fot. shutterstock

fot. shutterstock (fot. shutterstock)

Zielona energia, czyli właściwie co? Jak działają technologie produkujące prąd z ekologicznych źródeł?

W ostatnim czasie wiele mówi się na temat bardziej ekologicznych źródeł energii. Nic dziwnego. Dająca o sobie coraz bardziej znać katastrofa klimatyczna nie pozostawiła nam większego wyboru i dalsze zmiany w kierunku zwiększenia udziału zielonej energii są nieuniknione. Czym jest zatem zielona energia i jak jest produkowana?

Naukowcy są zgodni. Katastrofa klimatyczna na Ziemi trwa już od kilku lat, a odpowiedzialni za ten stan rzeczy jesteśmy my - ludzie. Wszystko dlatego, że od momentu rewolucji przemysłowej do mniej więcej połowy XX wieku niemalże nie zastanawialiśmy się nad długofalowymi skutkami swoich działań.  

Katastrofa klimatyczna już trwa  

Emisja gigantycznych ilości dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych do atmosfery poprzez efekt cieplarniany doprowadziła już do wzrostu średniej temperatury na Ziemi o jeden stopień Celsjusza względem stanu sprzed ery industrialnej. Obecnie walka toczy się o to, aby nie przekroczyć progu 1,5 stopnia. Przy dwóch stopniach skutki działań człowieka będą katastrofalne. Również dla nas samych. 
 
Poza transportem lotniczym i kołowym, jednym z źródeł szkodliwych dla środowiska gazów cieplarnianych jest energetyka, a zwłaszcza produkcja energii elektrycznej, której z biegiem lat wykorzystujemy na świecie coraz więcej. 
 
Tradycyjnie pozyskiwana była głównie w procesie spalania węgla (niezwykle szkodliwy, a mało efektywny sposób wytwarzania prądu). Obecnie energię elektryczną w coraz większym stopniu staramy się pozyskiwać się z alternatywnych, zdecydowanie mniej dewastujących środowisko źródeł.

Zielona energia i odnawialne źródła energii 

Opinia publiczna zna dwa często przewijające się terminy określające alternatywne źródła pozyskiwania prądu - zielona energia i odnawialne źródła energii (OZE). Warto wyjaśnić między nimi różnicę. 
 
Terminy te są niezwykle często wykorzystywane zamiennie, jednak ich znaczenie delikatnie się różni (a przynajmniej powinno). Określeniem OZE nazywamy wszystkie metody pozyskiwania energii, które nie prowadzą do znacznego (i długotrwałego) deficytu danego zasobu. Dlatego też do odnawialnych źródeł energii zaliczamy biomasę i biogaz. Spalanie biopaliw również wydziela pewną ilość dwutlenku węgla (trwają debaty na temat tego, czy wykorzystywanie biopaliw jest czystsze niż spalanie paliw kopalnych). 
 
W przypadku zielonej energii mówimy raczej o procesach, które nie prowadzą do wydzielania gazów cieplarnianych (w samym procesie wytwarzania prądu) lub robią to w minimalnym stopniu. Wyróżniamy trzy główne źródła takiego, ekologicznego prądu - energia wiatrowa, wodna i słoneczna.

Trzy filary zielonej energii  

Przy wszystkich trzech metodach warto się na chwile zatrzymać i pomyśleć nad tym, jak wygląda proces wytwarzania takiej zielonej energii. W przypadku energii wodnej naszym głównym sprzymierzeńcem jest grawitacja. Korzystamy (zazwyczaj) bowiem z faktu, że spływająca z wyżej położonych miejsc woda napędza turbinę, która następnie produkuje prąd. W podobny sposób wytwarzana jest energia m.in. z węgla czy atomu, jednak samo jej źródło jest inne (spalanie węgla lub rozszczepianie jąder atomów generuje ciepło, które podgrzewa wodę i wytwarza parę wodną, która napędza turbinę). 
 
Elektrownie wodne dzielimy na takie, które korzystają z wody przepływającej w naturalny sposób (np. w rzece lub w czasie pływów), spiętrzanej przez zaporę lub w zamkniętych zbiornikach. W ostatnim z przypadków, aby wodę dostarczyć powrotnie do wyżej położonego zbiornika, trzeba zużyć pewną ilość energii elektrycznej. Zależnie od tego, jak zostanie ona wyprodukowana, metoda ta jest bardziej lub mniej zielona. 
 
W przypadku elektrowni wiatrowej technologie zastosowane do produkcji prądu nie są znacząco różne. Energię pozyskujemy z wiejącego wiatru, który napędza turbinę wiatrową i - za pomocą generatora - wytwarza energię elektryczną. Ponownie jest to bardzo czyste źródło energii, jednak ilość wyprodukowanego prądu jest silnie zależne od warunków pogodowych. 
 
Trzeci ze sposobów to energia słoneczna. Nasza dzienna gwiazda wytwarza energię w procesie fuzji jądrowej, a więc przemianie lżejszych pierwiastków w cięższe (przez większość życia gwiazdy jest to synteza wodoru w hel). Słońce wypromieniowuje gigantyczne ilości energii, jednak tylko niewielka jej część dociera do Ziemi stale oświetlając połowę naszej planety. 
 
Energię promieniowania słonecznego możemy wykorzystać na kilka sposobów - np. do ocieplenia wody, która może posłużyć do ogrzania budynków lub wytworzenia pary wodnej, która napędzi turbinę i wygeneruje energię elektryczną. 
 
Światło słoneczne możemy też przemienić na energię elektryczną dzięki ogniwom fotowoltaicznym. Pod wpływem fotonów z promieniowania słonecznego, w ogniwach przemieszczane są elektrony, które powodują pojawienie się napięcia elektrycznego. Odpowiednio duża liczba zestawionych ze sobą ogniw tworzy instalację fotowoltaiczną, która może mieć bardzo różną moc. Największa tego typu elektrownia w prowincji Qinghai w Chinach osiąga w szczycie 2,2 GW mocy. Pod tym względem elektrownie słoneczne nie odstają więc od większości konwencjonalnych. 
 
Co więcej, dzięki łatwej dostępności energii słonecznej, znacznemu podwyższeniu efektywności ogniw fotowoltaicznych, a także wciąż spadającym cenom tego typu instalacji, w ostatnich latach są one bardzo chętnie wykorzystywane do zasilania domów jednorodzinnych, zakładów pracy, fabryk i wielu budynków w przestrzeni publicznej. 
 
Obecnie zielona energia jest coraz chętniej wykorzystywana na całym świecie. Szczególnie mocno stawiają na nią w swoim miksie energetycznym niektóre kraje Unii Europejskiej (m.in. Szwecja czy Finlandia) i inne wysoce rozwinięte państwa (np. Szwajcaria, Norwegia).  
 
W Polsce prawie 80 proc. energii opiera się na spalaniu węgla (kamiennego i brunatnego), a udział OZE wciąż jest stosunkowo niewielki. Dlatego tak ważne jest, aby starać się korzystać z zielonej energii oraz usług firm, które przyczyniają się do zielonej rewolucji w energetyce.