Megújuló energiát!
Megújuló energia
Már léteznek megoldások a globális felmelegedés lelassítására, illetve megállítására: megújuló energiák, energiahatékonyság és új, környezetbarát technológiák.
Az IPCC (Éghajlat-változási Kormányközi Testület) legutolsó jelentése azt bizonyítja, hogy már több száz, alacsony költségű technológia érhető el, melyek segítségével csökkenthető a klímára káros gázok kibocsátása. Már csak a kormányokon múlik, hogy utat engednek-e elterjedésüknek.
Ezen új technológiák alkalmazásával beléphetünk egy új energiakorszakba, mely gazdasági növekedést, új munkahelyeket, újításokat biztosít számunkra, és nem szennyezi a környezetet.
Ahhoz, hogy zöldebb energiák is megjelenhessenek a piacon, a kormányoknak és a vállalatoknak el kell távolodniuk eddigi környezetszennyező módszereiktől. A legtöbb ipari társadalomban a hagyományos elektromos áram államilag erősen támogatott, a környezetre káros hatásairól pedig nem tájékoztatják a végfelhasználókat.
Elérkezett az idő, hogy leszokjunk a fosszilis energiahordozók és más, az éghajlatot károsító technológiák használatáról. Az alábbiakban tájékozódhat arról, hogy a megújuló energiahordozók (szélenergia, napenergia, bioenergia, vízenergia, stb.) kombinálásával hogyan is léphetnénk be az új energiakorszakba. Ismertetjük a félrevezető mendemondákat is, melyeket az ellenérdekelt cégek és kormányok terjesztenek annak érdekében, hogy ne következzen be az energiaforradalom.
Szélenergia
A világ leggyorsabban növekvő energiaforrásaként a szélenergia alkalmazása egy meglepően egyszerű technológiát takar. A magas, nyúlánk oszlopok és az egyenletesen forgó lapátok mögött a könnyűszerkezetű anyagok, aerodinamikai konstrukciók és számítógép vezérelte elektronikai rendszerek bonyolult összjátéka található. Az energia a forgólapátokról a gépházon, a rotor tengelyén, majd a szélmérő műszeren keresztül a generátorba jut.
Szélenergia napjainkban…
Két évtizednyi fejlesztés eredményei a napjainkban látható modern szélturbinák, melyek gyorsan felépíthetők és üzembe állíthatók. Egy mai szélkerék 100-szor erőteljesebb és hatékonyabb, mint 20 évvel ezelőtti őse, és a mai szélparkok ugyanannyi energiatömeget képesek előállítani, mint a hagyományos erőművek. 2004 elején a szélerőművek 40 300 MW elektromos energiát állítottak elő. Ez a mennyiség körülbelül 19 millió átlagos méretű európai háztartás, azaz közel 47 millió ember energiaigényét elégíti ki.
A piac folyamatos növekedésével az elmúlt 15 év alatt a szélerőművek termelési költsége 50%-al csökkent. Napjainkban egy optimálisan elhelyezett és kihasznált szélerőmű versenyre kelhet széntüzelésű erőművekkel, sőt néhány helyen akár a gáz alkalmazását is kiválthatja.
Szélenergia 2020-ra…
A felállított és üzembe helyezett szélerőművek kapacitása 30%-al növekedett az elmúlt néhány évben. Ennek alapján teljesen reális célkitűzés, hogy 2020-ra a világ energiaigényének 12%-át a szélenergia biztosítsa, miközben kétmillió munkahelyet teremt, és több mint 10.700 millió tonna széndioxid-kibocsátástól ment meg minket.
A turbinák kapacitását és méretét illető folyamatos fejlesztéseknek köszönhetően 2020-ra a szélenergia a legoptimálisabb területeken 2,45 eurócentre csökkenhet kilowattóránként, mely 36 %-al kevesebb a 2003-ban érvényes 3,79 eurócent/kWh-nál. A hálózathoz történő kapcsolódás költségét ez az ár nem tartalmazza, de ez a költség minden új építési terület esetén fennáll, akár szél-, akár más típusú erőművet terveznek.
