พลังงานทางเลือกคืออะไร

Send

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพลังงานทางเลือกเป็นเรื่องที่น่าสนใจและถกเถียงกันอย่างเข้มข้น ต้องขอบคุณการคุกคามของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความจริงที่ว่าอุณหภูมิโลกโดยเฉลี่ยยังคงเพิ่มขึ้นทุกปีการขับเคลื่อนเพื่อค้นหารูปแบบของพลังงานที่จะช่วยลดการพึ่งพาของมนุษย์ต่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถ่านหินและวิธีการอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดมลพิษ

ในขณะที่แนวความคิดส่วนใหญ่สำหรับพลังงานทดแทนไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาปัญหาได้กลายเป็นเรื่องเร่งด่วน และด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีและการผลิตต้นทุนของพลังงานทดแทนรูปแบบส่วนใหญ่ลดลงในขณะที่ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น แต่พลังงานทางเลือกคืออะไรและโอกาสที่มันจะกลายเป็นกระแสหลักคืออะไร?

ความหมาย:

โดยธรรมชาติแล้วมีการถกเถียงกันว่า "พลังงานทางเลือก" หมายถึงอะไรและสามารถนำไปใช้กับอะไรได้บ้าง ในอีกด้านหนึ่งคำนี้สามารถอ้างถึงรูปแบบของพลังงานที่ไม่เพิ่มการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของมนุษยชาติ ในแง่นี้มันอาจรวมถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังน้ำและแม้แต่สิ่งต่าง ๆ เช่นก๊าซธรรมชาติและ "ถ่านหินสะอาด"

ในทางกลับกันคำนี้ยังใช้เพื่ออ้างถึงสิ่งที่กำลังพิจารณาในปัจจุบันว่าเป็นวิธีการที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมของพลังงาน - เช่นแสงอาทิตย์ลมความร้อนใต้พิภพชีวมวลและส่วนเพิ่มเติมอื่น ๆ การจำแนกประเภทนี้ใช้วิธีการต่าง ๆ เช่นไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งมีมานานกว่าศตวรรษและเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับภูมิภาคต่างๆของโลก

ปัจจัยอีกประการหนึ่งคือแหล่งพลังงานทางเลือกได้รับการพิจารณาว่า "สะอาด" ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษที่เป็นอันตราย ตามที่ระบุไว้แล้วสิ่งนี้สามารถอ้างถึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ยังรวมถึงการปล่อยก๊าซอื่น ๆ เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไนโตรเจนออกไซด์และอื่น ๆ ภายในพารามิเตอร์เหล่านี้พลังงานนิวเคลียร์จะไม่ถือว่าเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกเพราะมันจะสร้างกากกัมมันตภาพรังสีที่เป็นพิษสูงและต้องเก็บไว้

อย่างไรก็ตามในทุกกรณีคำนี้ใช้เพื่ออ้างถึงรูปแบบของพลังงานที่จะมาแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลและถ่านหินเป็นรูปแบบการผลิตพลังงานที่โดดเด่นในทศวรรษหน้า

ประเภทของพลังงานทดแทน:

พูดอย่างเคร่งครัดมีพลังงานทดแทนหลายประเภท อีกครั้งคำจำกัดความกลายเป็นจุดยึดติดกันและคำนี้ถูกใช้ในอดีตเพื่ออ้างถึงวิธีการใด ๆ ที่ถือว่าไม่สำคัญในขณะนั้น แต่การใช้คำนี้ในวงกว้างเพื่อหมายถึงทางเลือกแทนถ่านหินและเชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นอาจรวมถึงสิ่งใดสิ่งหนึ่งหรือทั้งหมดต่อไปนี้:

hydroelectricity: สิ่งนี้หมายถึงพลังงานที่เกิดจากเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำที่ซึ่งน้ำที่ตกลงมา (เช่นแม่น้ำหรือลำคลอง) ถูกส่งผ่านอุปกรณ์เพื่อปั่นกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานนิวเคลียร์: พลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันช้า แท่งยูเรเนียมหรือธาตุกัมมันตรังสีอื่น ๆ ทำน้ำร้อนเพื่อผลิตไอน้ำซึ่งจะหมุนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานแสงอาทิตย์: พลังงานได้รับการควบคุมโดยตรงจากดวงอาทิตย์ซึ่งเซลล์แสงอาทิตย์ (โดยปกติประกอบด้วยแผ่นซิลิคอนและตั้งอยู่ในอาร์เรย์ขนาดใหญ่) แปลงรังสีของดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ในบางกรณีความร้อนที่เกิดจากแสงแดดถูกควบคุมเพื่อผลิตไฟฟ้าเช่นกันซึ่งเรียกว่าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์

พลังงานลม: พลังงานที่เกิดจากการไหลของอากาศที่กังหันลมขนาดใหญ่หมุนไปตามลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานความร้อนใต้พิภพ: พลังงานที่เกิดจากความร้อนและไอน้ำที่เกิดจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาในเปลือกโลก ในกรณีส่วนใหญ่นี้ประกอบด้วยท่อถูกวางไว้ในพื้นดินเหนือโซนที่ใช้งานทางธรณีวิทยาเพื่อช่องทางไอน้ำผ่านกังหันจึงสร้างกระแสไฟฟ้า

