Obnovljivi viri energije

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Trije obnovljivi viri energije

Obnovljivi viri energije (OVE) vključujejo vse vire energije, ki jih zajemamo iz stalnih naravnih procesov, kot so sončno sevanje, veter, vodni tok v rekah ali potokih (hidroenergija), fotosinteza, s katero rastline gradijo biomaso, bibavica in zemeljski toplotni tokovi (geotermalna energija). Večina obnovljivih virov, razen geotermalne in energije bibavice, izvira iz sprotnega sončnega sevanja. Nekatere oblike obnovljivih virov so shranjena sončna energija. Dež, vodni tokovi ter veter so posledica kratkotrajnega shranjevanja sončne toplote v atmosferi. Biomasa se nabira v teku obdobja rasti v enem letu, kot na primer slama; ali več let, v lesni biomasi. Zajemanje obnovljivih virov energije ne izčrpa vira. Nasprotno pa z uporabo fosilnih goriv v kratkem času izčrpamo energijo, ki se je shranjevala tisoče ali milijone let. Zaradi tega se fosilna goriva (premog, nafta, zemeljski plin, šota ipd.) ne štejejo med obnovljive vire, čeprav se lahko obnovijo v zelo dolgem času.

Proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije (tudi: OVE-E) v večini primerov zahteva ukrepe za zagotavljanje enakih ali prednostnih možnosti kot proizvodnja iz klasičnih virov, kar številne države izvajajo z različnimi sistemi spodbujanja.

V Sloveniji je spodbujanje izvedeno na osnovi energetskega zakona z uredbami in sklepi vlade [1]. V Sloveniji je soproizvodnja in proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije združena v pravni pojem kvalificirana proizvodnja električne energije. Proizvajalci, ki ustrezajo pogojem, določenim v zakonodaji, si pridobijo status kvalificiranega proizvajalca in pripadajoče ugodnosti.

Vrste obnovljivih virov energije[uredi | uredi kodo]

  1. Biomasa: les, rastlinska olja, biodizel, bio-plin, biohidrogen.
  2. Geotermalna energija: globoka in površinska geotermalna energija.
  3. Sončna energija: solarna elektrarna, solarna kemija, solarna termoelektrarna.
  4. Vetrna energija (vetrne elektrarne).
  5. Vodna energija: energija plimovanja, energija tokov, toplotno izkoriščanje - oceanska termalna elektrarna, zajezitveno izkoriščanje, energija valovanja.

Energija plimovanja, ki jo izkoriščajo plimski podvodni generatorji, je zaenkrat slabo izkoriščen obnovljiv vir. Plimski generatorji so razmeroma nova tehnologija, ki deluje na podoben način kot vetrni generatorji. Zaradi gostote vode, ki je 832-krat večja od gostote zraka, lahko plimski generator proizvaja veliko bolj enakomerno in zanesljivo energijo. Tako kot pri vetrnem generatorju je treba tudi za vodni generator poiskati primerno mesto za njegovo delovanje. Poiskati je treba območja s hitrimi tokovi, kot npr. vhodi v reke, okoli skalnatih konic, okoli rtov ali med otoki.

Slika prikazuje izbruh vode iz podzemlja na površje(moč vodne energije)


Vodna energija[uredi | uredi kodo]

Čeprav je voda 800 krat gostejša od zraka, lahko zelo majhna količina rečne ali morske vode proizvede ogromno količino energije. Imamo veliko načinov, kako prečrpavati energijo iz vode, kot so hidroelektrični jezovi (dva primera sta Akosombo Dam v Gani in Grand Coulee Dam v Washingtonu), mikro hidro sistemi, ki se uporabljajo v bogatih vodnih področjih in običajno proizvedejo do 100 kW energije ter Run-of-the-river hidroelektrični sistemi, ki proizvajajo kinetično energijo brez uporabe jezu.



