Alternatywne źródła energii

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII Od początku lat 90-tych obserwuje się wzrost zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. Wykorzystanie energii słonecznej na świecie wzrosło dwukrotnie, wiatrowej czterokrotnie. Przynosi ono korzyści zarówno lokalnym społecznościom: zwiększa poziom bezpieczeństwa energetycznego, stwarza się nowe miejsca pracy, promuje rozwój lokalny, ale również a przede wszystkim ogranicza emisję dwutlenku węgla. Dużą szansą dla rozwoju jest konieczność realizacji zobowiązań wynikających z Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu i Protokołu z Kioto w sprawie redukcji dwutlenku węgla. Udział odnawialnych źródeł energii w bilansie paliwowo – energetycznym wynosi około 18%. W UE wskaźnik ten wynosi 6%,a rozwojowi sprzyja przyjęta strategia rozwoju odnawialnych źródeł energii. W wybranych państwach wygląda to następująco:Austria – 24,3%Dania – 7,3%Francja – 7,1%Niemcy – 1,8%Holandia1,4%Szwecja – 25,4%.Tak duże rozbieżności wynikają przede wszystkim z możliwości wykorzystania energii wodnej w krajach górzystych. W Austrii i Szwecji energia wodna stanowi 95% wykorzystania wszystkich źródeł energii. Oszacowanie procentu wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych jest trudne, nie ma bowiem oficjalnych danych na ten temat.Dlaczego tak ważne jest wykorzystywanie energii ze źródeł odnawialnych?Spalanie ropy i węgla prowadzi do zanieczyszczenia atmosferyJednym z ważniejszych wynalazków w historii cywilizacji była maszyna parowa Jamesa Watta - urządzenie, które zamienia ciepło w energię mechaniczną zastępującą pracę człowieka. Równie doniosłe było wynalezienie silnika spalinowego, żarówki, a w końcu urządzeń elektronicznych. Z tymi wynalazkami wiąże się ciągły wzrost zapotrzebowania na energię.Większość energii elektrycznej wytwarzamy, spalając paliwa kopalne - węgiel kamienny i brunatny, ropę naftową i gaz ziemny. W wyniku spalania powstaje dwutlenek węgla - gaz powodujący ocieplenie klimatu na Ziemi. Jego zawartość w atmosferze ciągle wzrasta. Paliwa kopalne zawierają też pewne ilości związków siarki. Podczas ich spalania powstają tlenki siarki, które mieszając się z parą wodną w atmosferze tworzą kwas siarkowy. Spada on w postaci. Elektrownie węglowe wytwarzają też dużo pyłu, unoszonego przez wiatry na duże odległości.Wszystkie paliwa kopalne, a przede wszystkim węgiel brunatny, zawierają pewną ilość siarki. Podczas ich spalania tworzy się dwutlenek siarki, który jest bezbarwnym gazem o ostrym, gryzącym zapachu. Powstaje on także przy wytopie metali z rud zawierających siarkę.Dwutlenek siarki jest trujący, wywołuje silne podrażnienie układu oddechowego. Bardzo wrażliwe na ten gaz są porosty nadrzewne. Dlatego uważa się je za dobre wskaźniki ilości tego gazu w powietrzu. Tak zwana skala porostowa pozwala w przybliżony, ale prosty sposób określić stopień skażenia powietrza dwutlenkiem siarki. Przy stężeniu tego gazu powyżej 170 ug SO2/1m2 (u = grecka mała litera mi, ale nie mam tego znaku na klawiaturze) nie rosną żadne porosty, co najwyżej kora drzew jest pokryta zielonym nalotem glonów. Najmniej wrażliwe są porosty skorupiaste, nieco bardziej - listkowate. Porosty krzaczkowate wymagają czystego powietrza, długie festony brodaczki spotykamy jedynie tam, gdzie powietrze jest "kryształowo" czyste. Tlenki siarki zakwaszają wodę deszczowąDwutlenek siarki w powietrzu utleniasię do trójtlenku siarki, który, łącząc się z parą wodną, tworzy kwas siarkowy. Zakwasza on silnie wodę deszczową, w wyniku czego powstają kwaśne deszcze, które są bardzo szkodliwe dla roślin. Uszkadzają liście, zmieniają odczyn gleby i przyczyniają się do wypłukiwania soli mineralnych. Ponadto, silnie zakwaszona gleba nie sprzyja rozwojowi grzybów, które współżyją z korzeniami drzew.Kwaśne deszcze są też dużym zagrożeniem dla jezior. Nagły dopływ silnie zakwaszonej wody, np. z topniejącego śniegu, może tak zmienić warunki życia w jeziorze, że zginą ryby i inne organizmy wodne. Silnie zakwaszona woda opadowa jest groźna nie tylkjo dla przyrody, ale i dla dóbr kultury. Wiele zabytków architektury i rzeźb zostało wykonanych ze skał zawierających węglan wania, np. z wapienia, marmuru i piaskowca. Kwas siarkowy rozkłada węglan wapnia, w wyniku czego kamień kruszy się.

Martwe, zakwaszone jeziora można spotkać w Szwecji i Norwegii, mimo, że w krajach tych kładzie się duży nacisk na ochronę środowiska i ogranicza emisję dwutlenku siarki. Został on tam przyniesiony przez prądy powietrza z innych krajów europejskich, np. Wielkiej Brytanii i Niemiec. W Europie wieją głównie wiatry zachodnie (tzn. wiejące na wschód). Zanieczyszczenia powietrza mogą przemieszczać się setki, a nawet tysiące kilometrów na wschód. To znaczy, że my również zatruwamy naszych wschodnich sąsiadów.