Szélenergia 2020 után…
A világ széltartalékai hatalmasak, és szinte mindenhol munkába foghatók. A jelenlegi technológia alkalmazása mellett közel 53.000 terrawattóra energiát lesznek képesek a szélerőművek biztosítani. Ez több mint kétszerese a 2020-ra előrevetített energiaigénynek. Az Egyesült Államok egymaga energiaigényének akár háromszorosát is ki tudná elégíteni széltartalékával.
A szélenergia előnyei:
Környezetbarát: legfontosabb előnye, hogy használatával csökkenthető, illetve elkerülhető azon erőművek alkalmazása, melyek az éghajlatra káros gázokat bocsánatak ki.
Kivételesen jó energiamérleg: Egy szélturbina előállítása, üzembe helyezése és átlagosan 20 éves fenntartása során keletkező széndioxid-kibocsátás az első 3-6 hónapban megtérül - így több mint 19 éven keresztül teljesen tiszta energiát termel.
Gyorsan felépíthető, és üzembe helyezhető: egy szélpark építése óriásdaruk segítségével akár egy-két héten belül kivitelezhető.
Megbízható és megújuló energiaforrás: a szél, amely meghajtja a turbinákat, mindig is ingyen lesz, és nem fogja befolyásolni a fosszilis energiahordozók világpiaci árának ingadozása. Nem kell sem bányászni érte, sem fúrni, sem pedig elszállítani a generátorállomáshoz. Miközben a világ fosszilis energiahordozóinak ára növekszik, a szelet is egyre jobban megbecsüljük, és lassan, de biztosan csökken a szélerőművek beruházási költsége is.
Mindezeken kívül hosszútávú alkalmazás során, közepes méretű szélkerekek esetében 98%-ban folyamatos a működés. A mindössze 2%-nyi kiesés a szerelési időknek tudható be, mely messze jobb működési teljesítményt jelent, mint a hagyományos erőművek esetében.
Ugyanannyi beruházás mellett a szélerőművek 5-ször több munkalehetőséget és 2,3-szer több energiát termelnek, mint a nukleáris reaktorok.
A szél változatossága
A szelek változó erősségge sokkal kevesebb problémát okoz az elektromos hálózat fenntartásában, mint azt a szkeptikusok korábban várták. Az energiaigény folytonos változása és a hagyományos erőművek meghibásodása elleni fellépések valójában több rugalmasságot igényelnek a hálózati rendszerektől, mint a szélenergia. Éles helyzetek is bizonyítják, hogy a nemzeti energiarendszerek készek ezeket a helyzeteket kezelni. Szeles éjszakákon például Dánia nyugati partjainál a szélkerekek az átlagosnál 50%-al több energiát generálnak, ezt az elektromos rendszer azonban könnyedén kezeli.
További lépések
A jelenlegi gyors növekedés ellenére a szélenergia jövője korántsem garantált. Bár már 50 országban vannak szélerőművek, a fejlesztések legnagyobb része mindössze néhány országnak köszönhető (Németország, Spanyolország és Dánia). A többi országnak közös, globális célok eléréséhez még rengeteget kell fejlesztenie szélenergiaiparán. Az említett, a világ energiaigényének szélenergia által biztosított 12%-ának 2020-ban való elérése így egyáltalán nem egy biztos tény. Ez azonban a cél, amit elérhetünk, ha mindannyian hiszünk benne, és teszünk érte.
További információk: www.yes2wind.com - itt olvashat a szélenergiára vonatkozó félrevezető mendemondákról is.
Napenergia
A napenergiát már több országban is munkába fogták, ám a világ jelenlegi energiaszükségletének akár többszörösét is biztosítani tudná, ha megfelelően kiaknáznák. A nap energiáját közvetlenül elektromossággá alakíthatjuk, illetve fűtésre, sőt, hűtésre is használhatjuk - csakis akaratunk szabhat határt az általa nyújtott lehetőségeknek.