Biomasa[uredi | uredi kodo]

Rastline s pomočjo fotosinteze zajemajo sončno energijo. Ko rastline gorijo, se ta sončna energija sprosti ven in v tem primeru deluje biomasa kot nekakšna baterija za shranjevanje sončne energije. Imamo dva postopka za proizvodnjo biomase in sicer gojenje rastlin predvsem za uporabo energije in uporaba ostankov rastlin, ki se uporabljajo za druge stvari. Proizvodnja biomase se razlikuje po regijah in je odvisna od podnebja, tal...

Slika prikazuje tri obnovljive vire energije (morje,sonce in veter)

Sončna energija[uredi | uredi kodo]

To je energija, ki prihaja od sonca v obliki sončnega sevanja. S pomočjo fotovoltaike in ostalih elementov, ki spadajo zraven lahko učinkovito uporabimo sončno energijo za hlajenje in ogrevanje prostorov, dnevno svetlobo,kuhanje,toplo vodo(sanitarno vodo) in za visoko temperaturne procese v industriji. Solarna tehnologija je značilna kot pasivna ali aktivna solarna glede na način zajema, pretvorbe in distribucije solarne energije. Aktivne solarne tehnike delujejo na principu fotovoltaike in kolektorjev za izkoriščanje sončne energije. Pasivne pa vključujejo usmerjenost stavb in izbiro najugodnejšega materiala.

Vetrna energija[uredi | uredi kodo]

Za pridobivanje energije potrebujemo močan veter in pa seveda vetrno turbino, katere so v razponu med 600kW in 5MW nazivne moči, čeprav so najpogosteje uporabljene turbine z nazivno močjo od 1,5-3MW. Izhodna moč turbine je odvisna v večini od hitrosti vetra, sepravi večji ko bo sunek vetra večja bo izhodna energija. Veliko veternih elektrarn lahko srečamo ob morju in višji nadmorski višini to pa predvsem zaradi močnega in konstantnega vetra. Tipični faktorji zmogljivosti so nekje med 20-40%. Turbine lahko postavimo na širše območje tam, kjer je vir vetra močnejši to pa je ob obali, ki ima 90% boljši izkoristek kot notranji kraji.

Biogorivo[uredi | uredi kodo]

Biogoriva vključujejo širok razpon goriv, ki so pridobljeni iz biomase. To so tekoča goriva, ki vključujejo bioalkohol, kot je bioetanol in olja,kot je biodizel..., ter plinasta goriva, ki vključujejo bioplin, deponijski plin in sintetični plin. Bioetanol je alkohol, ki je narejen s fermentacijo sladkorja in dodajanjem škrobnih rastlin. Trenutno se bioetanol uporablja v Braziliji in ZDA. Za proizvodnjo etanola se danes uporablja tudi celulozna biomasa, ki se pridobiva iz dreves in trave. Etanol se lahko uporablja kot gorivo za avtomobile in druga prevozna sredstva v čisti obliki, vendar se večinoma uporablja kot dodatek bencinu za povečanje oktanskega števila in izboljšanja emisij. Biodizel je izdelan iz rastlinskih olj, reciklirane masti in živalskih maščob in se običajno uporablja kot dodatek za zmanjševanje ravni delcev, ogljikovega monoksida in ogljikovodikov dizelskemu pogonu. V letu 2010 je bilo proizvedeno 2.7% biogoriva za svetovno tržišče goriva.

Geotermalna energija[uredi | uredi kodo]