W atmosferze jest coraz więcej dwutlenku węglaPoziom dwutlenku węgla w atmosferze wzrasta nieustannie wskutek spalania paliw kopalnych. Istnieje zatem zagrożenie, że nastąpi ocieplenie klimatu na Ziemi. Może się wydawać, że ocieplenie nie jest groźne, wielu z nas byłoby zadowolonych, gdyby panował cieplejszy, łagodniejszy klimat (jak mniej-więcej nad Morzem Śródziemnym, zarobilibyśmy na turystach:)). Jednakże w wyniku globalnego ocieplenia klimatu może nastąpić stopienie wód Antarktydy, co spowodowałoby znaczne podzielenie się poziomu wód morskich - zostałyby zalane duże przestrzenie gęsto zaludnionych wybrzeży (najwięcej ludzi skupiło się do ok. 200 km od wybrzeży - nawet na Antarktydzie:)). Niektóre archipelagi na Pacyfiku, np. wyspy Tonga, które wystają tylko kilka metrów ponad poziom morza, zostałyby zupełnie zatopione.Nawet niewielki wzrost średniej rocznej temperatury zmieniłby warunki życia na Ziemi zasadniczo, przez co gruntownej przemianie uległaby jej roślinność. Nie oznacza to jednak, że w Polsce zamiast lasów iglastych i liściastych zaczęłyby rosnąć tropikalne (ale życie - wychylasz się przez okno i zrywasz kokosa. Przy takiej ilości opadów jak w Polsce, w klimacie równikowym mogłaby rosnąć najwyżej sawanna. Globalne ocieplenie spowodowałoby więc powiększanie się obszarów suchych.Energia elektryczna jest energią układu ładunków elektrycznych wzajemnie oddziałujących na siebie. Siły elektrostatyczne i elektrodynamiczne między naładowanymi cząstkami powodują ich przyciąganie lub odpychanie. Wykorzystanie energii elektrycznej polega na celowym uporządkowaniu tych elementarnych oddziaływań. Niezbędne do tego jest dysponowanie ciałami różniącymi się między sobą pod względem potencjału elektrycznego.W dobie tak daleko posuniętego rozwoju techniki gdzie wszystkie urządzenia napędzane są za pomocą energii elektrycznej, a sama energia elektryczna stanowi główną gałąź gospodarki każdego kraju - musimy poszukiwać nowych jej źródeł, mniej szkodliwych dla środowiska Aby nie dopuścić do zaistnienia sytuacji w której by nam jej zabrakło, gdyż miałoby to tragiczne skutki dla nas i dla naszego otoczenia.Z powodu braku surowców umożliwiających wyprodukowanie energii w konwencjonalny sposób i ze względu na niedostateczny rozwój niekonwencjonalnych metod jej pozyskiwania nastąpiłoby załamanie w dziedzinie produkcji i co się z tym bezpośrednio wiąże -handlu - nastąpiłby kryzys w gospodarce który miałby tragiczne skutki, szczególnie dla państw wysoko uprzemysłowionych. Nowoczesne szpitale wyposażone w sprzęt najnowszej generacji przeznaczony do ratowania ludzkiego życia który bez energii elektrycznej nie jest w stanie poprawnie funkcjonować, czy brak oznakowania świetlnego na skrzyżowaniach. Służby takie jak policja czy straż pożarna nie byłyby w stanie dotrzeć na czas do potrzebujących pomocy, wywołałoby to nasilenie fali kradzieży i rozbojów. Nastąpiłby całkowity paraliż i to paraliż w skali globalnej.Taka wizja przyszłości nie stanowi jedynie przypuszczeń i domysłów, ma ona swoje realne podstawy. W okresie ostatnich 80 lat zużycie energii na świecie wzrosło 10 krotnię, choć liczba ludzi zwiększyła się tylko 2,5 krotnię. Wzrost jednostkowego zużycia w przeliczeniu na jednego mieszkańca Ziemi rośnie nadal. Coraz większe są również potrzeby energetyczne związane z produkcją żywności.Obecnie energie pozyskuje się, przetwarzając :Węgiel kamienny i brunatnyRopę naftową Gaz ziemnyZłoża te są ograniczone i w zastraszającym tempie maleją. Lecz nie jest to jedyne zagrożenie dla nas i dla naszego otoczenia. Z użytkowaniem konwencjonalnych źródeł wiążą się skutki uboczne. Surowce te spalamy zużywając jednocześnie wyprodukowany przez miliony lat tlen i w zamian dostarczamy do atmosfery dwutlenek węgla oraz coraz większe ilości metanu. Oba te gazy potęgują naturalny proces cieplarniany co prowadzi do zagrożenia klimatycznego naszej planety. W praktyce oznacza to zwiększenie ilości katastrof związanych z powodziami, huraganami i tym podobnymi zjawiskami atmosferycznymi. Także emisja znacznych ilości tlenków azotu i siarki ma negatywny skutek dla naszego otoczenia. Związki te odpowiedzialne są za występowanie kwaśnych deszczów niszczących faunę i florę oraz budowle, przyśpieszających także korozję metali. Emisja pyłów, zrzuty ścieków technologicznych, dewastacja terenu, pylenie wtórne na składowiskach odpadów paleniskowych (popiół, żużel) oraz hałas to kolejne negatywne skutki użytkowania konwencjonalnych źródeł energii. Ogromne zagrożenie stanowią również nieszczelne rurociągi z paliwami, gazociągi, wypadki górnicze czy katastrofy tankowców.Taka wizja przyszłości nie stanowi pozytywnej perspektywy dla rozwoju cywilizacji, stanowić może jedynie nową wizje apokalipsy do której doprowadzą sami ludzie poprzez swój brak wiedzy i pogoń za tańszymi a nie zawsze lepszymi dla Ziemi rozwiązaniami. Dlatego też powinniśmy już teraz zacząć pracować nad odpowiednim uświadomieniem społeczeństwa i nad rozwojem alternatywnych sposobów pozyskiwania energii co przy zbliżającym się nieuchronnym wyczerpaniu zasobów naturalnych ( 40 lat do wyczerpania zasobów ropy naftowej ) jest już koniecznością.Możemy temu zapobiec, istnieją już technologie umożliwiające produkcje energii w sposób ekologiczny a zarazem ekonomiczny. Energie taką możemy pozyskiwać dzięki:elektrowniom wodnym, elektrowniom wiatrowym, biomasie, elektrowniom słonecznym, ciepłu geotennalnemu oraz wykorzystując energie atomową.