Több módon is elő lehet állítani energiát a napból. A növények a napfényt kémiai energiává alakítják fotoszintézis útján - elfogyasztásuk illetve elégetésük révén ezen energiának egy részét mi is felhasználjuk. Mégis, a „napenergia” kifejezés arra vonatkozik, amikor a napfényt közvetlenül hő- illetve elektromos energiává alakítjuk. A napenergiának két alaptípusa van: a fotovillamos energia és a termikus napenergia.
Fotovillamos energia: A fényből elektromosság előállítását jelenti. A folyamat titka egy félvezető anyag használata, mely úgy alakítható, hogy elektronokat, azaz negatív töltésű részecskéket bocsásson ki, melyek az elektromosság alapját képezik.
A leginkább használt félvezető a szilikon, ami leggyakrabban a homokban található. Minden fotovoltaikus napelemben van legalább két réteg félvezető, az egyik pozitív, a másik negatív töltéssel. Amikor a fény rávetül a félvezetőre, a két réteg közti elektromos feszültség hatására DC egyenáram keletezik. Minél erősebb a fény, annál nagyobb az áramáteresztés.
Ez a fajta rendszer tehát nem igényel verőfényes napsütést ahhoz, hogy működjön. Még felhős napokon is képes elektromos energia előállítására. A napfény felhőkről történő visszaverődése miatt enyhén felhős napokon még több energiát is szolgáltat a rendszer, mint tiszta kék ég esetén.
Napjainkban leginkább kisebb berendezések, mint pl. számológépek működtetéséhez használják, ahol nagyon kicsi napelemeket alkalmaznak. Olyan területeken is kiválóan használható, ahol nincs kiépített elektromos hálózati rendszer. Kifejlesztettünk egy olyan hűtőt, a „solar chill”-t, amely képes kizárólag napenergiával működni. A tesztperiódus után akár humanitárius szervezetek is használni tudják majd oltóanyagok tárolására olyan területeken, ahol nincs áram, vagy bárki használhatja majd, aki élelmiszerei hűtése miatt nem akar a hálózati rendszerhez csatlakozni.
Építészek is egyre gyakrabban használják a fotovillamos rendszert. Például a napelemek kiválthatják a hagyományos tetőszerkezeti elemek (pl. cserepek) használatát. Rugalmas vékony filmlemezek illeszthetők az elektromos tetőszerkezetre, miközben a félig áttetsző modulok érdekes keverékét adják a fénynek és az árnyéknak. A fotovillamos cellák forró nyári napokon a légkondicionáló miatti megnövekedett energiaigény kielágítését is segítik.
Mind a kis, mind a nagy méretű fotovoltaikus rendszer bekapcsolható az elektromos hálózati rendszerbe, de akár önmagukban is működhetnek.
Termikus napenergia-erőművek
Hatalmas tükrök gyűjtik a napfényt egyetlen pontba vagy vonalba. A fókuszpontban létrejött hőt gőztermelésre használják. A forró, nagynyomású gőz turbinákat meghajtva termel elektromos áramot. Napos területeken a termikus napenergia-erőművek az elektromosság jelentős részét képesek fedezni.
A tervek szerint a jelenlegi, mindössze 354 MW-ról 2015-re ezen erőművek össztermelése meghaladhatja majd az 5000 MW-ott. A 2020-ig kialakított újabb erőművek éves szinten további 4500 MW-ot tudnának teljesíteni, így a világon akár a 30.000 MW összteljesítményt is elérhetik majd a termikus napenergia-erőművek - ez a mennyiség pedig több mint 30 millió otthonnak adhat elegendő energiát.
