Il degrado ambientale e l’esaurimento delle risorse naturali ci fanno pensare a come ottenere elettricità e calore da fonti rinnovabili..
Questo articolo parla di come funziona l’energia alternativa e perché molti paesi la scelgono..
Cos’è l’energia alternativa??
L’energia è rinnovabile (alternativa) e non rinnovabile (tradizionale).
Le fonti alternative di energia sono i normali fenomeni naturali, risorse inesauribili che vengono prodotte naturalmente. Questa energia è anche chiamata rigenerativa o “verde”.
Le fonti non rinnovabili sono petrolio, gas naturale e carbone. Stanno cercando un rimpiazzo perché possono finire. Il loro uso è anche associato alle emissioni di anidride carbonica, all’effetto serra e al riscaldamento globale..
L’umanità riceve energia, principalmente a causa della combustione di combustibili fossili e del funzionamento delle centrali nucleari. Energia alternativa: si tratta di metodi che forniscono energia in modo più ecologico e fanno meno danni. È necessario non solo per scopi industriali, ma anche in case semplici per riscaldamento, acqua calda, illuminazione, elettronica.
Risorse energetiche rinnovabili
- luce del sole
- Correnti d’acqua
- Vento
- Le maree
- Biocarburante (combustibile proveniente da materie prime vegetali o animali)
- Calore geotermico (viscere della terra)
Tipi alternativi di energia
1. Energia solare
Uno dei più potenti tipi di fonti energetiche alternative. Molto spesso, viene convertito in elettricità da pannelli solari. L’intero pianeta ha abbastanza energia per tutto l’anno che il sole manda sulla Terra in un giorno. Tuttavia, la produzione annua totale di elettricità nelle centrali solari non supera il 2%.
I principali svantaggi sono la dipendenza dal tempo e dall’ora del giorno. Per i paesi del nord, l’estrazione di energia solare non è redditizia. Le strutture sono costose, devono essere “curate” e smaltite nel tempo le fotocellule stesse, che contengono sostanze tossiche (piombo, gallio, arsenico). Enormi aree richieste per rese elevate.
L’elettricità solare viene distribuita dove è più economica del solito: isole e fattorie abitate remote, stazioni spaziali e marittime. Nei paesi caldi con tariffe elettriche elevate, può coprire la necessità di una casa normale. Ad esempio, in Israele, l’80% dell’acqua è riscaldata dall’energia solare..
Le batterie sono installate anche su veicoli senza pilota, aeroplani, dirigibili, Treni Hyperloop.
2. Energia eolica
Le riserve di energia eolica sono 100 volte maggiori delle riserve di energia di tutti i fiumi del pianeta. Le stazioni del vento aiutano a convertire il vento in energia elettrica, termica e meccanica. L’attrezzatura principale è generatori eolici (per la generazione di elettricità) e mulini a vento (per l’energia meccanica).
Questo tipo di energia rinnovabile è ben sviluppato, soprattutto in Danimarca, Portogallo, Spagna, Irlanda e Germania. All’inizio del 2016, la potenza di tutti i generatori eolici ha superato la capacità totale installata di energia nucleare.
Lo svantaggio è che non può essere controllato (l’energia eolica è instabile). Anche le turbine eoliche possono causare interferenze radio e influenzare il clima, perché prendono parte dell’energia cinetica del vento – tuttavia, gli scienziati non sanno ancora se questo è buono o cattivo.
3. Energia idroelettrica
Per convertire il movimento dell’acqua in elettricità, sono necessarie centrali idroelettriche (centrali idroelettriche) con dighe e bacini idrici. Sono posizionati su fiumi con un forte flusso che non si secca. Le dighe sono costruite per raggiungere una certa pressione dell’acqua – fa muovere le pale di una turbina idraulica e aziona generatori elettrici.
È più costoso e più difficile costruire centrali idroelettriche rispetto alle centrali convenzionali, ma il prezzo dell’elettricità (nelle centrali idroelettriche russe) è due volte inferiore. Le turbine possono funzionare in diverse modalità di alimentazione e controllare la generazione di elettricità..
4. Energia delle onde
Esistono molti modi per generare elettricità dalle onde, ma solo tre funzionano in modo efficace. Differiscono nel tipo di installazione sull’acqua. Queste sono camere, la cui parte inferiore è immersa in acqua, galleggianti o installazioni con un atollo artificiale.
Tali centrali a onda trasmettono l’energia cinetica delle onde del mare o dell’oceano via cavo a terra, dove viene convertita in elettricità in stazioni speciali.