พลังคลื่น:พลังงานที่สร้างขึ้นโดยสายรัดไทดัลที่ตั้งอยู่รอบชายฝั่ง ที่นี่การเปลี่ยนแปลงทุกวันในกระแสน้ำทำให้น้ำไหลไปมาผ่านกังหันผลิตกระแสไฟฟ้าที่ถูกถ่ายโอนไปยังสถานีพลังงานตามแนวชายฝั่ง

ชีวมวล: สิ่งนี้หมายถึงเชื้อเพลิงที่ได้จากพืชและแหล่งชีวภาพ ได้แก่ เอธานอลกลูโคสสาหร่ายเชื้อราแบคทีเรียซึ่งสามารถทดแทนน้ำมันเบนซินเป็นแหล่งเชื้อเพลิงได้

ไฮโดรเจน: พลังงานที่ได้จากกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับก๊าซไฮโดรเจน สิ่งนี้อาจรวมถึงเครื่องฟอกไอเสียที่โมเลกุลของน้ำแตกออกและกลับมารวมตัวใหม่ด้วยกระแสไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ซึ่งก๊าซถูกใช้เพื่อให้พลังงานแก่เครื่องยนต์สันดาปภายในหรือทำให้ร้อนและใช้ในการหมุนกังหัน หรือฟิวชั่นนิวเคลียร์โดยที่อะตอมของไฮโดรเจนฟิวส์ภายใต้สภาวะควบคุมเพื่อปลดปล่อยพลังงานอย่างไม่น่าเชื่อ

พลังงานทางเลือกและพลังงานทดแทน:

ในหลายกรณีแหล่งพลังงานทางเลือกก็มีพลังงานหมุนเวียนเช่นกัน อย่างไรก็ตามข้อตกลงนั้นไม่สามารถใช้แทนกันได้อย่างสิ้นเชิงเนื่องจากความจริงที่ว่าพลังงานทดแทนหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับทรัพยากรที่มี จำกัด ตัวอย่างเช่นพลังงานนิวเคลียร์อาศัยยูเรเนียมหรือองค์ประกอบหนักอื่น ๆ ที่ต้องขุด

ในขณะเดียวกันลม, แสงอาทิตย์, น้ำขึ้นน้ำลง, พลังงานความร้อนใต้พิภพและไฟฟ้าพลังน้ำล้วนพึ่งพาแหล่งพลังงานทดแทนทั้งหมด รังสีของดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดของทุกคนและแม้ว่าจะถูก จำกัด ด้วยสภาพอากาศและการประวิงประจำตัวในแต่ละวันนั้นเป็นไม้ยืนต้น - และไม่สิ้นสุดจากจุดยืนของอุตสาหกรรม ลมยังเป็นค่าคงที่เนื่องจากการหมุนของโลกและการเปลี่ยนแปลงความดันในชั้นบรรยากาศของเรา

การพัฒนา:

ปัจจุบันพลังงานทางเลือกยังคงอยู่ในวัยเด็กอย่างมาก อย่างไรก็ตามภาพนี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากความกดดันทางการเมืองภัยพิบัติทางระบบนิเวศทั่วโลก (ภัยแล้งความอดอยากอุทกภัยกิจกรรมพายุ) และการปรับปรุงเทคโนโลยีพลังงานทดแทน

ตัวอย่างเช่นในปี 2015 ความต้องการพลังงานของโลกยังคงได้รับการจัดหาโดยแหล่งที่มาเช่นถ่านหิน (41.3%) และก๊าซธรรมชาติ (21.7%) ไฟฟ้าพลังน้ำและพลังงานนิวเคลียร์ประกอบด้วย 16.3% และ 10.6% ตามลำดับขณะที่ "พลังงานหมุนเวียน" (เช่นพลังงานแสงอาทิตย์ลมพลังงานชีวมวล ฯลฯ ) สร้างขึ้นเพียง 5.7%

สิ่งนี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจากปี 2556 เมื่อการบริโภคน้ำมันถ่านหินและก๊าซธรรมชาติทั่วโลกอยู่ที่ 31.1%, 28.9% และ 21.4% ตามลำดับ พลังงานนิวเคลียร์และพลังน้ำสร้างขึ้น 4.8% และ 2.45 ในขณะที่แหล่งพลังงานหมุนเวียนสร้างขึ้นเพียง 1.2%

นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มจำนวนข้อตกลงระหว่างประเทศเกี่ยวกับการควบคุมการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก เหล่านี้รวมถึง Directive Energy Directive ที่ลงนามโดยสหภาพยุโรปในปี 2009 ซึ่งกำหนดเป้าหมายสำหรับการใช้พลังงานหมุนเวียนสำหรับประเทศสมาชิกทั้งหมดสำหรับปี 2020