Fűtés és hűtés a nap segítségével
A napkollektorok a háztetőn forró vizet biztosítanak a háztartásoknak, és segítenek fűteni azokat. Egy évszázadok óta ismert egyszerű elv alapján működnek: a nap felmelegíti a sötét tartályokban a vizet. A naphőn alapuló technológiák napjainkban már hatékonyak, és nagyon megbízhatóak. Széles körben biztosítanak napenergiát, a háztartások forróvízellátásától kezdve az ipari épületek fűtéséig, úszómedence vizének fűtésére, nap segítségével történő hűtésre, valamint ivóvíz előállítására, azaz a víz sótalanítására is.
Napjainkban a háztartási melegvízellátás a legelterjedtebb használati módja a napenergiának. A külső feltételektől és a rendszerbeállításoktól függően a melegvízigény akár 100%-át is képesek kielégíteni napenergiából. Nagyobb rendszerek pedig még a fűtés hőigényének jelentős hányadát is képesek előállítani. Két fő típusa van a napkollektoros technológiának:
Vákuumcsöves - A vákuumcsőben található elnyelő anyag a nap fényét elnyelve felmelegíti a benne lévő folyadékot, mint például a lapos napkollektorok esetében. A maradéksugárzást a csövek mögötti reflektor fogja fel. Bármilyen is a nap szöge, a vákuumcső hengeres formája miatt a nap közvetlenül az abszorbenshez jut. A vákuumcsöves napkollektor még felhős napokon is (amikor a fény több irányból érkezik egyszerre) nagyon hatékony.
Lapos napkollektor - Alapjaiban véve egy üveggel borított dobozról van szó, amely a tetőn foglal helyet. A dobozban egy sor rézcső található. Az egész struktúrát egy fekete anyaggal vonják be, melyet a nap sugarainak elnyelésére alakítottak ki. Az elnyelt napsugarak felmelegítik a csövekben található víz és jégoldófolyadék keverékét, mely a kollektortól az alagsorban található vízmelegítőhöz cirkulál.
Napenergia által támogatott hűtés
A napenergiás fagyasztók a nap hőenergiáját használják hűtésre, vagy éppen levegőszárításra, hasonlóan a hűtőszekrények vagy a légkondicionálók működési elvéhez. Ez a felhasználási cél kitűnően alkalmazkodik a napenergiához, hiszen általában a legjelentősebb hűtési igény akkor jelentkezik, amikor a legerősebb a napsütés. A napenergiával történő hűtés sieresen mutatkozott be a közelmúltban. Nagyszabású alkalmazása várható a jövőben, ha a technológia ára - különösen a kisméretű rendszerek esetén - csökken.
Vízenergia
A hidroelektronikus energia a víz energiáját jelenti. A mozgó víz hatalmas természeti energiákat rejt, akár folyóvízről, akár az óceánok hullámairól van szó. Gondoljunk csak arra a pusztító munkára, amit egy folyó, partjait áttörve, árvízként okoz, vagy azokra a hatalmas hullámokra, amelyek a tengerpartokat ostromolják - máris képet kapunk a szóban forgó óriási energiáról.
Mindez az energia kiaknázható, és elektromossággá alakítható, miközben nem termelődnek üvegházhatást okozó gázok. Megújuló energiaforrásról van szó, hiszen a víz folyamatosan rendelkezésre áll bolygónk vízkörforgása révén. A hidroelektronikai rendszernek mindössze egy folyamatosan mozgó vízforrásra van szüksége, mint pl. egy folyóra, vagy egy vízesésre. A nap- és a szélenergiával ellentétben ez az energiaforrás a nap 24 órájában biztosíthatja az elektromos áramot.
Hullámenergia
A Világ Energia Bizottság becslése szerint a hullámenergia évente két terrawatt energiát lenne képes előállítani. Ez kétszerese a jelenlegi villamosenergia-termelésnek, és ugyanannyi, mintha 2000 hatalmas olaj, gáz vagy széntüzelésű illetve nukleáris erőmű termelné az áramot. Az összes, a világ óceánjaiban rejlő energia a világ jelenlegi energiaigényének akár több mint 5000-szerese, de még koránt sem tudjuk kihasználni a hullámok erejét. Ma még csak elméletben létezik ez a technológia, így túl korai megbecsülni, milyen gyorsan válik majd jelentős tényezővé az energiatermelésben.