Źródła te charakteryzują się:
• minimalnym bądź nawet żadnym wpływem na środowisko (przy prawidłowym użytkowaniu)
• oszczędnością paliw (eliminacja zużycia węgla, ropy i gazu w produkcji energii elektrycznej)
• ogromnymi, stale odnawiającymi się zasobami energii ( nie dotyczy energii jądrowej)
• stałym kosztem jednostkowym uzyskiwanej energii elektrycznej;
• stanowią energetykę bardzo elastyczną.

Energia elektryczna pozyskana z wiatru jest ekologicznie czysta, gdyż w procesie jej wytwarzania nie dochodzi do spalania paliwa. Aby uzyskać l MW mocy wirnik turbiny takiego wiatraka powinien mieć średnice około 50 metrów. Ponieważ duża konwencjonalna elektrownia ma moc nawet do 1000 MW to jej zastąpienie wymagałoby użycia wielu wiatraków.W niektórych krajach budowane są elektrownie wiatrowe, składające się z wielu ustawionych obok siebie turbin. Jednak opinia publiczna często bywa nieprzychylna takim inwestycjom ze względu na to iż " szpecą krajobraz " Dlatego też przyszłość takich elektrowni nie jest pewna. Jednakże niewielkie pojedyncze turbiny są doskonałym źródłem energii w miejscach oddalonych od cywilizacji, gdzie brak jest połączenia z krajową siecią. W krajach takich jak Australia czy USA wiatraki są używane już od kilkudziesięciu lat przez rolników i w nie małym stopniu przyczyniły się one do rozwoju i bogactwa tych krajów.Obecnie używanych na skale nie przemysłową jest około miliona tego typu urządzeń w różnych zakątkach tego świata. O ich sukcesie zadecydowały:
• niskie koszty eksploatacji
• ekologiczna technologia
• niski koszt początkowy w porównaniu z innymi urządzeniami do wytwarzania energii.

Nowoczesny wiatrak jest zupełnie zautomatyzowany co znacznie upraszcza jego obsługę. Do poprawnego działania instalacji wystarczy już wiatr o prędkości 3-5 m/s przy czym wiatraki uzyskują optimum przy prędkości 15 " 20 m/s. Do wytworzenia energii wiatrowej potrzebne są turbiny, które składają się z wirników (śmigieł), wałka i generatora prądu do zamiany kinetycznej energii wiatrowej w energię elektryczną. Kiedy wiatr porusza wirnik, który obracając się powoduje że generatory zaczynają działać i wytwarzają energię elektryczną. Ponieważ prędkość wiatru zwiększa się z wysokością, turbiny ustawia się na terenie wysoko położonym. Ilość energii elektrycznej jest wprost proporcjonalna do prędkości wiatru. Przyjmuje się, że gdy wiatr ma na danym obszarze średnią prędkość 12 mil/h to obszar ten ma dobrą lokalizację dla energii wiatrowej. Obecnie w Stanach Zjednoczonych wytwarzane jest 3*109 kWh przez energię wiatrową, co wystarcza na potrzeby 1 miliona ludzi. Więcej niż 90% tej energii jest produkowane przez 3 farmy w Kalifornii (Altamont Pass, Tehachapi i Palm Springs).Jak każda z energii posiada korzyści i niekorzyści. Korzyści to:
Niezbyt duża skala uzupełniająca energię na terenach wietrznych
Dobra alternatywa dla indywidualnych gospodarstw

Niekorzyści to:
Niska efektywność (około 30%)
Gdy wiatr wieje produkuje więcej mocy niż trzeba
Wymagany jest Energetyka wiatrowa w naszym kraju zaczęła rozwijać się dopiero na początku lat 90 - tych. Rejaonami najbardziej uprzywilejowanymi są Wybrzeże Morza Bałtyckiego, Suwalszczyzna, i Równina Mazowiecka. Do końca 1999r. Uruchomiono 14 sieciowych farm wiatrowych. Pierwsza z nich powstała w 1991r. niedaleko Lisewa . Produkcji duńskiej, wirnik o 3 łopatkach długości 12m umieszczony jest na wysokości 33m. Posiada moc 150kW – nie brzmi imponująco – można powiedzieć, że około 100 okolicznych domów ma prąd z powietrza. Ale imponuje tym, czego nie ma! W pierwszym roku uzyskano ok. 260 MWh. Gdyby tę samą wartość wytworzyć w elektrowni cieplnej, przyniosłoby to również skutki w postaci : 1200-2100kg dwutlenku siarki, 800-1550 kg tlenków azotu, 200-300 t dwutlenku węgla czy 10-18 t popiołu. I robi się o wiele ciekawiej. Obecnie pracują 3 takie elektrownie wiatrowe. Przy bardzo dużej ilości turbin (farmy) pojawia się inny problem – hałas.Przykład wybudowania siłowni wiatrowej na potrzeby gminy. Kwilcz to gmina typowo rolnicza, położona w północno-zachodniej części województwa wielkopolskiego, przy drodze krajowej nr 24, w odległości 62 km od Poznania i 4 km od Gorzowa Wlkp.. Ponad połowa gminy położona jest terenie Sierakowskiego Parku. Krajobrazowego. Na obszarze 141,8 km2 w 16 wsiach sołeckich i 27 miejscowościach mieszka 6200 mieszkańców. Na terenie gminy nie ma wielkich zakładów przemysłowych, działają tylko zakłady związane z produkcją roślinną i zwierzęcą oraz około 200 podmiotów gospodarczych elektrycznej. W tej sytuacji koszt utylizacji 1m3 ścieków jest wysoki. Władze gminy szukały różnych rozwiązań technicznych i ekonomicznych w celu obniżenia kosztów pracy oczyszczalni, a tym samym obniżenia kosztów oczyszczania 1m3 ścieków, które ponoszone są w części przez mieszkań. Opis rozwiązania nowatorskiego: W celu obniżenia kosztów energii elektrycznej postanowiono zbudować elektrownię wiatrową, na której postawienie są potrzebne nakłady finansowe, natomiast jej eksploatacja prawie wcale nie kosztuje. Zwrócono