โดยทั่วไปข้อตกลงดังกล่าวระบุว่าสหภาพยุโรปเติมเต็มอย่างน้อย 20% ของความต้องการพลังงานทั้งหมดด้วยพลังงานทดแทนภายในปี 2563 และอย่างน้อย 10% ของเชื้อเพลิงการขนส่งของพวกเขามาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนภายในปี 2563 ในเดือนพฤศจิกายน 2559 คณะกรรมาธิการยุโรปได้ปรับปรุง ตั้งเป้าหมายว่าอย่างน้อย 27% ของความต้องการพลังงานของสหภาพยุโรปมาจากพลังงานทดแทนภายในปี 2573

ในปี 2558 อนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (UNFCCC) พบกันที่ปารีสเพื่อจัดทำกรอบการลดก๊าซเรือนกระจกและการจัดหาเงินทุนของพลังงานทางเลือกที่จะมีผลบังคับใช้ในปี 2563 สิ่งนี้นำไปสู่ข้อตกลงปารีส เป็นลูกบุญธรรมเมื่อวันที่ 12 ธันวาคม 2015 และเปิดให้ลงนามในวันที่ 22 เมษายน (วัน Earth Day) ปี 2559 ณ สำนักงานใหญ่สหประชาชาติในนิวยอร์ก

หลายประเทศและรัฐได้รับการกล่าวถึงก่อนหน้าความเป็นผู้นำของพวกเขาในด้านการพัฒนาพลังงานทดแทน ตัวอย่างเช่นในเดนมาร์กพลังงานลมให้ความต้องการไฟฟ้าสูงสุด 140% ของประเทศโดยมีการส่งมอบส่วนเกินไปยังประเทศเพื่อนบ้านเช่นเยอรมนีและสวีเดน

ไอซ์แลนด์ต้องขอบคุณที่ตั้งอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและภูเขาไฟที่ใช้งานได้บรรลุ 100% พึ่งพาพลังงานหมุนเวียนในปี 2012 ผ่านการรวมกันของพลังน้ำและพลังงานความร้อนใต้พิภพ ในปี 2559 นโยบายของเยอรมนีในการยุติการพึ่งพาน้ำมันและพลังงานนิวเคลียร์ส่งผลให้ประเทศประสบความสำเร็จในวันที่ 15 พฤษภาคม 2559 ซึ่งเกือบ 100% ของความต้องการใช้ไฟฟ้ามาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน

รัฐแคลิฟอร์เนียยังได้ก้าวย่างที่น่าประทับใจในแง่ของการพึ่งพาพลังงานหมุนเวียนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในปี 2009 ร้อยละ 11.6 ของกระแสไฟฟ้าทั้งหมดในรัฐมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นลมแสงอาทิตย์ความร้อนใต้พิภพชีวมวลและโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก ต้องขอบคุณหลาย ๆ โปรแกรมที่สนับสนุนให้เปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนการพึ่งพานี้เพิ่มขึ้นเป็น 25% ภายในปี 2558

ขึ้นอยู่กับอัตราการยอมรับในปัจจุบันแนวโน้มระยะยาวสำหรับพลังงานทางเลือกเป็นบวกอย่างมาก ตามรายงานของ 2014 โดย International Energy Agency (IEA) พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์จะคิดเป็น 27% ของความต้องการทั่วโลกภายในปี 2050 ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดเพียงแหล่งเดียว ในทำนองเดียวกันรายงานปี 2013 เกี่ยวกับพลังงานลมระบุว่าภายในปี 2050 ลมสามารถบัญชีมากถึง 18% ของความต้องการทั่วโลก

World Energy Outlook 2016 ของ IEA ยังอ้างว่าภายในปี 2583 ก๊าซธรรมชาติลมและแสงอาทิตย์จะทำให้เกิดถ่านหินและน้ำมันเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญ และบางคนถึงกับบอกว่า - ด้วยการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ลมและเทคโนโลยีพลังงานฟิวชั่น - เชื้อเพลิงฟอสซิลจะล้าสมัยในปี 2593

เช่นเดียวกับทุกสิ่งการยอมรับพลังงานทางเลือกนั้นค่อยเป็นค่อยไป แต่ด้วยปัญหาที่เพิ่มขึ้นของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกอัตราการใช้วิธีการที่สะอาดและเป็นทางเลือกได้กลายเป็นสิ่งที่ชี้แจงในช่วงไม่กี่ปี บางครั้งในช่วงศตวรรษนี้มนุษยชาติอาจไปถึงจุดที่จะกลายเป็นคาร์บอนที่เป็นกลางและไม่เร็วเกินไป!

เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับพลังงานทางเลือกสำหรับนิตยสารอวกาศ นี่คือพลังงานทดแทนประเภทต่าง ๆ , พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร, กังหันลมทำงานอย่างไร, โลกสามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมได้, พลังงานความร้อนใต้พิภพมาจากไหน? และประนีประนอมนำไปสู่การจัดการการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพลังงานทดแทนให้ดูที่พืชพลังงานทดแทนในอวกาศ และนี่คือลิงก์ไปยังเทคโนโลยีพลังงานทางเลือกเพื่อควบคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

นอกจากนี้เรายังได้บันทึกเรื่องราวของดาราศาสตร์ทุกเรื่องเกี่ยวกับดาวเคราะห์โลก ฟังที่นี่ตอนที่ 51: โลก

แหล่งที่มา: