A környezeti válság napról napra felgyorsul. A bolygó szennyezése és a fosszilis erőforrások kiaknázása tagadhatatlan katasztrófák nyomát hagyja a légkörben, a vízben és a talajban. Ezek a gyakorlatok nemcsak kimerítik a természeti erőforrásokat, hanem negatívan hatnak a biológiai sokféleségre és a globális éghajlatra is. Ezért elengedhetetlen, hogy olyan alternatív energiákat azonosítsunk és alkalmazzunk, amelyek a környezet károsítása nélkül képesek kielégíteni energiaszükségletünket.
Megújuló és alternatív energiák A fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünk csökkentésének egyik legéletképesebb megoldásaként gyorsan teret hódítanak. Míg a megújuló energiák, mint például a nap-, szél- és geotermikus energia már most is döntő szerepet játszanak a globális energiagazdaságban, ma már a egyéb alternatív energiák amelyek fejlesztése vagy kutatása folyamatban van, és amelyek a jövőben szintén jelentős hatással lesznek az energia fenntarthatóságára.
Okok alternatív energiák keresésére
A fosszilis tüzelőanyagok kimerülése nem új keletű. Elérkeztünk ahhoz a ponthoz, ahol a fosszilis erőforrások, például az olaj, a szén és a gáz fogyasztása meghaladta a bolygó regenerációs képességét, ami súlyos éghajlatváltozást okoz. Az üvegházhatású gázok kibocsátása továbbra is riasztó szintre emelkedik, ami hozzájárul a globális hőmérsékleti minták változásaihoz, a tengerszint emelkedéséhez és a szélsőséges időjárási eseményekhez.
Klímaváltozás Nem ez az egyetlen oka annak, hogy alternatívákat keressünk. A hagyományos energiatermelést környezeti és gazdasági hátrányok sújtják. A fosszilis tüzelőanyagok szennyező hulladékot termelnek, míg az alternatív energiák, például a biomassza, a nap- és a szélenergia lehetőséget kínálnak a tisztább és hatékonyabb energiamodell felé való elmozdulásra. A hagyományos megújuló energiákon kívül, mint például a szél- vagy a napenergia, léteznek más források is fenntartható alternatív energia amelyek alapvető változást ígérnek a globális energiapiacon. Az alábbiakban megvizsgálunk néhányat a legígéretesebbek közül.
Sós víz
Az egyik leginnovatívabb javaslat az energia sós vízből történő kinyerése. Ez a technológia, más néven tengeri ozmózis energiája, kihasználja az édesvíz és a sós víz közötti koncentrációkülönbség természeti jelenségét elektromos áram előállítására. A legtöbbet tanulmányozott folyamat ennek eléréséhez fordított elektrodialízis, amely lehetővé teszi az energia kinyerését, amikor az édesvíz és a sós víz speciális membránokon keresztül keveredik.
A mai napig a fő kihívást az édesvíz elérhetősége és a tengervíz sótalanításával járó magas energiaköltségek jelentette. A membrántechnológia fejlődése azonban növelte ennek az eljárásnak a hatékonyságát, így ez egy érdekes lehetőség a jövőben. 2009-ben Norvégia avatta fel a világ első ozmotikus erőművét.
Heliokultúra
A heliokultúra olyan technika, amely fotoszintetikus organizmusokat használ fel az üzemanyagok fenntartható előállítására. Szén-dioxid, sós víz (alacsony koncentrációjú sós víz) és napfény összekeverésével lehetséges a generálás szénhidrogén üzemanyag a jelenlegi fosszilis tüzelőanyag-alapú eljárások negatív hatása nélkül.
Ezt úgy érik el, hogy utánozzák a természetes fotoszintézis folyamatot növényekben és anaerob szervezetekben, amelyek ezeket az elemeket energiatartalékokká alakítják át. A hagyományos üzemanyagokkal ellentétben, amelyek vegyi finomítási eljárásokat igényelnek, a heliokultúra tiszta és közvetlen megoldást kínál az energiatermelésre. Még több kutatásra van szükség a termelés méretarányos növeléséhez, de már most is életképes alternatívának tekintik a nehézszállítás és az ipar jövője szempontjából.
Piezoelektromosság
A piezoelektromosság az alternatív energia másik innovatív típusa. Kihasználja bizonyos kristályos anyagok tulajdonságait, amelyek nyomásnak vagy mechanikai változásnak kitéve elektromos töltést generálnak. Ezt a jelenséget nagy sűrűségű városi környezetben lehet kihasználni az emberi mozgásból származó energia kinyerésére. Képzelje el, hogy áramot termel, miközben egyszerűen lesétál egy zsúfolt járdán, vagy lehajt egy piezoelektromos anyagokból készült úton.
