Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της λήψης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές: Νερό και ήλιος

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας γίνονται, με την κλιματική αλλαγή και τον πόλεμο που οδήγησε στη μεγαλύτερη ενεργειακή κρίση τον τελευταίο μισό αιώνα, μέρος της καθημερινότητάς μας με την επιθυμία να αναλάβουμε τα ορυκτά καύσιμα στο μέλλον και έτσι να σώσουμε τους ανθρώπους από τις αρνητικές επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη.

Γι’ αυτό παρουσιάζουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της απόκτησης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Σε αυτή τη συνέχεια, έχουμε να κάνουμε με το νερό και τον ήλιο.

Το νερό και ο ήλιος, δηλαδή η ενέργειά τους, χρησιμοποιούνταν από τους ανθρώπους από τα αρχαία χρόνια. Το νερό είναι ο πιο σημαντικός πόρος για τον άνθρωπο από κάθε άποψη, επομένως είναι επίσης ο πιο κυρίαρχος ανανεώσιμος πόρος για την απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ η απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο μέσω ηλιακών συλλεκτών είναι αυτή τη στιγμή σε μεγάλη επέκταση και αυτός ο τρόπος θα μπορούσε να γίνει το πρότυπο για κάθε άτομο που έχει στέγη.

Η δύναμη του νερού

Η υδάτινη ενέργεια είναι μια συμβατική ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται εδώ και αιώνες για την απόκτηση μηχανικής ενέργειας – για άρδευση και λειτουργία διαφόρων μηχανημάτων, όπως μύλοι, μηχανές στην κλωστοϋφαντουργία, πριονιστήρια, λιμενικοί γερανοί ή ανελκυστήρες, και για πολλά άλλα. από εκατό χρόνια και ηλεκτρική ενέργεια.

Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια καθαρή και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που ταιριάζει καλά με άλλες τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη της μέγιστης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Από την άλλη πλευρά, οι εγκαταστάσεις υδροηλεκτρικής ενέργειας έχουν αρνητικό αντίκτυπο στο φυσικό περιβάλλον γύρω τους, είναι συχνά δαπανηρές στην κατασκευή και υπάρχουν περιορισμένες τοποθεσίες κατάλληλες για δεξαμενές και υδροηλεκτρικούς σταθμούς.

Πλεονεκτήματα

Καλή επίδραση στο περιβάλλον

Αν και η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει ορισμένα μειονεκτήματα, είναι μία από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον μορφές παραγωγής ενέργειας που διαθέτουμε σήμερα. Δεν χρησιμοποιεί ορυκτά καύσιμα, ούτε παράγει επιβλαβείς εκπομπές αερίων και εξασφαλίζει σταθερή παροχή καθαρής ενέργειας. Αν και τα φράγματα μπορούν να έχουν μεγάλο αντίκτυπο στο περιβάλλον, η μόνη ρύπανση που δημιουργούν αυτά τα φράγματα είναι από την αρχική τους κατασκευή.

Υπάρχει άφθονο νερό και είναι διαθέσιμο

Αν και δεν είναι παντού πόσιμο, υπάρχει άφθονο νερό στον πλανήτη. Το νερό βρίσκεται σχεδόν παντού, και λόγω του κύκλου του νερού, είναι ένας ανανεώσιμος πόρος που δεν λήγει, αλλά κυκλοφορεί, επιτρέποντάς μας να διατηρήσουμε περιορισμένους και μη ανανεώσιμους πόρους για άλλες χρήσεις.

Επιπλέον, οι περισσότεροι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι μεγάλες εγκαταστάσεις αποθήκευσης νερού που έχουν σχεδόν πάντα το νερό απόσυρσης που απαιτείται για την παραγωγή ενέργειας. Η εξάρτηση της υδροηλεκτρικής ενέργειας από το νερό που αποθηκεύεται σε δεξαμενές σημαίνει ότι είναι γενικά μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας, πιο αξιόπιστη από άλλες πηγές ενέργειας όπως ο άνεμος και η ηλιακή.

Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι επίσης ένας σπουδαίος πόρος επειδή δημιουργεί μεγαλύτερη ενεργειακή ανεξαρτησία για τις χώρες. Η μειωμένη ζήτηση για ξένες πηγές καυσίμων μπορεί να συμβάλει στη μείωση των συγκρούσεων και στη βελτίωση των οικονομικών ζητημάτων για τις χώρες που αγωνίζονται να προμηθευτούν καύσιμα από διεθνείς πηγές, όπως συμβαίνει αυτούς τους μήνες στην Ευρώπη και όχι μόνο.

Είναι αξιόπιστο και το πιο αποτελεσματικό

Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι είναι ένας από τους πιο αποδοτικούς ενεργειακούς πόρους στον κόσμο. Σκεφτείτε ότι η ηλιακή ενέργεια είναι μόνο 30-36% αποδοτική το πολύ, η αιολική ενέργεια μόνο 25-45%, και η ενέργεια από άνθρακα μόνο 33-40%. Όλες αυτές οι μέθοδοι είναι ωχρές σε σύγκριση με την υδροηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι έως και 90% αποτελεσματική στη μετατροπή του νερού σε ηλεκτρική ενέργεια.

Εύκαμπτος

Σε αντίθεση με άλλες μορφές ενέργειας όπως η ηλιακή, η αιολική ή ο άνθρακας, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι σταθερή. Η ροή του νερού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί εύκολα να αλλάξει για να καλύψει διαφορετικές ανάγκες τροφοδοσίας. Αυτό σημαίνει ότι η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να είναι διαθέσιμη όταν χρειάζεται, γεγονός που μειώνει την απώλεια ενέργειας. Σε σύγκριση με τους αεριοστρόβιλους ή τις ατμογεννήτριες, ο χρόνος εκκίνησης των υδροστροβίλων είναι πολύ μικρότερος.

Είναι φθηνό μακροπρόθεσμα

Παρά το υψηλό αρχικό κόστος κατασκευής, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια ανταγωνιστική και οικονομικά αποδοτική πηγή ενέργειας. Μόλις κατασκευαστεί η απαραίτητη υποδομή, απαιτεί λιγότερη συντήρηση από άλλες μορφές ενέργειας και γίνονται βελτιώσεις για την αύξηση της απόδοσης της υδροηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, τα φράγματα είναι σχεδιασμένα για μακροχρόνια χρήση και επομένως είναι ικανά να παράγουν υδροηλεκτρική ενέργεια για 50-100 χρόνια.

Μπορούν να καλύψουν την υψηλή ζήτηση

Ένα κοινό μειονέκτημα πολλών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας, είναι ότι δεν μπορούν πάντα να καλύψουν τη ζήτηση. Οι αντλούμενες υδροηλεκτρικές δεξαμενές έχουν τη δυνατότητα να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια κατά παραγγελία απελευθερώνοντας ένα φράγμα νερού μέσω στροβίλων

Τουρισμός, αναψυχή, γεωργία, πλημμύρες

Οι δεξαμενές που δημιουργούνται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς συχνά γίνονται από μόνες τους τουριστικά αξιοθέατα. Η λίμνη που σχηματίζεται πίσω από το φράγμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψυχαγωγικούς σκοπούς όπως θαλάσσια σπορ, ψάρεμα, βαρκάδα. Το νερό της λίμνης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για άρδευση και υδατοκαλλιέργεια. Ενώ τα μεγάλα υδροηλεκτρικά εργοστάσια μπορούν να ελέγξουν τις πλημμύρες γιατί μπορούν να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες νερού.

Ελαττώματα

Αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον

Εκτός από τα αναμφισβήτητα θετικά, ίσως το μεγαλύτερο μειονέκτημα της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι ο αντίκτυπος που μπορεί να έχει στο περιβάλλον. Τα φράγματα μπορούν να βλάψουν ή να επηρεάσουν με άλλο τρόπο το περιβάλλον τόσο ανάντη όσο και κατάντη μέσω της διαδικασίας κατασκευής κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του φράγματος. Για να φτιαχτεί το φράγμα πρέπει να τεθούν νέοι δρόμοι και καλώδια μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας που καταστρέφουν το περιβάλλον. Τα φράγματα συχνά σχηματίζουν δεξαμενές που πλημμυρίζουν μεγάλες εκτάσεις και εκτοπίζουν τη φυτική και ζωική ζωή από τους φυσικούς οικοτόπους. Ακόμη και οι άνθρωποι δεν προστατεύονται από την απώθηση από τον βιότοπο κατά την κατασκευή μεγάλων φραγμάτων.