Folyóvízből energia
2003-ban a világ energiatermelésének 16%-át biztosították vízerőművek. A víz erejét úgy aknázzák ki, hogy a folyó egy magasabb részről egy alacsonyabban fekvő részbe zuhan. Minél magasabbról zuhan, annál gyorsabban folyik, és annál több villamos energiát képes termelni.
Sajnos az óriás vízerőművek gátjainak kialakítása közben igen nagyok a környezeti károk. A folyó alsó szakaszán élőkre, az ott dolgozó gazdákra és az egész ökoszisztémára gondolni kell, amikor vízerőmű kialakítását tervezik. Ezenkívül ezek az erőművek megbízhatatlanná válnak elhúzódó szárazságok, száraz évszakok idején, amikor a folyó kiszárad, vagy teljesen elapad.
A kisebb méretű vízerőművek azonban nagy gátak és tározók építése nélkül is képesek jelentős mennyiségű elektromos áramot előállítani. „Törpe”, „mini” vagy „mikro” néven emlegetik őket, attól függően, hogy mennyi áramot képesek termelni. Ezek az erőművek a folyó energiáját anélkül képesek felhasználni, hogy túlságosan elterelnék azt eredeti medréből.
A kisebb méretű vízerőművek környezetbarát megoldások egyre növekvő lehetőségekkel, ám nem fogják tudni teljesen kihasználni a lehetőségeket, ha mi nem adunk rá esélyt.
Geotermikus energia
A geotermikus energiatermelés a Föld belsejében található forró hő felhasználását jelenti. Bolygónk magjában elképzelhetetlenül nagy a forróság - jelenlegi becslések szerint 5500 C° -, így nem meglepő, hogy a talaj legfelső 3 méteres rétege egész évben folyamatosan 10-16 C° körül marad. Különböző geológiai folyamatoknak köszönhetően néhány helyen ennél jóval magasabb hőmérsékletű a talaj.
Föld hőjéből energia
Ahol a föld alatti geotermális víztározók a felszínhez közel találhatók, a forró vizet közvetlenül el lehet vezetni oda, ahol a hőre szükség van. Ez az egyik módja annak, hogy a geotermikus energiát melegvíz előállítására, lakások, üvegházak fűtésére, sőt, az utakon lévő hó felolvasztására használják.
Még a nehezen megközelíthető geotermális tartalékok esetében is egyetlen földhő szivattyú képes a felszínre hozni a meleget, majd eljuttatni azt az épületekbe. Ez a módszer szinte mindenhol használható, és a konstans földhőmérséklet miatt ugyanaz a hő segíthet télen a fűtésben, ami nyáron a hűtésben.
Elektromos áram előállítása
A geotermális erőművek akár 1,5 km, vagy még mélyebb kutakat használnak, hogy elérjék a forró geotermális tározókat. Némelyik erőmű az ezen tárolókban keletkező forró gőzt használja turbinái közvetlen meghajtására. Más erőművek a nagynyomású forró vizet alacsonynyomású tárolókba szivattyúzzák. Az ezen módszer közben felszabaduló gőzt használják az elektromos áramot előállító turbinák meghajtására. Az újabb típusú erőművek a földben található forró vizet egy másik folyadék, pl. izobutén felmelegítésére használják, amely alacsonyabb hőmérsékleten forr, mint a víz. Miközben ez a folyadék elpárolog és kitágul, meghajtja a turbinát.
A geotermikus energia előnyei
A geotermikus energiatermelés nem okoz semmiféle szennyezést, üvegházhatású gázokat sem bocsát ki. Csendes és rendívül megbízható. Ezen erőművek élettartamuk 90%-ban termelnek, miközben a fosszilis energiahordozókat alkalmazó erőművek csak 65-75%-ban.
Sajnos napjainkban még azon országokban is alig alkalmazzák ezt a technológiát, amelyek egyébként bőséges geotermikus energiával rendelkeznek.