się do Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Poznaniu o podanie danych o zasobach wiatru dla naszego terenu. Po ich uzyskaniu ogłoszono przetarg nieograniczony i z propozycji budowy elektrowni krajowych i zagranicznych wygrała oferta Nowosądeckiej Fabryki Urządzeń Górniczych NOWOMAG S.A. w Nowym Sączu na sprzedaż elektrowni własnej produkcji o mocy 160 kWh. Na wybudowanie elektrowni, oprócz własnych środków finansowych, otrzymaliśmy dotację od Wojewody Poznańskiego oraz umarzalny w 70% kredyt z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. W sprawie włączenia elektrowni do sieci elektrycznej zawarto umowę z Energetyką Poznańską S.A., która poniosła całkowity koszt tego przedsięwzięcia. Głównym zadaniem elektrowni jest zaopatrzenie w prąd oczyszczalni ścieków, natomiast nadwyżka energii jest sprzedawana do sieci energetycznej Energetyki Poznańskiej S.A.Opis osiągniętych efektów: Elektrownia wiatrowa pracuje przy sile wiatru od 4 do 25 m/s, a jej wydajność (produkcja energii) jest uzależniona od ilości dni i godzin "wietrznych" na danym terenie i siły wiatru. W naszym przypadku produkcja energii elektrycznej elektrowni wiatrowej pokrywa 1/3 zapotrzebowania oczyszczalni ścieków na prąd. Uwagi końcowe: Jak już wyżej wspomniano, praca elektrowni wiatrowej i jej wydajność są uzależnione od lokalizacji elektrowni, ilości dni "wietrznych" na danym terenie oraz siły wiatru. Dlatego też proponujemy budowę elektrowni wiatrowych gminom nadmorskim ze względu na najkorzystniejsze położenie. Jednakże przed podjęciem decyzji o lokalizacji elektrowni należy obowiązkowo przeprowadzić badania wiatru dla danego terenu, aby wybrać lokalizację obiektu najkorzystniejszą pod względem zasobów wiatru. Innym źródłem taniej i ekologicznej energii może być tzw. biomasa. Biomasa są to suche rośliny. Na ogół jest to słoma bądź drewno z drzew szybko rosnących jak np. wierzba. Przy ich spalaniu emisja CC>2 jest równa ilości tego związku jaką pobrała roślina w czasie wzrostu, co w bilansie końcowym wychodzi na "O". Jako źródło energii biomasa jest również, przy racjonalnej gospodarce, odnawialna (w przeciwieństwie do pokładów ropy czy gazu). Nie ma również problemu z utylizacja popiołu gdyż Jest znakomitym nawozem. Jest to paliwo stosunkowo wydajne; dwie tony suchej biomasy w postaci słomy lub drewna, są równoważne energetyczne tonie węgla kamiennego. Również ze względów ekonomicznych warto się zastanowić nad zmianą dotychczasowego paliwa; wytwarzanie energii cieplnej przy pomocy biomasy jest tańsze o 200% - 300%. Zwrot kosztów inwestycji w odpowiedni piec waha się od 2 - 4 lat. Udział biomasy w bilansie paliwowym w Polsce rośnie z roku na rok. Może być ona używana w procesach bezpośredniego spalania biopaliw stałych ( drewna, słomy), gazowych w postaci biogazu lub przetwarzania na paliwa ciekłe(olej, alkohol). Polskie rolnictwo produkuje rocznie 25 mln słomy ( głównie zbożowej i rzepakowej). Od 1990 rosną nadwyżki słomy przede wszystkim w gospodarstwach rolnych północnej i zachodniej Polski. Są one rokrocznie wypalane na polach co stanowi zagrożenie dla środowiska i zdrowia mieszkańców. Nadwyżki słomy, użyte jako alternatywne źródło energii, dają dodatkowe dochody dla gospodarstw.Obecnie słoma jest wykorzystywana w 10 ciepłowniach osiedlowych Lasy stanowią 28,8% powierzchni kraju, Do 2025 zakłada się wzrost lesistości do 33%. Szacuje się, że rokrocznie pozostaje w lasach 2,5 mln3 odpadów drzewnych oraz duże ilości powstają w przemyśle drzewnym. To też mogłoby być użyte jako paliwo. Biomasa nie jest jak to pokazują przykłady państw zachodnich (Dania) źródłem nieodnawialnym. W perspektywie należało by rozważyć uprawę specjalnych roślin energetycznych. Obecnie istnieje w Polsce kilka plantacji wierzby. Są one możliwe na mało urodzajnych lub skażonych glebach, co umożliwia wdrażanie alternatywnej produkcji rolnej. Wierzbowy surowiec energetyczny ma tę właściwość, że jest odtwarzającym się źródłem, w odróżnieniu od surowców kopalnianych, których zasoby są ograniczone. Ponadto spalane drewno jest znacznie mniej szkodliwe dla środowiska.produkty np. spalania węgla.W wielu krajach prowadzi się badania nad wykorzystaniem biomasy szybko rosnących gatunków wierzb, upatrując w nich źródła stosunkowo taniej energii. Istnieje wiele propozycji wykorzystania drewna wierzbowego do celów energetycznych. Oprócz tradycyjnego spalania proponuje się nowe technologie, jak piroliza (obróbka cieplna bez dostępu tlenu), zgazowywanie drewna, fermentacja beztlenowa prowadząca do wytworzenia metanu. Powyższe technologie nie zostały jeszcze w pełni wdrożone na skalę przemysłową. W Szwecji jednakże uruchomiono pilotażową linie gazowania drewna, pracującą z wydajnością 0,5 t /godz. i produkującą dziennie kilkanaście cystern wagonowych gazu opałowego. Obecnie produkowany przez przemysł krajowy linie energetyczne do zgazowywania drewna mało wymiarowego i odpadowego można przystosować do paliwa wierzbowego. Przez gazowanie drewna uzyskuje się wyższą sprawność spalania, w porównaniu z