Περιεχόμενο
- Εισαγωγή
- Ιστορική χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις ΗΠΑ
- Ένα ελαφρύ ξύπνημα για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
- Υψηλότερες τιμές ενέργειας από ορυκτά καύσιμα
- Οι πόροι ορυκτών καυσίμων εξαντλούνται
- Κλιματική αλλαγή
- Κυβερνητική Υποστήριξη Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας
- Τεχνολογικές βελτιώσεις και χαμηλότερα κόστη
- Εμπορία και Υποδομή
- Πρόσφατες τάσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
- Τάσεις για το μέλλον
- Πού θα τοποθετηθούν νέα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας;
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς να μειωθεί η ποσότητα που μπορεί να παραχθεί στο μέλλον. Η αιολική και η ηλιακή ενέργεια αποτελούν παραδείγματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Εικόνα πνευματικών δικαιωμάτων iStockphoto / Fernando Alonso Herrero.
Εισαγωγή
"Ανανεώσιμη ενέργεια" είναι η ενέργεια που παράγεται από πηγή που δεν έχει εξαντληθεί οριστικά. Το φως του ήλιου, ο άνεμος, τα ρέοντα ύδατα, η γεωθερμία και τα φυτά αποτελούν παραδείγματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μπορούν να παραχθούν σήμερα χωρίς να βλάπτουν την ικανότητά τους να παράγονται στο μέλλον.
Την τελευταία δεκαετία η χρήση ανανεώσιμης ενέργειας γίνεται όλο και πιο σημαντική για τους ανθρώπους, τη βιομηχανία και τις κυβερνήσεις. Γιατί; Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν εξαντλούνται, καθίστανται λιγότερο δαπανηρές και έχουν μαλακότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο.
Στατιστικές για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Το 2009, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αντιπροσώπευαν περίπου το 8% της παραγωγής / κατανάλωσης ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Από αυτή την ποσότητα ηλιακή, γεωθερμική, αιολική, υδροηλεκτρική και βιομάζα αντιπροσωπεύουν τουλάχιστον το 1% του συνόλου. Πηγή: Διαχείριση ενεργειακών πληροφοριών.
Κατανάλωση ανανεώσιμης ενέργειας: Τάσεις στην παραγωγή / κατανάλωση ανανεώσιμης ενέργειας από το 1950 έως το 2009. Η ποσότητα ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές αυξάνεται σταθερά με την πάροδο του χρόνου. Η πιο σημαντική είναι η ταχεία ανάπτυξη των βιοκαυσίμων και του ανέμου κατά την τελευταία δεκαετία. Πηγή: Διαχείριση ενεργειακών πληροφοριών.
Ιστορική χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις ΗΠΑ
Δύο σημαντικές πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν πάντοτε η ξυλεία και το νερό. Η ισχύς των ζώων μπορεί επίσης να θεωρηθεί σημαντική σημαντική πηγή ανανεώσιμης ενέργειας. Αυτά αντιπροσώπευαν σχεδόν όλη την ενέργεια που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες μέχρι να ξεκινήσει η εξόρυξη άνθρακα στα μέσα του 1700 και η διάτρηση για πετρέλαιο και φυσικό αέριο άρχισε στα μέσα του 1800.
Μόλις η παραγωγή ορυκτών καυσίμων έγινε εμπορική, το ξύλο και το νερό αντικαταστάθηκαν σταδιακά ως πρωτογενή καύσιμα. Έγινε λιγότερο ακριβό και πιο βολικό να τροφοδοτούν τις ενεργειακές ανάγκες ενός σπιτιού ή ενός εργοστασίου από ορυκτά καύσιμα παρά από ξύλο ή νερό. Τα ορυκτά καύσιμα έγιναν τα νέα πρωτογενή καύσιμα. Σήμερα - πάνω από 100 χρόνια αργότερα - εξακολουθούν να βρίσκονται σε αυτή τη δεσπόζουσα θέση.
Ανανεώσιμη κατανάλωση ενέργειας κατά τομέα: Τάσεις στην παραγωγή / κατανάλωση ανανεώσιμης ενέργειας ανά τομέα από το 1950 έως το 2009. Η χρήση ανανεώσιμης ενέργειας στους τομείς της ηλεκτρικής ενέργειας και της βιομηχανίας αυξάνεται σταθερά. Κατά την τελευταία δεκαετία σημειώθηκε έκρηξη στον τομέα των μεταφορών. Πηγή: Διαχείριση ενεργειακών πληροφοριών.
Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών έχει προετοιμάσει αυτό το χαρτοφυλάκιο δυναμικού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αιολικής ενέργειας. Οι πιο σκοτεινές μπλε περιοχές έχουν δυναμικό Watt / τετραγωνικό μέτρο άνω των 800. Image EPA.
Χάρτης δυναμικού ηλιακής ενέργειας: Το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας έχει δημοσιεύσει έναν αριθμό δυναμικών χαρτών ηλιακής ενέργειας. Οι νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες έχουν τις μεγαλύτερες δυνατότητες για έργα ηλιακής ενέργειας. Λεπτομερέστερες πληροφορίες.
Ένα ελαφρύ ξύπνημα για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Τα ορυκτά καύσιμα επέτρεψαν την εκβιομηχάνιση των Ηνωμένων Πολιτειών, αλλά η χρήση τους συγκεντρώθηκε κυρίως γύρω από ορυχεία και πηγάδια μέχρις ότου αναπτυχθούν αποτελεσματικές μέθοδοι μεταφοράς. Σε περιοχές μακριά από κοιτάσματα άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου, νερό, ξύλο και μερικές φορές ο άνεμος συνέχισε να τροφοδοτεί το έθνος.
Από το 1970, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παρέχουν μόνο περίπου το 5% έως 7% της κατανάλωσης ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ωστόσο, τα τελευταία δέκα χρόνια η ανανεώσιμη ενέργεια έχει λάβει μεγαλύτερη προσοχή. Οι λόγοι αυτής της αυξημένης προσοχής περιλαμβάνουν:
Υψηλότερες τιμές ενέργειας από ορυκτά καύσιμα
Οι τιμές του πετρελαίου, του φυσικού αερίου και του άνθρακα αυξάνονται σταθερά και οι τιμές των ορυκτών καυσίμων μπορεί να είναι ευμετάβλητες και απρόβλεπτες. Παρόλο που οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ήταν ιστορικά ακριβότερες, η διαφορά κόστους μειώνεται καθώς οι τιμές των ορυκτών καυσίμων αυξάνονται.
Οι πόροι ορυκτών καυσίμων εξαντλούνται
Όταν ξεκίνησε η εξόρυξη άνθρακα στα μέσα του 1700, οι ράβδοι άνθρακα κοντά στην επιφάνεια ήταν οι πρώτοι που εκμεταλλεύτηκαν. Με την πάροδο του χρόνου οι ευκολότεροι να πετάξουν και υψηλότερης ποιότητας κάρβουνα εξαντλήθηκαν γρήγορα. Αυτό που παραμένει σήμερα είναι συνήθως πιο δύσκολο να το δικό μου ή έχει χαμηλότερη ποιότητα.
Η εξερεύνηση για το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο βρήκε γρήγορα τις μεγαλύτερες, ρηχότερες καταθέσεις. Σήμερα οι στόχοι εξερεύνησης είναι συχνά μικρότεροι, βαθύτεροι και βρίσκονται σε δύσκολα περιβάλλοντα όπως ο βαθύς ωκεανός ή η Αρκτική.
Κλιματική αλλαγή
Τα ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας είναι πλούσια κοιτάσματα άνθρακα που έχουν ταφεί βαθιά στη Γη. Συσσωρεύονταν εκεί αργά για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Όταν τα ορυκτά καύσιμα καίγονται, ο άνθρακας τους επιστρέφει στην ατμόσφαιρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα - ένα αέριο θερμοκηπίου που συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη και στην κλιματική αλλαγή. Σε περίπου διακόσια χρόνια, οι άνθρωποι έχουν παραγάγει και καίει ένα σημαντικό μέρος της πηγής των ορυκτών καυσίμων της Γης, το στέλνει στην ατμόσφαιρα σχεδόν ένα εκατομμύριο φορές πιο γρήγορα από ό, τι αφαιρέθηκε για να σχηματίσουν ορυκτά καύσιμα.
