Intensywny rozwój gospodarczy, przemysłowy i technologiczny spotęgował popyt na coraz większe ilości energii. Bardzo szybko ludzkość osiągnęła stan zagrożenia równowagi ekologicznej planety. Perspektywa kryzysu energetycznego nasiliła tendencje do wprowadzania technologii energooszczędnych. Poszukiwanie nowych źródeł energii i
sposobów jej pozyskiwania jest wynikiem stale rosnącego zapotrzebowania na to
medium. Redukcję zużycia zasobów naturalnych nieodnawialnych można uzyskać
poprzez wykorzystanie paliw alternatywnych o niskim stopniu oddziaływania na środowisko
naturalne [ 1-4].
Obecnie energię elektryczną wytwarza się w
elektrowniach cieplnych, hydroelektrowniach oraz elektrowniach atomowych. W celu
zapewnienia rozwoju i utrzymania poziomu zaopatrzenia w energię prowadzone są
działania, które z jednej strony pozwalają ograniczać zużycie surowców
nieodnawialnych, z drugiej poszerzają zakres zastosowania zasobów odnawialnych
[5,6].
W rozumieniu znowelizowanej ustawy Prawo
Energetyczne z dnia 24 lipca 2002 roku, odnawialnym źródłem energii jest
wiatr, promieniowanie słoneczne, energia geotermalna, fale, prądy i pływy
morskie, spadek rzek oraz energia pozyskiwana z biomasy i biogazu [7].
Wyróżnia się trzy zasadnicze rodzaje źródeł
energii odnawialnej. Jest to energia związana z aktywnością Słońca, energia
procesów wewnętrznych Ziemi oraz energia związana z oddziaływaniem
grawitacyjnym Księżyca. Ze względu na sposób pozyskiwania energii
odnawialnej można wyróżnić źródła termiczne (np. promieniowanie słoneczne,
energia geotermalna), oraz źródła mechaniczne ( np. energia wiatru, energia wód).
Strumień energii słonecznej docierający do
Ziemi jest częściowo odbijany w postaci promieniowania widzialnego i
nadfioletowego, pochłaniany i emitowany ponownie do kosmosu w postaci
promieniowania podczerwonego, a tylko około ¼ dociera faktycznie do
powierzchni globu. Ta część energii słonecznej ma decydujący wpływ na życie
na naszej planecie[8].
W ostatnich latach pojawiło się wiele ciekawych
rozwiązań wytwarzania prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego. Na
szczególną uwagę zasługują coraz bardziej udoskonalane panele słoneczne.
Technologie przyszłości oferują pokrywanie budynków elastycznym materiałem
wytwarzającym prąd elektryczny. Jest on zbudowany z tysięcy krzemowych kulek,
z których każda funkcjonuje jako małe ogniwo słoneczne[9].
Energia geotermalna jest energią wnętrza Ziemi,
zgromadzoną w skałach i wodach podziemnych. Złoża par geotermalnych występują
w obszarach działalności wulkanicznej. Ten typ energii jest wykorzystywany
bezpośrednio do produkcji prądu elektrycznego.
W Polsce występują wody geotermalne na obszarze
ponad 250 tys. km2 (badania PAN). Woda geotermalna przekazuje ciepło wodzie
sieciowej w obiegu technologicznym w systemie wymienników. Woda sieciowa po
ogrzaniu jest przesyłana siecią grzewczą do zasilanych budynków [10].
Woda w oceanach przemieszcza się w zależności
od wzajemnego położenia ciał niebieskich w stosunku do Ziemi. Cykliczne
przemieszczenie mas wody nazywa się pływami morskimi. W korzystnych warunkach
topograficznych możliwe jest wykorzystanie energii pływów.
Jednym ze sposobów wykorzystania energii pływów
są tak zwane podmorskie młyny. Mechanizm działania tych urządzeń polega na
tym, że podczas przypływu woda morska wtłaczana jest do zatoki, a następnie
wraca do morza wprawiając w ruch ramiona młyna (turbiny). Zaletą młynów
podmorskich jest min. stała i przewidywalna ilość produkowanej energii,
zgodna z dobowym cyklem pływów [11].
Jedną z najdynamiczniej rozwijających się
dziedzin energetyki jest tak zwana bioenergia, czyli energia uzyskana z biomasy
- substancji organicznej powstającej w wyniku fotosyntezy. Biopaliwa mogą być
używane na cele energetyczne w procesach bezpośredniego spalania, gazyfikacji
oraz pirolizy w postaci drewna i odpadów drzewnych, w tym zrębków z szybko
rosnących gatunków drzewiastych (wierzba, topola), słomy, ziaren, makulatury,
osadów ściekowych [12].
Dostęp do energii jest warunkiem rozwoju
gospodarczego każdego kraju. Źródła, z których była ona pozyskiwana przez
stulecia, powoli ulegają wyczerpaniu. Odnawialne źródła energii są więc
jednym z rozwiązań problemów energetycznych na świecie i być może w przyszłości
staną się podstawą energetyki.
LITERATURA:
[1]. Stefanowicz T., Wstęp do ekologii i podstaw
ochrony środowiska, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1996
[2]. Lewandowski W. M., Konwencjonalne i
odnawialne źródła energii, Zeszyty Zielonej Akademii, Zeszyt Nr 5, PKE Gdańsk
1996
[3]. Bielicka A., Bojanowska I., Świerk K., Źródła
energii odnawialnej, Materiały Konferencyjne XLVIII Zjazdu PTChem i SIPTChem,
Poznań 2005
[4]. Bielicka A., Bojanowska I., Świerk K.,
Bioenergia - dziedzina energetyki, Materiały Konferencyjne Centrum Edukacji
Nauczycieli, Problemy i wyzwania w edukacji chemicznej, Gdańsk 2005
[5]. Kilgore C. W., International Energy Annual,
Energy Information Administration, U. S. Department of Energy, Washington, 2001
[6]. Salay J., From fossil fuels to sustainable
energy resources, The Baltic University Program, Uppsala University, Uppsala
1997
[7]. Ustawa Prawo Energetyczne z dnia 10 kwietnia
1997 roku, Dz.U. 1997 nr 54 poz. 348
[8]. Lewandowski W. M., Proekologiczne odnawialne
źródła energii, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006
[8]. Ginalski P., Budynki ubrane w solary,
Energia Gigawat, nr 8, 2002
[9]. Cataldi R., Problemy Środowiska i kosztów
zagospodarowania energii geotermalnej w Polsce, Tech. Posz. Geol. -
Geosynoptyka i Geotermia, nr 5-6, 1993
[10]. Miszczak M., Waszkiewicz Cz., Energia Słońca,
wiatru i inne, Nasza Księgarnia, Warszawa 1998
[11]. Szczukowski S., Tworkowski J., Piechocki
J., Nowe trendy wykorzystywania biomasy pozyskiwanej na gruntach rolniczych do
wytwarzania energii, Postępy Nauk Rolniczych, nr 6, 2001
autor: Katarzyna Świerk, Zakład Inżynierii
Środowiska Wydział Chemii Uniwersytet Gdański
Promocje: