муниципальным правительством - отличное место, чтобы начать здесь.