Όταν τα φράγματα πλημμυρίζουν μια περιοχή, δημιουργούνται κομμάτια ακίνητου ή στάσιμου νερού που σκοτώνουν τη βλάστηση που εκπέμπει αέρια του θερμοκηπίου, δηλαδή μεθάνιο, καθώς σαπίζουν. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε υγρά και τροπικά περιβάλλοντα.

Η παρεμπόδιση της ροής του νερού μπορεί επίσης να επηρεάσει σοβαρά τη μετανάστευση των ψαριών. Το τελευταίο περιβαλλοντικό μειονέκτημα της υδροηλεκτρικής ενέργειας στη λίστα μας είναι η ποιότητα του νερού. Όταν κατασκευάζονται φράγματα, περιορίζουν τη ροή του νερού, γεγονός που επηρεάζει το επίπεδο οξυγόνου στο νερό. Όταν δεν υπάρχει τόσο πολύ οξυγόνο στο νερό, ορισμένα είδη ψαριών δυσκολεύονται να επιβιώσουν, γεγονός που επηρεάζει τους οικοτόπους των ποταμών.

Στη Σερβία, φάνηκαν οι επιπτώσεις των υδροηλεκτρικών σταθμών που κατέστρεψαν τη χλωρίδα και την πανίδα στα ποτάμια, καθώς και το περιβάλλον.

Ακριβός

Η κατασκευή υδροηλεκτρικών σταθμών και φραγμάτων μπορεί να είναι απίστευτα ακριβή, ανεξάρτητα από τον τύπο του κτιρίου, λόγω υλικοτεχνικών προκλήσεων. Επιπλέον, τα έργα απαιτούν μεγάλο χρονικό διάστημα για να ολοκληρωθούν και επίσης μακρά περίοδο εργασίας για την ανάκτηση των επενδυμένων κεφαλαίων. Εκτιμάται ότι 2 τρισεκατομμύρια δολάρια έχουν δαπανηθεί για την κατασκευή φραγμάτων παγκοσμίως από τα μέσα του 20ου αιώνα, με τις καθυστερήσεις κατασκευής να ανέρχονται κατά μέσο όρο στο 44% και τις υπερβάσεις κόστους κατά μέσο όρο 96%, ένας άλλος λόγος για μεγαλύτερες αποπληρωμές.

Ηλιακή ενέργεια

Ηλιακή ή ηλιακή ενέργεια είναι η ενέργεια του Ήλιου, του οποίου το φως και η θερμότητα χρησιμοποιούνταν από τους ανθρώπους από την αρχαιότητα με τη βοήθεια διαφόρων τεχνολογιών. Χρησιμοποιείται μόνο ένα μικρό μέρος της διαθέσιμης ηλιακής ενέργειας. Η ηλιακή ενέργεια παρέχει ηλεκτρική ενέργεια με τη χρήση θερμικών μηχανών ή φωτοβολταϊκών συστημάτων.

Πλεονεκτήματα

Εξοικονομεί τον οικιακό προϋπολογισμό

Πιθανώς, για πολλούς ανθρώπους, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της λήψης ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες είναι η εξοικονόμηση, δηλαδή η μείωση του λογαριασμού του ρεύματος.

Το σύστημα ηλιακών πάνελ θα πρέπει να αποπληρώσει την επένδυση σε μια περίοδο 6-8 ετών και για τα επόμενα 20 περίπου, όσο μπορεί να αντέξει το πάνελ, μειώνει τακτικά τον λογαριασμό για την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Η χρήση ηλιακών συλλεκτών στους πολίτες είναι ολοένα και πιο διαδεδομένη. Το ίδιο συμβαίνει και στη Σερβία, με το γεγονός ότι οι πολίτες της Σερβίας αυτές τις μέρες έρχονται αντιμέτωποι με την ασυνέπεια του έργου των υπουργείων, γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση την κερδοφορία μιας τέτοιας επένδυσης.