Questo tipo viene utilizzato un po ‘- 1% di tutta la produzione di elettricità nel mondo. I sistemi sono anche costosi e hanno bisogno di un comodo accesso all’acqua, che non tutti i paesi hanno..
5. L’energia delle maree
Questa energia viene prelevata dall’aumento e dalla caduta naturali del livello dell’acqua. Le centrali elettriche sono installate solo lungo la costa e la goccia d’acqua dovrebbe essere di almeno 5 metri. Le stazioni di marea, le dighe e le turbine sono costruite per generare elettricità.
I flussi e riflussi sono ben compresi, quindi questa fonte è più prevedibile rispetto agli altri. Ma l’adozione della tecnologia è stata lenta e la loro quota nella produzione globale è ridotta. Inoltre, i cicli di marea non sempre soddisfano la norma del consumo di elettricità..
6. L’energia del gradiente di temperatura (energia idrotermale)
L’acqua del mare ha una temperatura diversa in superficie e nelle profondità dell’oceano. Usando questa differenza, ottengono elettricità.
La prima installazione, che fornisce elettricità a causa della temperatura dell’oceano, è stata realizzata nel 1930. Ora ci sono centrali oceaniche di tipo chiuso, aperto e combinato negli Stati Uniti e in Giappone.
7. L’energia della diffusione liquida
Questo è un nuovo tipo di fonte di energia alternativa. Una centrale osmotica installata alla foce del fiume controlla la miscelazione di sale e acqua dolce ed estrae energia dall’entropia dei liquidi..
L’equalizzazione della concentrazione di sale produce una sovrapressione che innesca la rotazione della turbina. Mentre esiste solo una di queste centrali in Norvegia.
8. Energia geotermica
Le stazioni geotermiche assorbono l’energia interna della Terra: acqua calda e vapore. Sono collocati in aree vulcaniche in cui l’acqua è in superficie o puoi raggiungerla perforando un pozzo (da 3 a 10 km.).
L’acqua recuperata riscalda gli edifici direttamente o attraverso un’unità di scambio termico. Inoltre viene convertito in elettricità quando il vapore caldo ruota una turbina collegata a un generatore elettrico.
Svantaggi: prezzo, minaccia alla temperatura terrestre, emissioni di anidride carbonica e idrogeno solforato.
La maggior parte delle stazioni geotermiche negli Stati Uniti, nelle Filippine, in Indonesia, in Messico e in Islanda.
9. Combustibile biologico
La bioenergia riceve elettricità e calore dai combustibili della prima, seconda e terza generazione.
- La prima generazione è costituita da biocarburanti solidi, liquidi e gassosi (gas proveniente dal trattamento dei rifiuti). Ad esempio legna da ardere, biodiesel e metano.
- La seconda generazione – combustibile derivato dalla biomassa (residui di materiale vegetale o animale o colture appositamente coltivate).
- Terza generazione – Biocarburante di alghe.
I biocarburanti di prima generazione sono facili da ottenere. I residenti rurali hanno installato impianti di biogas in cui la biomassa si sposta alla giusta temperatura.
Il modo più tradizionale e il combustibile più antico è la legna da ardere. Ora per la loro produzione, le foreste energetiche sono piantate da alberi a rapida crescita, pioppo o eucalipto..
Pro e contro di energia alternativa
La principale prospettiva di fonti alternative è l’esistenza dell’umanità, anche in condizioni di grave carenza di petrolio, gas e carbone.
Benefici:
- Disponibilità: non è necessario possedere giacimenti di petrolio o gas. È vero, questo non si applica a tutte le specie. I paesi senza sbocco sul mare non possono ricevere energia delle onde e la geotermia può essere convertita solo in aree vulcaniche.
- Rispetto dell’ambiente: quando vengono generati calore ed elettricità, non ci sono emissioni nocive nell’ambiente.
- Risparmio: l’energia ricevuta ha un basso costo.
Svantaggi e problemi:
- Spesa in fase di costruzione e manutenzione – le attrezzature e le forniture sono costose. Per questo motivo, il prezzo finale dell’elettricità aumenta, quindi non è sempre economicamente giustificato. Ora il compito principale degli sviluppatori è ridurre il costo delle installazioni.
- Dipendenza da fattori esterni: è impossibile controllare la forza del vento, il livello delle maree, il risultato del trattamento dell’energia solare dipende dalla geografia del paese.
- Bassa efficienza e bassa potenza degli impianti (tranne la centrale idroelettrica). La capacità generata non corrisponde sempre al consumo.