jego spalaniem w kotłach tradycyjnych przystosowanych do węgla i koksu. W mniejszych obiektach np. szklarniach, piece przystosowane do spalania węgla mogą wyposażone w dozownik i urządzenia do zgazowywania paliwa w postaci zrębów lub trocin.Rozpowszechnianie w Polsce programu uprawy szybko rosnących wiklin i pozyskiwanie drewna na cele energetyczne mogłoby pozwolić na:Wykorzystanie lokalnie produkowanej, odnawialnej biomasy jako paliwa ekologicznego (spalane drewno nie zagraża środowisku)Stworzenie nowych miejsc pracy (są to procesy bardziej pracochłonne niż kapitałochłonne)Spalanie drewna w postaci zrębów w tradycyjnych paleniskach lub w celu poprawy ich sprawności w moderatorach (ograniczenie zużycia węgla w gospodarstwach wiejskich i przemyśle rolno-spożywczym)Produkcja energii z biogazu jest obecnie najszybciej rozwijająca się gałęzią energetyki na świecie. Według przepisów Unii Europejskiej i innych umów międzynarodowych. Wypuszczanie gazu pochodzącego z wysypisk bezpośrednio do atmosfery, bez spalenia w pochodni lub innego sposobu utylizacji jest zakazane. W Polsce na większości z 700 czynnych, zarejestrowanych wysypisk, nie ma pełnej kontroli emisji gazu wysypiskowego. Gaz ten jest zagrożeniem nie tylko dla człowieka ale wpływa również na powiększanie się dziury ozonowej. Budując instalacje do jego odzysku ogranicza się jego szkodliwość i stwarza się możliwość wykorzystania jako źródło energii. Biogaz pozyskuje się również z oczyszczalni ścieków, powstaje on w wyniku fermentacji osadów. Jego potencjał jest bardzo wysoki. Do jego produkcji najbardziej nadaje się ten z oczyszczalni biologicznych. Energie ta powinna być przede wszystkim wykorzystywana przez oczyszczalnie, co dzięki redukcji kosztów powinno dodatnio wpłynąć na ich rentowność. Od roku 1994 w Polsce zainstalowano 20 biogazowni w miejskich oczyszczalniach ścieków wraz z blokami do produkcji energii, a w budowie są nowe.Obecnie w Polsce mnóstwo biomasy marnuje się; produkujemy rocznie ok. 25 min. ton słomy z czego gnije bądź jest spalane na polach 8-12 min. ton. Dodajmy do tego drewno, które mogłoby wyrosnąć na polach stojących odłogiem to otrzymamy stosunkowo dużą ilość paliwa.Paliwo to może być stosowane systemach grzewczych»ale również po zamontowaniu turbiny i instalacji towarzyszącej można produkować prąd elektryczny.Biomasa i elektrownie wiatrowe stanowią bardzo dobrą alternatywę dla konwencjonalnych metod pozyskiwania, ale nie jedyną. Równie ekologiczne i ekonomiczne są elektrownie słoneczne. Ludzie podobnie jak z energią wiatru już dawno dostrzegli możliwość praktycznego wykorzystania energii jaką niosą ze sobą promienie słoneczne - 400 lat p.n.e. Grecy wykorzystywali promienie słoneczne skupione w szklanej kuli wypełnionej wodą do rozniecania ognia.Około 30% energii słonecznej docierającej do Ziemi jest odbijana przez atmosferę, 20% jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% dociera do powierzchni ziemi. Te "zaledwie" 50% to aż 27*1.000.000.000 MW, przy czym należy zaznaczyć że zapotrzebowanie ludzkości w energie ( nie tylko elektryczna, również mechaniczna i cieplna ) wynosi 0,01*1.000.000.000 M.Energii ta jest praktycznie nie wyczerpywana, a jej pozyskiwanie jest nie szkodliwe dla środowiska. Niestety źródło to ma wadę. Aby zaopatrzyć całą Ziemie w energie pochodzenia słonecznego należałoby pokryć 745.000 km2 Jej powierzchni panelami fotowoltaicznymi. Rozwiązaniem tego problemu jest rozmieszczenie paneli na dachach budynków które mają one zaopatrywać w energie.Istnieje również możliwość wykorzystywania tej energii w sposób pasywny. Polega to na zastosowaniu takiej architektury domu (lub innego budynku ), aby wpuścić do pomieszczenia maksymalnej ilości światła bądź ciepła w takiej formie w jakiej występują. Dzięki temu zbędne są skomplikowane urządzenia i instalacje przetwarzające energie słoneczną w prąd elektryczny lub ciepło. Do niewyczerpalnych źródeł energii należą energia słoneczna Ogniwa zamieniające energię słoneczną na elektryczną są jednak wciąż bardzo drogie. Poza tym muszą być instalowane na rozległych powierzchniach w rejonach z dużą ilością dni słonecznych w roku. Niektórzy mają w domach zapewne ogniwa podgrzewające wodę, wykorzystywane do ogrzewania domów. Może to być bardzo ekonomiczne, poza tym warto być uniezależnionym od elektrowni, być samowystarczalnym. Nawet nie spodziewamy się, że bardzo często jej używamy, np. kiedy wieszamy mokre pranie na zewnątrz, aby wyschło musi pobrać ciepło słoneczne. Roślinom potrzebne jest słoneczne światło do wytworzenia pożywienia. Proces ten nazywa się fotosyntezą, czyli zamianą wody i soli mineralnych za pomocą światła słonecznego na energię. Słońce może nawet podgrzewać wodę w domu, czy ugotować jedzenie. Zamieniając energię świetlną na elektryczność możemy ją wykorzystać w domu. Znajdujemy ją także w mniejszych rzeczach takich jak kalkulatory czy zegarki. Korzyści:Zawsze jestNie zanieczyszcza środowiskaNiekorzyści:Mała wydajność (około 5-15%)Bardzo duże koszty początkoweRuch i falowanie wody