Μεγαλύτερη ενεργειακή ανεξαρτησία

Ο ήλιος είναι μια άπειρη πηγή ενέργειας, σε αντίθεση με τον άνθρακα και το φυσικό αέριο, και οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να εγκατασταθούν σχεδόν οπουδήποτε, κατά προτίμηση στις στέγες των κτιρίων. Η χρήση ηλιακών συλλεκτών καθιστά δυνατή τη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα και τις εταιρείες ενέργειας.

Αυξάνει την αξία του ακινήτου

Όπως και στην περίπτωση που υπάρχει π.χ. ένας χώρος γκαράζ, μια ωραία θέα ή μια ευρύχωρη βεράντα και η ύπαρξη ηλιακών συλλεκτών αυξάνουν την τιμή του ακινήτου. Εκτός από τα χρήματα που επενδύονται στα πάνελ, υπάρχει και το κέρδος από τη μείωση του λογαριασμού.

Μειώνει το αποτύπωμα άνθρακα

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου και στη μείωση των αρνητικών επιπτώσεών μας στο φυσικό περιβάλλον. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, η ηλιακή ενέργεια δεν απελευθερώνει άμεσα ρύπους όπως το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και την παροχή νερού.

Το πιο εύκολο στην εφαρμογή

Σε αντίθεση με άλλους τύπους εναλλακτικής ενέργειας όπως η αιολική ενέργεια που απαιτεί μεγάλους ανοιχτούς χώρους με μεγάλες αλλαγές ανέμου και την υδροηλεκτρική ενέργεια που απαιτεί μεγάλη πηγή νερού, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ουσιαστικά σε οποιοδήποτε περιβάλλον. Αυτό καθιστά την ηλιακή ενέργεια μια ευέλικτη μορφή καθαρής εναλλακτικής ενέργειας.

Ελαττώματα

Αρχική επένδυση

Όποιος θέλει να πάρει ρεύμα από ηλιακούς συλλέκτες ξέρει ότι πρέπει πρώτα να επενδύσει χρήματα. Κατά μέσο όρο, μια τετραμελής οικογένεια θα έπρεπε να διαθέσει επτά έως 10 χιλιάδες ευρώ για τις ανάγκες της. Όσον αφορά τα πάρκα με πάνελ, οι επενδύσεις είναι πολύ μεγαλύτερες.

Η παραγωγή πάνελ αφήνει αποτύπωμα άνθρακα

Αν και η ίδια η παραγωγή ενέργειας είναι ασύγκριτα πιο καθαρή από αυτή από ορυκτά καύσιμα, είναι ακόμα αδύνατο να αποφευχθεί η ρύπανση που δημιουργείται από την παραγωγή ηλιακών συλλεκτών. Τα ηλιακά πάνελ είναι κατασκευασμένα κυρίως από σιλικόνη. Αυτό το υλικό απαιτεί υψηλό επίπεδο θερμότητας για να σχηματιστεί σωστά. Επομένως, η διαδικασία παραγωγής των ηλιακών συλλεκτών απελευθερώνει μια ορισμένη ποσότητα CO2.

Πολύπλοκη ανακύκλωση ηλιακών συλλεκτών

Αν και είναι ευρέως διαδεδομένο, η ανακύκλωση των ηλιακών συλλεκτών δεν έχει προχωρήσει πολύ. Το μεγαλύτερο πρόβλημα δεν είναι τόσο τα πιο σημαντικά υλικά από τα οποία κατασκευάζονται, αλλά το γεγονός ότι αποτελούνται από πολλά μέρη/στρώσεις, γεγονός που καθιστά πολύ δύσκολο τον διαχωρισμό αυτών των εξαρτημάτων, άρα και την ανακύκλωση. Σύμφωνα με ορισμένες έρευνες, αναμένεται ότι το 2050 θα υπάρχουν 80 εκατομμύρια τόνοι απορριμμάτων από ηλιακούς συλλέκτες.