Geotermalna energija je energija pridobljena z zajetjem zemljine toplote, ki se nahaja kilometre globoko v zemeljski skorji, v vulkansko aktivnih lokacijah ali v majhnih globinah. Pridobivamo jo lahko z pomočjo geotermalnih črpalk kakor to počnejo v večini. Izgradnja takega črpališča ima zelo velike stroške, ki pa se obrestujejo saj so sami operativni stroški zelo nizki. Majhni so tudi stroški energije, zato je tako pridobivanje energije zelo primerno za mesta, saj konec koncev energijo pridobivamo iz zemljinega jedra. Poznamo tri sisteme elektrarn. Sistem na suho paro deluje tako da zajame paro iz tal in jo uporabi za pogon turbine, ki vrti generator. Sistem ločevanja pare zajema toplo vodo navadno pri temperaturi nad 200°C. S črpanjem vode iz tal omogoča da ta zavre in se loči na paro in vodo. Pri tem para poganja turbine. Pri binarnem sistemu pa gre vroča voda skozi toplotni izmenjevalec, ki segreva organsko tekočino. Tekočina se upari in požene turbine generatorja. Vsi trije sistemi kondenzirano paro in preostalo tekočino vrnejo nazaj, da poberejo še več toplote. Geotermalna energija je po nekaterih delih bližje površju kot drugje. Kadar je mogoče zajeti vodo ali paro je iz njih mogoče pridelovati energijo. Geotermalno pridobivanje energije je razvito v najbolj nestabilnih delih sveta kot so, Čile, Islandija,Nova Zelandija, ZDA, Filipini in Italija. Dve najbolj primerni področji v Združenih državah Amerike sta Yellowstone in severna Kalifornija. Islandija proizvaja 170MW geotermalne energije in omogoča ogrevanje 86% vseh stanovanj.

Rast obnovljivih virov energije[uredi | uredi kodo]

Od konca leta 2004 preko 2009, je razvoj obnovljivih virov energije močno zrasel, tudi do 60 odstotkov za mnoge tehnologije. Vetrna energija in ostale energije so doživeli največji razvoj v letu 2009, vendar v tistem letu je bilo dano največ vložka v vetrno energijo. Razvoj fotonapetostnih sistemom se je povečalo najhitreje od vseh ostalih obnovljivih virov energije, s 60 odstotno povprečno letno stopnjo rasti za obdobje petih let.

Izbrani kazalci obnovljivih virov energije[2]
Izbrani globalni kazalniki 2008 2009 2010
Naložbe v nove zmogljivosti obnovljivih virov (letno) 130 160 211 milijard USD
Zmogljivost obnovljive energije (obstoječe) 1,140 1,230 1,320 GWe
Zmogljivost vodne energije (obstoječe) 950 980 1,010 GWe
Zmogljivost vetrne energije (obstoječe) 121 159 198 GWe
Zmogljivost sončne fotonapetosti (omrežje povezanih) 16 23 40 GWe
Zmogljivost vroče vode (obstoječe) 130 160 185 GWth
Proizvodnja etanola (letno) 67 76 86 milijard litrov
Države s političnimi cilji
za uporabo obnovljivih virov energije
79 89 98

Do leta 2030 naj bi vsi uporabljali samo še energijo vetra, vode in sončno energijo, vsaj tako napovedujejo znanstveniki.V projektu, ki ga je izvedla Mednarodna agencija za energijo (IEA) leta 2011, so ugotovili,da sončna energija lahko proizvede večino energije v 50 letih, kar drastično vplina na izpust emisij v okolje.

Gospodarsko gibanje[uredi | uredi kodo]

Vse oblike energije so drage ampak s časom postajajo obnovljivi viri cenejši vsa ostala fosilna goriva pa postajajo le dražja. Al Gore je pojasnil zakaj je tehnologija zajemanja teh virov zmanjšala cene, to pa ravno iz treh preprostih razlogov:

  1. Prvič ko je sistem enkrat vgrajen je energija vedno zastonj.
  2. Drugič, medtem ko so fosilna goriva draga, sonce in veter zagotavljata energijo ki je brezplačna in je dejansko neomejena. Tehnologija fosilnih goriv je več ali manj zrela, tehnologija obnovljivih virov pa se vsak dan bolj razvija in dopolnjuje s tem pa nam zmanjšuje stroške.
  3. Tretji razlog pa je ta, da se bo svet vedno bolj nagibal k tej obliki energije in več ko bo tega manjši bodo stroški elementov( npr. Mlina na veter, solarnega modula.. )hkrati pa dodaja in poziva k pospešenemu razvoju in inovacijam.