może być także użyte do wytwarzania energii elektrycznej. Setki lat temu, poruszająca się woda obracała drewniane koła, które te z koleKolektory słoneczneUśredniony po szerokościach geograficznych, porach roku itp. strumień energii słonecznej na powierzchni Ziemi wynosi około 164 W/m2 (w tym wypadku użyłem legalnych jednostek układu SI). Podkreślam, że jest to dobowa wartość średnia. Jeżeli uwzględnić tylko 8- godzinny “dzień pracy" Słońca od 8 rano do 4 po południu, to dla miejscowości na szerokości geograficznej 40o wspomniana wartość ta wyniesie około 600 W/m2. W ciągu “dnia pracy" Słońce dostarczy wtedy 4,8 kWh/m 2 , co odpowiada mniej więcej energii 0,5 l benzyny na m2 na dzień. Oczywiście, nieco większa jest ta wartość latem, a mniejsza zimą. No i, oczywiście, nocą nie otrzymujemy nic z owej darmowej energii.Wyobraźmy sobie, że udało nam się zbudować domek jednorodzinny, którego powierzchnia dachu, nadająca się do zamontowania jakiegoś urządzenia przetwarzającego energię słoneczną w energię cieplną i elektryczną, wynosi 100 m 2 . Powiedzmy, że na początek chcemy Słońcem ogrzać nasz dom, wodę do kąpieli i zmywania naczyń. Ot, takie minimalistyczne wymagania cywilizacyjne.Do ogrzania pomieszczeń potrzeba, podczas normalnej zimy, nie jakiejś zimy stulecia, około 100 kWh dziennie. Jeżeli przyjąć, że do naszego ogródka dociera 4,8 kWh/m 2 i podgrzewamy dom za pomocą płaskiego kolektora, w którym promieniowanie ogrzewa krążący w cienkich rurkach płyn niezamarzający, to przy około 50- procentowej sprawności potrzebujemy na to około 45 m 2 . Podobnie, aby podgrzać 400 l wody z 10o do 50o C, potrzeba dodatkowo 20 m2 . Ponieważ urządzenie nasze nie będzie działać w nocy, dobrze by było zgromadzić zapas energii. Najefektywniejszym termodynamiczne sposobem jest jej magazynowanie w podgrzanej wodzie. Można oszacować, że potrzeba na to około 20 ton wody. Dwie duże cysterny na domek! A co z resztą cywilizacyjnych urządzeń?Inne -Walijska firma Dulas produkuje słoneczne układy zasilania lodówek i wyposażenia szpitalnego – wiele szpitali w Erytrei może dzięki nim pracować.-Angielski inżynier Baylis zbudował proste radio zasilane ręcznie napędzanym dynamem – wystarczy 25 s nakręcania na godzinę pracy radia. W RPA pewna firma produkuje 20 tys. takich odbiorników miesięcznie.-Samochody na prąd elektryczny ? Tradycyjne nie mają większego sensu, ale... Kilka miesięcy temu amerykańska firma ADL ujawniła swój silnik samochodowy oparty na ogniwie paliwowym tzn. na takim w którym energia chemiczna zamieniana jest bezpośrednio na elektryczną. (wodór + tlen = woda + prąd ze sprawnością 70-80%)-idea zaspokojenia naszych potrzeb poprzez bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej “tu i teraz" nie daje spokoju marzycielom. W połowie sierpnia br. w Montrealu zebrali się entuzjaści kosmicznej elektrowni słonecznej. Byłoby to gigantyczne urządzenie zawieszone na orbicie geostacjonarnej, przez całą dobę przetwarzające energię słoneczną w mikrofale, których strumień skierowany byłby do odbiornika na Ziemi i następnie przetworzony w energię elektryczną. Delegacja NASA przedstawiła na konferencji aż 30 pomysłów. W tzw. realistycznym wariancie stacja kosmiczna miałaby “zaledwie" 50 km2, a stacja odbiorcza na ziemi 70 km2. Na pierwszy rzut oka pomysł wydaje się wspaniały. Ale jaka byłaby “maksymalna" sprawność takiego urządzenia? Okazuje się, że każdy z etapów przetwarzania energii w tym urządzeniu, z energii słonecznej w elektryczną, następnie w mikrofale i znowu, już na ziemi, w elektryczność, ma sprawność poniżej 30%. Tak więc zaledwie 3% energii słonecznej dotrze w ten sposób z orbity do odbiorcy na ziemi.ogrzewanie mikrofalamiEnergetyka słoneczna jest najmniej znaną forma energii w Polsce. Wynika to poczęci z tego że występuje u nas bardzo nierównomierny rozkład promieniowania w cyklu rocznym –80% promieniowania przypada na sześć miesięcy wiosennych. W kilku regionach stosowane są kolektory słoneczne – cieczowe i powietrzne. Kolektory powietrzne są najczęściej wykorzystywane w rolnictwie do suszenia płodów rolnych. Kolektory cieczowe znajdują zastosowanie do podgrzewania wody w mieszkaniach, domkach kempingowych obiektach sportowych i rekreacyjnych także w małych zakładach przemysłowych. Do chwili obecnej zainstalowano ok. 1000 instalacji do podgrzewania wody. Ogniwa fotowoltaiczne, używane do przekształcania promieniowania słonecznego w energie elektryczna nie są w Polsce praktycznie użytkowane.Elektrownie wodne w Polsce Energetykę wodną można podzielić na dwa rodzaje:- wodne wykorzystujące potencjał energetyczny- wodne szczytowo-pompowe przechowujące energię wytworzoną w innych elektrowniach (w Polsce elektrowniach cieplnych – węglowych) w okresach małego zapotrzebowania (w nocy) by oddać ją w okresach zapotrzebowania szczytowego.Potencjał energetyczny naszych wód ocenia się na 12 TWh rocznie. Wykorzystywany jest obecnie w ok. 15%. Uwzględniając prawie całkowity brak ujemnego wpływu na środowisko, ten margines energetyki jest dla gospodarki bardzo ważny.