Αρνητικές επιπτώσεις στο έδαφος και στα ζώα

Ενώ τα πάνελ στις στέγες δεν βλάπτουν το περιβάλλον, δεν μπορούμε να πούμε το ίδιο όταν πρόκειται για ηλιακά πεδία όπου βρίσκονται ακριβώς πάνω από την επιφάνεια της γης. Τα ηλιακά πάνελ επηρεάζουν τα τοπικά ενδιαιτήματα πολλών εντόμων, κυρίως μελισσών. Στη συνέχεια επηρεάζουν τη μειωμένη διαθεσιμότητα των σπόρων των φυτών, το ύψος της βλάστησης, μερικές φορές απαραίτητο για τη βοσκή, με την απουσία του ηλιακού φωτός να φτάνει στο έδαφος. Τα καλά νέα είναι ότι γίνεται δουλειά για τη διόρθωση ή τουλάχιστον τη μείωση αυτών των ελλείψεων.

Με την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος στις λεκάνες απορροής των ποταμών, η διάβρωση μπορεί να ελεγχθεί καλύτερα, γεγονός που μπορεί στη συνέχεια να συμβάλει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από αέρια θερμοκηπίου από τη δεξαμενή, καθώς θα υπάρχει λιγότερη οργανική ύλη σε αποσύνθεση στο νερό.

Έχει επίσης σημειωθεί πρόοδος στη μείωση των επιπτώσεων της υδροηλεκτρικής ενέργειας στους οικοτόπους των ψαριών και στη μετανάστευση. Ορισμένα υδροηλεκτρικά εργοστάσια χρησιμοποιούν προγράμματα αλιείας και ανάκτησης για τη συλλογή ψαριών, τη μεταφορά τους πέρα ​​από το φράγμα και την απελευθέρωση τους. Το Υπουργείο Ενέργειας (DOE) μάλιστα πρόσφατα χρηματοδότησε την έρευνα και την ανάπτυξη «όπλων σολομού», τα οποία εκτοξεύουν μεταναστευτικά ψάρια πάνω από το φράγμα. Μια πιο βιώσιμη μακροπρόθεσμη λύση για πολλές τοποθεσίες είναι ο πιο προσεκτικός σχεδιασμός των φραγμάτων, ώστε να μην διαταραχθούν οι πιο σημαντικές διαδρομές μετανάστευσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η αφαίρεση των παλαιών φραγμάτων και η επιστροφή της ροής του ποταμού πιο κοντά στη φυσική του κατάσταση οδηγεί στην αποκατάσταση του ενδιαιτήματος για τα είδη ψαριών.

Κοίταξε στο μέλλον

Όταν αθροιστούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα, είναι βέβαιο ότι η απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας από τη δύναμη του νερού και του ήλιου θα συνεχίσει να αυξάνεται.

Για τα υδροηλεκτρικά συστήματα, μια τέτοια στρατηγική είναι ο καλύτερος σχεδιασμός χρήσης γης γύρω από τις λεκάνες απορροής ποταμών ανάντη των φραγμάτων. Με την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος στις λεκάνες απορροής των ποταμών, η διάβρωση μπορεί να ελεγχθεί καλύτερα, γεγονός που μπορεί στη συνέχεια να συμβάλει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από αέρια θερμοκηπίου από τη δεξαμενή, καθώς θα υπάρχει λιγότερη οργανική ύλη σε αποσύνθεση στο νερό.

Έχει επίσης σημειωθεί πρόοδος στη μείωση των επιπτώσεων της υδροηλεκτρικής ενέργειας στους οικοτόπους των ψαριών και στη μετανάστευση. Ορισμένα υδροηλεκτρικά εργοστάσια χρησιμοποιούν προγράμματα αλιείας και ανάκτησης για τη συλλογή ψαριών, τη μεταφορά τους πέρα ​​από το φράγμα και την απελευθέρωση τους.

Αναμένεται ότι η αρνητική επίδραση της ηλιακής ενέργειας θα μειωθεί με την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Για παράδειγμα, τα τελευταία 10-15 χρόνια, η ποσότητα του υλικού που χρησιμοποιείται για τις κυψέλες πυριτίου έχει μειωθεί κατά 62 τοις εκατό, χάρη στην αυξημένη απόδοση και τα πιο λεπτά σχέδια. Αυτή η μείωση σημαίνει ότι δαπανάται λιγότερη ενέργεια για την επεξεργασία του πυριτίου κατά τη διαδικασία παραγωγής.

Στην επόμενη ενότητα, γράφουμε για την απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας από βιομάζα και παλιρροιακή ενέργεια.

...