Komercializacija geotermalne energije[uredi | uredi kodo]

Mednarodna Geotermalna Organizacija (IGA) je poročala, da je 10,715 megavatov (MW) geotermalne energije že na voljo v 24 različnih državah, ki naj bi proizvedle 67,264 GW električne energije v letu 2010. Geotermalna energija,ki je na voljo zdaj naj bi predvidoma narasla na 18,500 MW do leta 2015. Leta 2010 so ZDA svet vpeljale v geotermalno proizvodnjo energije s pomočjo 77 geotermalnih elektrarn. Največja elektrarna geotermalne energije se nahaja v Kaliforniji. Filipini so drugi največji proizvajalci geotermalne energije na svetu, kjer uporabljajo 18% geotermalne energije kot vir energije za celotno državo. Geotermalna energija se uporablja za različne namene npr. za ogrevanje prostorov, v kmetijstvu, itd...

Nova generacija solarnih naprav[uredi | uredi kodo]

Velike sončne elektrarne so: 354MW Solar Energy Generating Systems ZDA, Solnova Solar Power Station (Španija 150 MW), Andasol sončna elektrarna (Španija 100 MW), Nevada Solar One (ZDA 64 MW), PS20 stolp sončne energije (Španija 20 MW), in PS10 stolp sončne energije(Španija, 11 MW). Industrija z sončno energijo zelo hitro raste. Španija ki je center sončne energije je napovedala kar 22 projektov za izgradnjo elektrarn.

Države v razvoju trgov[uredi | uredi kodo]

Obnovljivi viri energije so še posebej lahko primerni za države v razvoju. Na podeželjskih in oddaljenih krajih je lahko prenos in distribucija energije iz fosilnih goriv draga in težavna. Proizvajanje energije iz obnovljivih virov pa ima lahko pozitivne rešitve. Tako kot danes ko lahko sončni sistemi proizvajajo energijo za več gospodinjstev. Še vedno pa ima več kot 44 miljonov gospodinjstev v uporabi bioplin tako za razsvetljavo kot kuhanje, kar 166 miljonov gospodinjstev pa se zanaša na novo generacijo biomase. Kenija je vodilna v svetu glede sončnih elektrarn. Prodajo več kot 30,000 sončnih celic letno, vsaka pa proizvede od 12- 30 W energije. Projekti uporabe obnovljivih virov energije lahko v svetu pripomorejo k zmanjšaju revščine, ker ponuja cenejšo energijo za razvoj podjetji to pa pripelje do novih zaposlitev. Energija obnovljivih virov se lahko uporabi za kuhanje, ogrevanje in razsvetljavo tako pri revnih, kot v šolah, kot marsi kje....

Tržišče vetrne energije[uredi | uredi kodo]

Globalne naprave za vetrno energijo so povečale moč iz 158,700 MW konec leta 2009 na 194,400 MW leta 2010. Sprva so vso novo tehnologijo vetrne energije na tržišču imeli Evropa in Severna Amerika, sedaj pa več kot 80 držav po svetu uporablja vetrno energijo, kot so Danska (21% proizvedene vetrne energije), Portugalska (18%), Španija (16%), Irska (14%), Nemčija (9%). Med največjimi proizvajalci vetrne energije spada Kitajska, ki ima trenutno nameščeno nad 40,000 MW vetrne energije.