Stopień wykorzystania energetycznego rzek w wybranych krajach Europy
1. Szwajcaria 2. Francja3. Hiszpania4. Norwegia5. Szwecja6. Austria7. POLSKA 92% 82%79%63%63%49%14-15%
Warto spojrzeć na wykorzystanie tego potencjału w innych krajach europejskich.
Udział elektrowni wodnych w krajowej mocy zainstalowanej w wybranych krajach Europy
1.Norwegia 2.Austria3.Portugalia4.Szwecja5.Włochy6. POLSKA 99,8% 66,7%48,0%47,3%31,5%7,3%

Moc ważniejszych elektrowni wodnych w Polsce w MW
ZEW – zespół elektrowni wodnychEW - elektrownia wodnaESP – elektrownia szczytowo pompowa
1. ESP Żarnowiec 2. ZEW Porąbka – Żar - Tresna3. EW Włocławek4. ESP Żydowo5. ZEW Solina – Myczkowice6. ZEW Dychów7. ZEW Rożnów – Czchów8. ZEW Koronowo – Tryszczyn – Smukała9. ZEW Płoty10.EW Dębe11.ZEW Straszyn12.ZEW Jastrowice13.ZEW Żur- Grodek14.EW Wały15.ZEW Pilichowice16.POLSKA 716533,6160,2150144,3100,96433,3332013,712,911,910,89,21813,8
Kilka słów o największej w Polsce elektrowni szczytowo pompowej w Żarnowcu. W początkowych planach miała współpracować z elektrownią jądrową. Jej moc wynosi 800/716MW. Sztuczny zbiornik na szczycie wzgórza morenowego o pojemności prawie 14 mln metrów sześciennych i powierzchni 135 hektarów (bardziej obrazowo – 130 boisk piłkarskich) znajduje się 100 metrów powyżej Jeziora Żarnowieckiego, do którego spuszczana jest woda 4 rurami (średnica pozwalająca na wjazd autobusu). Dno zbiornika górnego jest wysłane asfaltem. Przecieki z niego mogłyby zakończyć się tragicznie!Zasada działania: woda ze zbiornika górnego w godzinach szczytowego poboru mocy spuszczana jest rurami w dół; na końcu trafia na turbinę z generatorem i wytwarza prąd; trwa to około 4,5-5 godzin. Najczęściej nocą, gdy zapotrzebowanie na prąd elektryczny w sposób naturalny radykalnie spada – przeprowadza się cykl odwrotny. Silnik napędzający turbinę (w poprzednim cyklu pełnił rolę generatora) pobiera energię elektryczną z sieci – o tej porze jest jej nadmiar i należałoby odstawić bloki w elektrowniach cieplnych, co jest i nieekonomiczne, i kłopotliwe technicznie, elektrownia szczytowo-pompowa akurat odbiera nadmiar mocy. W ciągu 6 godzin zbiornik górny jest ponownie napełnionyKolejnym nie konwencjonalnym źródłem energii zasługującym na rozpatrzenie jest energia wnętrza Ziemi - energia geotermalna, czyli naturalne ciepło wnętrza naszej planety zgromadzone w skalach i wypełniających je wodach.Jest to stosunkowo młoda metoda pozyskiwania energii gdyż, po raz pierwszy energie geotermalna zastosowano do produkcji elektryczności dopiero w 1904 r. w Larderello (Włochy). Eksploatacje tzw. wodno-dominujących studni geotermalnych rozpoczęto uruchomieniem w 1958 roku siłowni o mocy 50 MW w Nowej Zelandii. Większość obecnie pracujących studni geotermalnych pochodzi z lat 70 i 80. tego stulecia. Najbardziej znanym miejscem wykorzystania jest sztuczny geologiczny zbiornik ciepła w Los Alamos (USA), utworzony w skalach o temperaturze 200C, na głębokości 2000 m. Obecnie coraz powszechniej stosowane są pompy cieplne umożliwiające korzystanie z energii geotermalnej niskotemperaturowej. Energia geotermalna niskotemperaturowa występuje poniżej głębokości l do 1,5 m. w skalach i wodach je wypełniających. Pompy cieplne uruchamiane energią elektryczną lub gazową pozwalają na zamianę niskich temperatur uzyskiwanych z ziemi (10C - 30C) temperatury przydatnej w ciepłownictwie (45C - 80C). Powszechność występowania energii geotermalnej pozwala żywić nadzieje, że w przyszłości stanie się ona głównym źródłem ogrzewania budynków wolnostojących, odległych od scentralizowanych systemów ciepłowniczych, tak jak to jest obecnie w USA, Szwajcarii, Szwecji i w wielu innych rozwiniętych krajach świata.Aktualnie w Polsce wody geotermalne wykorzystuje się do celów ciepłowniczych zaledwie w dwóch miejscach: w Banskiej Niżnej koło Zakopanego i w Pyrzycach koło Szczecina. Szacuje się, że Polska powinna pokrywać około 15% swoich potrzeb energetycznych.Jednakże ten sposób pozyskiwania energii nie jest tak ekologiczny jak energia wiatru czy słońca. Eksploatacja energii geotermalnej powoduje poważne problemy ekologiczne, z których najważniejszy polega na kłopotach wiązanych z emisją szkodliwych gazów uwalniających się z geopłynu. Dotyczy to przede wszystkim siarkowodoru H^S, który powinien być pochłaniany w odpowiednich instalacjach, co podniosłoby