- Impatto sul clima. Ad esempio, la domanda di biocarburanti ha ridotto l’area seminata per le colture alimentari e le dighe per le centrali idroelettriche hanno cambiato la natura della pesca.
Energia rinnovabile nel mondo
Il principale consumatore di fonti di energia rinnovabile è l’Unione Europea. In alcuni paesi, l’energia alternativa genera quasi il 40% di tutta l’elettricità. Diverse misure di supporto hanno già messo radici lì: tariffe di sconto per il collegamento e il rimborso di denaro per l’acquisto di attrezzature. I paesi dell’Est e degli Stati Uniti non sono molto indietro.
Germania
Il 40% dell’elettricità in Germania proviene da fonti rinnovabili. È leader nel numero di turbine eoliche che generano il 20,4% di elettricità. La quota rimanente ricade su energia idroelettrica, bioenergia ed energia solare. Il governo tedesco ha stabilito un piano: generare l’80% di energia da fonti alternative entro il 2050, ma non vuole ancora chiudere le centrali nucleari.
Islanda
L’Islanda ha molta acqua calda, perché si trova in una zona di attività vulcanica. Il paese fornisce l’85% delle case con riscaldamento da fonti geotermiche e copre il 65% del fabbisogno di elettricità della popolazione. Il potere delle fonti è così grande che vogliono stabilire esportazioni di energia nel Regno Unito.
Svezia
Dopo la crisi petrolifera del 1973, il paese iniziò a cercare altre fonti di energia. Tutto è iniziato con centrali idroelettriche e centrali nucleari. Gli svedesi hanno spesso criticato Greenpeace a causa delle centrali nucleari, ma la quota di energia proveniente dalle centrali nucleari non è aumentata dalla fine degli anni ’80.
Dagli anni ’90, la Svezia costruisce parchi eolici offshore in mare. È stata introdotta una tassa aggiuntiva per le emissioni di carbonio nell’atmosfera e ci sono incentivi per i produttori di energia eolica, solare e bioenergia.
La Svezia sta inoltre attivamente utilizzando l’energia prodotta dal trattamento dei rifiuti e prevede addirittura di acquistarla dai paesi vicini per abbandonare il petrolio. Alcune città ricevono calore dagli inceneritori.
Cina
In Cina, la più potente centrale idroelettrica del mondo è Three Gorges. A partire dal 2018, è l’edificio più grande in termini di massa. La sua diga in calcestruzzo continua pesa 65,5 milioni di tonnellate. Nel 2014, la stazione ha registrato un record per il mondo 98,8 miliardi di kWh.
Qui si trovano anche le maggiori risorse eoliche (tre quarti di esse vengono consegnate al mare). Entro il 2020, il paese prevede di generare 210 GW con il loro aiuto..
Esistono ancora 2.700 fonti geotermiche e costituiscono il 63% dei dispositivi per la conversione dell’energia solare. La Cina è al terzo posto tra i biocarburanti a base di etanolo.
Energia alternativa in Russia
La diversa posizione geografica delle regioni e le specifiche delle zone climatiche in Russia non consentono di sviluppare questo settore in modo uniforme. Non ci sono investimenti e ci sono lacune nella legge.
Tipi di energia rinnovabile in Russia
Energia solare
È utilizzato sia su scala industriale che tra la popolazione locale come riserva o fonte principale di calore ed elettricità. La capacità di tutti gli impianti solari è di 400 MW, di cui il più grande nelle regioni di Samara, Astrakhan, Orenburg e Crimea. Il SES più potente è Vladislavovka (Crimea). Stiamo ancora sviluppando progetti per la Siberia e l’Estremo Oriente.
Energia eolica
L’energia eolica rinnovabile in Russia si presenta un po ‘peggio del solare, anche se ci sono impianti industriali. La capacità totale dei generatori eolici nel nostro paese è di 183,9 MW (0,08% dell’intero sistema energetico). La maggior parte delle installazioni si trova in Crimea e la più potente è ad Adygea – “Adygea Wind Farm”.
L’energia idroelettrica
Questa è la fonte di energia alternativa più popolare in Russia. Circa 200 centrali idroelettriche fluviali generano fino al 20% di tutta l’energia nel paese. Dal 1968, esiste una centrale elettrica di marea nella baia di Kislaya nella regione di Murmansk – Kislogubskaya PES. La più grande centrale idroelettrica si trova sul fiume Yenisei – “Sayano-Shushenskaya”.
Energia geotermica
A causa dell’abbondanza di vulcani, questo tipo di energia è comune in Kamchatka. Lì, il 40% dell’energia consumata viene generata da fonti geotermiche. Secondo gli scienziati, il potenziale della Kamchatka è stimato in 5.000 MW e solo 80 MW di energia vengono generati ogni anno. Esistono anche stazioni geotermiche nelle Isole Curili, Stavropol e Krasnodar.
Biofuel
Il nostro paese è uno dei tre esportatori di pellet nel mercato europeo. In Russia ci sono piante che creano pellet e bricchette dai resti di legno, che vengono utilizzate per riscaldare caldaie e stufe.
I rifiuti agricoli vengono convertiti in combustibile liquido e biogas per motori diesel. Ma il gas di discarica non viene utilizzato affatto, viene semplicemente gettato nell’atmosfera, causando danni all’ambiente.
Aziende di energia rinnovabile
L’aumento degli investimenti nelle energie rinnovabili e il sostegno del governo aiutano molte aziende a fare affari con successo.
First solar inc.
Questa società americana è stata fondata nel 1990 ed è diventata famosa per la produzione di pannelli solari. Ora è la più grande azienda che vende moduli solari, fornisce attrezzature ed è responsabile dell’assistenza tecnica..
Vestas Wind Systems A / S
Il più antico produttore di generatori eolici dalla Danimarca. La società è stata fondata nel 1898 e oggi è riuscita a installare oltre 60 mila turbine eoliche in 63 paesi. Vestas vende singoli generatori, stazioni integrate e dispositivi di servizi.
Atlantica Yield PLC
Con sede a Londra, questa società possiede linee elettriche classiche, stazioni solari e eoliche in Nord America, Spagna, Algeria, Sud America e Sudafrica..
ABB Ltd. Boveri marrone asea
Una società svedese-svizzera nota per motori automobilistici, generatori e robotica. Dal 1999, il marchio è impegnato nella conversione dell’energia solare ed eolica. Nel 2013, la società è diventata leader mondiale nelle apparecchiature per l’energia fotovoltaica..
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Cos’è l’energia alternativa? Potresti darmi una breve spiegazione su cosa sia e come funzioni? Sono interessato a comprendere meglio le fonti energetiche alternative e il loro impatto sull’ambiente. Grazie!
L’energia alternativa si riferisce alle fonti di energia diverse da quelle tradizionali, come il petrolio, il gas naturale e il carbone. Le fonti di energia alternative comprendono l’energia solare, l’energia eolica, l’energia idroelettrica, l’energia geotermica e l’energia delle biomasse. Queste fonti sfruttano risorse rinnovabili e abbondanti sulla Terra, riducendo l’impatto ambientale rispetto alle fonti fossili. L’energia solare converte la luce del sole in energia elettrica attraverso pannelli fotovoltaici, mentre l’energia eolica utilizza l’energia del vento per far girare le pale di turbine e produrre elettricità. L’energia idroelettrica sfrutta la forza dell’acqua in movimento per generare energia, mentre l’energia geotermica sfrutta il calore interno della Terra. Infine, l’energia delle biomasse utilizza materiali organici come legna e scarti agricoli per generare calore o elettricità. Queste fonti alternative hanno ridotto emissioni di gas serra e inquinamento, contribuendo a preservare l’ambiente e a garantire una sostenibilità energetica a lungo termine.
L’energia alternativa comprende fonti diverse dal petrolio, gas e carbone. Includono l’energia solare, eolica, idroelettrica, geotermica e delle biomasse. Queste fonti sfruttano risorse abbondanti e rinnovabili, riducendo l’impatto ambientale e le emissioni di gas serra. L’energia solare converte la luce solare in energia elettrica, mentre quella eolica utilizza l’energia del vento. L’energia idroelettrica sfrutta il movimento dell’acqua, mentre quella geotermica sfrutta il calore interno della Terra. Infine, l’energia delle biomasse utilizza materiali organici per generare calore o elettricità. Queste fonti contribuiscono a preservare l’ambiente e a garantire una sostenibilità energetica a lungo termine.
Cos’è l’energia alternativa? Mi chiedo quale sia la definizione di questo termine e quali siano le diverse fonti di energia considerate “alternative”. Sono curioso di sapere se queste fonti siano più sostenibili ed eco-friendly rispetto alle fonti tradizionali e se sia in corso un’adozione più ampia delle energie alternative in Italia. Quali vantaggi e svantaggi comporta l’utilizzo di queste fonti? Spero di poter approfondire questa tematica e comprendere meglio il ruolo che l’energia alternativa può svolgere nella salvaguardia ambientale e nello sviluppo sostenibile.