Telepítése piezoelektromos felületek stratégiai helyszíneken, például vasútállomásokon, repülőtereken vagy bevásárlóközpontokban újszerű módja lehet a kis léptékű megújuló energiatermelésnek. Emellett olyan okoscsempéket fejlesztenek ki, amelyeket utcára vagy akár saját otthonunkba is beépíthetünk.
Tengeri hőenergia
Ez az alternatíva a felszíni vizek és az óceán mélyvizei közötti hőmérséklet-különbségen alapul az energia előállításához. Az átalakító üzemek óceán hőenergiája (OTEC) ezzel a termikus gradienssel hajtott gőzturbinákat használnak tiszta villamos energia előállítására. Bár az OTEC technológiát több mint egy évszázada javasolták, a tengeri infrastruktúra legújabb technológiai fejlődése megnövelte annak életképességét.
Manapság az OTEC üzemeket trópusi területeken építik és tesztelik, ahol jelentősek a hőmérsékleti különbségek. A fő akadályt továbbra is az infrastruktúra magas költsége jelenti, de hosszú távon ez az energiatípus életképes és tiszta megoldást jelenthet.
Égő sziklák
A geotermikus energia a megújuló energia egyik leghatékonyabb és legfenntarthatóbb formája, és a földkéregben jelen lévő forró kőzetekből történő felhasználása folyamatosan növekszik. A Föld köpenyéből származó hő nagy mélységben felmelegít bizonyos kőzeteket, és hideg víz szivattyúzásával ezekre a sziklákra gőz keletkezik, amely aztán turbinákat hajt, hogy elektromosságot termeljenek.
geotermikus növények Szabályozhatók, és lehetővé teszik az állandó és kiszámítható energiatermelést, ami vonzó lehetőséget kínál a stabil energiaigény fedezésére. Ezen túlmenően nem vonatkoznak rájuk ugyanazok a korlátozások, mint a többi időszakosan megújuló energiaforrásra, mint például a napenergia vagy a szél.
Párolgási energia
A kutatók olyan technológiákat fejlesztettek ki, amelyek a víz természetes párolgási folyamatát használják ki elektromos áram előállítására. Ez a párolgási energia olyan eszközök kifejlesztésén alapul, amelyek rögzítik a víz felszínről való elpárolgása során keletkező energiát. Ez az energiarendszer különösen ígéretes azokon a területeken, ahol bőséges víztestek találhatók, például tavak és folyók. Bár még csak kísérleti fázisban van, a párolgási energia példátlan megoldást kínálhat az energiatermelésre a magas víztartalmú régiókban anélkül, hogy nagy infrastruktúra kiépítésére lenne szükség.
Örvény rezgések
Ez a technológia az óceáni áramlatok által generált energia felfogásán alapul, amelyek örvényeket hoznak létre, miközben a szerkezetek körül áramlanak. Ezeknek az örvényeknek a váltakozó mozgása mechanikai energiává alakítható rezgéseket generál, amelyek alkalmasak az elektromosság előállítására képes turbinák mozgatására. Bár a koncepció viszonylag új, számos prototípus örvényes energiatermelés kimutatták, hogy ez egy ígéretes lehetőség az állandó óceáni áramlatokkal rendelkező területek számára. Legfőbb előnye, hogy nem igényel nagy sebességkülönbséget, így enyhe sodrású tengerparti környezetben is életképes.
Földön kívüli napenergia
Bár úgy tűnhet, hogy ez valami sci-fi, a szakértők már vizsgálják, hogyan lehet kihasználni a nap az űrben energiát termelni. Az ötlet az, hogy a napelemeket a Föld légkörén kívül helyezzék el, ahol nem érintik őket az éjszaka, a felhők vagy az évszakok. Ily módon a nap 24 órájában hatékonyan lehetne begyűjteni a napenergiát. A Föld körül keringő szoláris műholdak fejlesztésének előrehaladása lehetőséget teremt arra, hogy ezt az energiát mikrohullámok segítségével visszajuttassa a felszínre. Ez a technológia, bár még fejlesztési fázisban van, forradalmasíthatja az energiatermelés és -elosztás módját, megoldva a hagyományos napenergia egyik nagy kihívását: az időszakosságát.
Az alternatív energiák által kínált lehetőségek egy olyan jövő elé állítanak bennünket, amelyben diverzifikált, a fosszilis tüzelőanyagoktól nem függő, környezetünket kímélő energiarendszereink lehetnek, miközben garantálják az energiabiztonságot.