oczywiście koszt produkcji energii elektrycznej. Inne potencjalne zagrożenie dla zdrowia powoduje radon, produkt rozpadu radioaktywnego uranu, wydobywający się wraz z parą ze studni geotermalnej. Ograniczenie szkodliwego oddziaływania tego gazu na środowisko naturalne stanowi otwarty, nie rozwiązany do tej pory problem techniczny. Największe tradycje w Polsce ma energetyka wodna. Zasoby wodne Polski są niewielkie ze względu na niezbyt obfite i niekorzystnej rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntów i niewielkie spadki terenu. Ze względu na niewielkie wykorzystanie ma szansę w przyszłości na dalszy rozwój. Obserwuje się wzrost liczby elektrowni wodnych dzięki działalności prywatnych inwestorów niskotemperaturowa występuje poniżej głębokości l do 1,5 m. w skalach i wodach je wypełniających. Pompy cieplne uruchamiane energią elektryczną lub gazową pozwalają na zamianę niskich temperatur uzyskiwanych z ziemi (10C - 30C) temperatury przydatnej w ciepłownictwie (45C - 80C). Powszechność występowania energii geotermalnej pozwala żywić nadzieje, że w przyszłości stanie się ona głównym źródłem ogrzewania budynków wolnostojących, odległych od scentralizowanych systemów ciepłowniczych, tak jak to jest obecnie w USA, Szwajcarii, Szwecji i w wielu innych rozwiniętych krajach świata.Aktualnie w Polsce wody geotermalne wykorzystuje się do celów ciepłowniczych zaledwie w dwóch miejscach: w Banskiej Niżnej koło Zakopanego i w Pyrzycach koło Szczecina. Szacuje się, że Polska powinna pokrywać około 15% swoich potrzeb energetycznych.Jednakże ten sposób pozyskiwania energii nie jest tak ekologiczny jak energia wiatru czy słońca. Eksploatacja energii geotermalnej powoduje poważne problemy ekologiczne, z których najważniejszy polega na kłopotach wiązanych z emisją szkodliwych gazów uwalniających się z geopłynu. Dotyczy to przede wszystkim siarkowodoru H^S, który powinien być pochłaniany w odpowiednich instalacjach, co podniosłoby oczywiście koszt produkcji energii elektrycznej. Inne potencjalne zagrożenie dla zdrowia powoduje radon, produkt rozpadu radioaktywnego uranu, wydobywający się wraz z parą ze studni geotermalnej. Ograniczenie szkodliwego oddziaływania tego gazu na środowisko naturalne stanowi otwarty, nie rozwiązany do tej pory problem techniczny. Największe tradycje w Polsce ma energetyka wodna. Zasoby wodne Polski są niewielkie ze względu na niezbyt obfite i niekorzystnej rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntów i niewielkie spadki terenu. Ze względu na niewielkie wykorzystanie ma szansę w przyszłości na dalszy rozwój. Obserwuje się wzrost liczby elektrowni wodnych dzięki działalności prywatnych inwestorów.Podsumowując należy stwierdzić, że ludzkość znajduje się na dobrej drodze -drodze dalszego rozwoju metod pozyskiwania energii z niekonwencjonalnych źródeł. Przy czym należy dodać ,iż ze względu na stosunkowo niski poziom rozwój technologicznego - co powoduje podniesienie kosztów produkcji - obecnie alternatywne źródła energii opłaca się stosować jedynie lokalnie.

Stosunkowo duży koszt budowy elektrowni zasilanych źródłami odnawialnymi jest spowodowany koniecznością stosowania trudnych technicznie, jeśli chodzi o budowę urządzeń, co spowodowane jest z kolei uwzględnieniem zmieniających się warunków atmosferycznych. Dopiero w niedalekiej przyszłości gdy nastąpi odpowiedni rozwój technologiczny będą one mogły być wykorzystywane na szerszą skalę.Mimo olbrzymich zasobów jakie niesie ze sobą energia odnawialna, nie możemy zapominać o racjonalizacji użytkowania energii w naszym codziennym życiu. Przemawia za tym m.in. fakt, że w krajach rozwijających się mieszka 75% ludności świata, a zużywa jedynie 20% paliw i energii.Kolejnym argumentem potwierdzającym konieczność stosowania alternatywnych źródeł energii jest fakt iż roczna produkcja energii elektrycznej przez odnawialne źródło o mocy 160 kW zapobiega wyemitowaniu do atmosfery następujących zanieczyszczeń: dwutlenek siarki 2.000kgdwutlenek azotu l. 500kg dwutlenek węgla 250.000kg pyły i żużle 17.500kgW świetle powyższych argumentów należy stwierdzić iż przy obecnych perspektywach rozwoju technologicznego i niewątpliwie pozytywnym aspekcie jakim jest wdrażanie niekonwencjonalnych źródeł energii przejście na ten system w niedalekiej przyszłości będzie nie tylko nieuniknione - ale i opłacalne.