WIATR

▪ Człowiek od dawna próbuje ujarzmić wiatr — wykorzystuje jego siłę do napędzania żaglowców, wprawiania w ruch młynów i pompowania wody. Jednak ostatnimi laty cały świat ogarnia prawdziwy entuzjazm dla energetyki wiatrowej. Obecnie nowoczesne wiatraki zaopatrują w czystą i odnawialną energię elektryczną około 35 milionów odbiorców. W Danii elektrownie wiatrowe pokrywają już 20 procent ogólnego zapotrzebowania. Coraz więcej jest ich także w Niemczech, Hiszpanii oraz Indiach, które zajmują piąte miejsce na świecie, jeśli chodzi o wykorzystanie tego źródła energii. W Stanach Zjednoczonych działa 13 000 turbin wiatrowych. Jak twierdzą niektórzy analitycy, gdyby w kraju tym farmy wiatrowe powstały we wszystkich nadających się do tego miejscach, zaspokoiłyby przeszło 20 procent obecnego zapotrzebowania USA na energię elektryczną.

SŁOŃCE

▪ Fotoogniwa umożliwiają zamianę energii promieni słonecznych w energię elektryczną. Łączna moc takich ogniw na świecie wynosi 500 megawatów, a zapotrzebowanie na energię słoneczną wzrasta co roku o 30 procent. Obecnie jednak fotoogniwa są mało wydajne i wytwarzana przez nie energia elektryczna jest droga w porównaniu z energią uzyskiwaną z paliw kopalnych. Poza tym do produkcji fotoogniw wykorzystuje się toksyczne substancje, takie jak siarczek kadmu czy arsenek galu. Jak zauważono w czasopiśmie Bioscience, związki te „utrzymują się w środowisku przez setki lat, toteż usuwanie i recykling zużytych ogniw może stać się poważnym problemem”.

 ENERGIA GEOTERMALNA

▪ Załóżmy, że dałoby się wykopać szyb sięgający jądra Ziemi, gdzie temperatura przekracza 4000°C. W takim szybie co kilometr temperatura rosłaby średnio o 30 stopni. Do tego ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi ułatwiony dostęp mają osoby mieszkające w rejonach występowania źródeł termalnych lub szczelin wulkanicznych. Tak zwane plamy gorące w skorupie ziemskiej dostarczają gorącej wody lub pary, które już w 58 krajach są wykorzystywane do ogrzewania domów i wytwarzania elektryczności. W Islandii energia geotermalna mniej więcej w połowie pokrywa zapotrzebowanie energetyczne. Inne kraje, na przykład Australia, chciałyby spożytkować energię zgromadzoną w ogromnych gorących pokładach skalnych leżących zaledwie kilka kilometrów pod powierzchnią. W czasopiśmie Australian Geographic napisano: „Zdaniem niektórych naukowców gdybyśmy do tych ‚pokładów ciepła’ wpompowali wodę, to po ogrzaniu wróciłaby ona na powierzchnię pod bardzo wysokim ciśnieniem, dzięki czemu mogłaby wprawiać w ruch turbiny. Taka metoda pozwalałaby generować energię przez dziesiątki, a nawet setki lat”.

WODA

▪ Elektrownie wodne już produkują przeszło 6 procent energii zużywanej na świecie. Jak czytamy w raporcie IEO2003, w ciągu najbliższych 20 lat „wzrost produkcji energii odnawialnej nastąpi głównie dzięki wielkim elektrowniom wodnym, które powstaną w krajach rozwijających się, zwłaszcza azjatyckich”. Jednak czasopismo Bioscience ostrzega: „Wody tworzonych zbiorników często zalewają cenne i żyzne niziny aluwialne. Poza tym zapory zmieniają środowisko życia roślin, zwierząt i mikroorganizmów”.

 WODÓR

▪ Wodór — bezbarwny, bezwonny, palny gaz — to najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie. Na Ziemi stanowi podstawowy składnik tkanek roślinnych i zwierzęcych oraz paliw kopalnych, a także jest jednym z dwóch pierwiastków tworzących wodę. Spalanie wodoru jest procesem czystszym i bardziej wydajnym niż spalanie paliw konwencjonalnych.

Jak wyjaśnia czasopismo Science News Online, „prąd przepływający przez wodę rozkłada ją na tlen i wodór”. Chociaż można tak otrzymać ogromne ilości wodoru, „ten pozornie prosty proces nie jest jeszcze opłacalny”. W zakładach przemysłowych na całym świecie wytwarza się jakieś 45 milionów ton wodoru, głównie na potrzeby produkcji nawozów i środków czystości. Używa się jednak do tego paliw kopalnych, w wyniku czego uwalniany jest trujący tlenek węgla, a także dwutlenek węgla, który nasila efekt cieplarniany.

Mimo to wiele osób uważa wodór za najbardziej obiecujące alternatywne źródło energii, które odegra ważną rolę w zaspokajaniu przyszłych potrzeb energetycznych ludzkości. Optymizm ten opiera się na niedawnych usprawnieniach dokonanych w urządzeniu zwanym ogniwem paliwowym.

OGNIWA PALIWOWE

▪ Ogniwa paliwowe wytwarzają energię z wodoru podczas kontrolowanej reakcji utleniania. Jeśli korzysta się z czystego wodoru, a nie z paliw kopalnych zawierających duże ilości tego pierwiastka, jedynymi produktami ubocznymi reakcji są woda i ciepło.

Pierwsze ogniwo paliwowe zbudował w roku 1839 brytyjski sędzia i fizyk William Grove. Ale produkcja takich ogniw wiązała się z wysokimi kosztami i ciężko było uzyskać potrzebne do nich paliwo oraz materiały. Dlatego technologia ta nie budziła wielkiego zainteresowania aż do połowy XX wieku, kiedy to ogniwa paliwowe zaczęto instalować w amerykańskich statkach kosmicznych. Dzisiaj technologię tę nadal wykorzystuje się do zasilania statków kosmicznych w energię elektryczną, ale po udoskonaleniu znalazła też sporo „przyziemnych” zastosowań.

Obecnie trwają prace nad udoskonaleniem ogniw paliwowych, by mogły zastąpić silniki spalinowe w pojazdach, dostarczać energii do budynków mieszkalnych i biurowych, a także zasilać niewielkie urządzenia elektryczne, na przykład telefony komórkowe czy laptopy. Niestety, jak dotąd energia uzyskiwana ze stacjonarnych ogniw paliwowych jest przeszło cztery razy droższa niż energia uzyskiwana z paliw kopalnych. Jednak w rozwój tej nowej technologii inwestuje się setki milionów dolarów.

Gdyby ludzkość zaczęła powszechnie korzystać ze źródeł czystej energii, niewątpliwie zyskałoby na tym środowisko naturalne. Ale na przeszkodzie takiemu rozwiązaniu prawdopodobnie wciąż będą stały wysokie koszty. W raporcie IEO2003 czytamy: „Spodziewany wzrost zapotrzebowania na energię (...) w największym stopniu będzie dotyczył paliw kopalnych (ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla), gdyż według prognoz ich ceny pozostaną stosunkowo niskie i koszt uzyskania energii z innych źródeł nie będzie mógł z nimi konkurować”.

[Ilustracja na stronie 9]

Samochód zasilany ogniwami paliwowymi, rok 2004

[Prawa własności]

Mercedes-Benz USA

[Prawa własności do ilustracji, strona 8]

DOE Photo