10 največjih držav z vetrno energijo na svetu [3]
Država Največja zmogljivost
konec 2009 (MW)
Največja zmogljivost
junij 2010 (MW)
ZDA 35,159 36,300
Kitajska 26,010 33,800
Nemčija 25,777 26,400
Španija 19,149 19,500
Indija 10, 925 12,100
Italija 4,850 5,300
Francija 4,521 5,000
Velika Britanija 4,092 4,600
Portugalska 3,535 3,800
Danska 3,497 3,700
Preostale države 21,698 24,500
Skupaj 159,213 175,000

Nove in nastajajoče tehnologije obnovljivih virov energije[uredi | uredi kodo]

Slika prikazuje valovanje morja, katerega lahko zelo koristno porabimo za pridobivanje energije


Energija morja[uredi | uredi kodo]

Sistemi za pridobivanje energije iz morskih valov se zdi v zadnjem času vse bolj izvedljivi. Potencial te tehnologije se obeta še posebej na krajih, kjer je obala obrnjena na zahod(zemljepisnih širin med 40 in 60 stopin). Na primer v ZDA Carbon Trustu so ocenili zmožnost doseganja 55TWh energije sepravi 14% vse trenutne porabe. V Evropi ocenjujejo da naj bi na leto pridobili 280 TWh. Prva postaja za izkoriščanje energije plimovanja je bila namestena leta 2007 v Irskem z močjo 1,2 MW. Prednost takega pridobivanja energije je v tem, je ni škodljiva za okolje in ker je celoten sistem podvodo ne predstavlja nikakršne nevarnosti za živali.


Fotonapetostna energija[uredi | uredi kodo]

Najhitrejša energija, ki se je razvila od leta 2002, je fotonapetostna energija (PV), ki je vsako leto od 2002 rasla za 20%. PV elektrarne so zelo priljubljene v Nemčiji in Španiji. Največje PV elektrarne na svetu so Finsterwalde Solar Park (Nemčija, 80,7 MW), Sarnia Photovoltaic Power Plant (Kanada, 80 MW), Olmedilla Photovoltaic Park (Španija, 60 MW), Strasskirchen Solar Park (Nemčija, 54 MW), Lieberose Photovoltaic Park (Nemčija, 53 MW), in Puertollano Photovoltaic Park (Španija, 50 MW). Pri delovanju PV elektrarn ni porabe goriva ter emisij, tako da praktično ni onesnaževanja okolja. Vendar, ko pride do obnovljive energije pri PV elektrarnah, ni pomembna samo velikost enektrarne, vendar tudi kje je zgrajena (zgradba tal) in takšne elektrarne morajo biti zgrajene blizu mesta, kjer se ta energija uporablja oziroma porablja.

Eksperimentalna sončna energija[uredi | uredi kodo]

Koncentrirani fotonapetostni sistemi (CPV) zajemajo sončno energijo na fotonapetostnih površinah kot namen za proizvodnjo sončne energije. Termonapetostne naprave pa pretvarjajo temperaturne razlike različnih materialov v električni tok. Zbiranje vesoljske sončne energije teoretično pomeni zbiranje sončne energije iz vesolja za uporabo na zemlji.

Pomanjkljivosti obnovljivih virov energije[uredi | uredi kodo]

Obnovljivi viri energije so sicer način za zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv, vendar pa imajo tudi nekatere slabosti, ki pomembno vplivajo na njihovo ekonomsko upravičenost. Najpogostejše slabosti so:

  • sorazmerno nizek izkoristek: Nekateri obnovljivi viri energije imajo izkoristek znatno nižji od klasičnih virov energije (npr. sončne celice).
  • nezanesljivost: Delovanje obnovljivih virov energije, ki so odvisni od naravnih sil (sonce, voda, veter), je odvisno od naravnih pogojev, ki niso konstantni.
  • visoka cena: Večina obnovljivih virov energije je zaenkrat precej draga, kar zmanjšuje njihovo dostopnost, predvsem državam v razvoju. Marsikje se ta problem začasno rešuje s subvencijami.
  • integracija v obstoječe vire energije: Obnovljivi viri energije lahko zahtevajo spremembo obstoječe ali celo gradnjo nove infrastrukture.

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Viri in opombe[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Ministrstvo za gospodarstvo RS, Podzakonski akti
  2. ^ REN21 (2011). "Renewables 2011: Global Status Report". str. 15. 
  3. ^ Wald, Matthew L. (January 11, 2011). "China’s Galloping Wind Market". The New York Times.