Κυβερνητική Υποστήριξη Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας
Σήμερα, οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο αποδέχονται το γεγονός ότι η καύση ορυκτών καυσίμων τροποποιεί ταχέως τη γήινη ατμόσφαιρα, οδηγώντας στην αλλαγή του κλίματος που έχει πολλές ανεπιθύμητες επιπτώσεις. Σε μια προσπάθεια επιβράδυνσης της έκλυσης διοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον, οι κυβερνήσεις προσφέρουν επιχορηγήσεις, φορολογικά κίνητρα και άλλα προγράμματα που αποσκοπούν στην υποστήριξη της ανάπτυξης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Τεχνολογικές βελτιώσεις και χαμηλότερα κόστη
Ενώ οι τιμές των ορυκτών καυσίμων αυξάνονται, το κόστος κατασκευής ηλιακών συλλεκτών, γεωθερμικών συστημάτων, ανεμογεννητριών και άλλου εξοπλισμού ανανεώσιμης ενέργειας μειώνεται σε βάση κόστους ανά BTU. Ενώ το κόστος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας παραμένει υψηλό, η τάση των τιμών βρίσκεται σε ευνοϊκή κατεύθυνση. Αυτό συμβαίνει όταν η κυβερνητική υποστήριξη μπορεί να κάνει μεγάλη διαφορά.
Εμπορία και Υποδομή
Καθώς ολοκληρώνονται περισσότερα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, βελτιώνεται η ικανότητά τους να ενσωματώνονται ομαλά στα κτίρια, τα οχήματα και τις πρωτογενείς πηγές ενέργειας. Η μαζική παραγωγή μειώνει τις τιμές και ένα αυξανόμενο ποσοστό υιοθεσίας αυξάνει τη διαθεσιμότητα αξιόπιστου εξοπλισμού, εξειδικευμένων εξαρτημάτων και υπηρεσιών.
Παρόλο που όλα τα παραπάνω υποδηλώνουν ότι βρισκόμαστε στην άκρη μιας έκρηξης ανανεώσιμης ενέργειας, δεν έχουμε ακόμη διασχίσει σημαντικά σημεία τιμών και διεισδύσεις στην αγορά για να κάνουμε την ανανεώσιμη ενέργεια αυτοεκκίνηση και αυτοσυντηρούμενη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι κυβερνήσεις προσπαθούν να υποστηρίξουν την υιοθέτηση και τη βελτίωση των συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Χάρτης δυναμικού γεωθερμικής ενέργειας: Το Εθνικό Σύστημα Γεωθερμικών Δεδομένων δημοσίευσε ένα χάρτη γεωθερμικού δυναμικού για τις Ηνωμένες Πολιτείες. Δείχνει ότι οι γεωθερμικές εγκαταστάσεις αντλιών θερμότητας μπορούν να είναι επιτυχείς σε ολόκληρη τη χώρα (ανοιχτό μαύρισμα), περιοχές χαμηλής θερμοκρασίας άμεσης χρήσης (κάτω από 100 βαθμούς C) είναι άφθονοι στη δυτική Αμερική (πορτοκαλί) και μερικές πολιτείες έχουν πιθανές θέσεις για ηλεκτρικές παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όπου οι θερμοκρασίες υπογείων υδάτων είναι πάνω από 100 βαθμούς C (κόκκινο). Δεν είναι όλες οι τοποθεσίες που εμφανίζονται σε αυτά τα χρώματα κατάλληλες λόγω τοπικών συνθηκών εδάφους, κανονισμών χρήσης γης και άλλων παραγόντων. Λεπτομερέστερες πληροφορίες.
Πρόσφατες τάσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Η ανανεώσιμη ενέργεια αντιπροσωπεύει σήμερα περίπου το 8,20% της κατανάλωσης ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Τα περισσότερα από αυτά προέρχονται από βιομάζα και υδροηλεκτρικές πηγές. Από το 1995, η ποσότητα ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές αυξήθηκε κατά 15,9%. Εάν οι Ηνωμένες Πολιτείες ελπίζουν ότι θα έχει το 25% της ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές μέχρι το 2025, θα χρειαστεί τεράστια ώθηση.
Η πιο ραγδαία αναπτυσσόμενη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας από το 1995 είναι η αιολική ενέργεια. Η εφαρμογή της αιολικής ενέργειας εξερράγη με αύξηση άνω του 2000%. Αν και αυτό είναι θεαματική ανάπτυξη, ο άνεμος συμβάλλει λιγότερο από το 3/4% του ενεργειακού εφοδιασμού των εθνών.
Η ηλιακή ενέργεια έχει αυξηθεί πάνω από 55% από το 1995 και η ταχεία πτώση της τιμής ανά κιλοβάτ των ηλιακών συλλεκτών θα πρέπει να στηρίξει τη μελλοντική ανάπτυξη. Η γεωθερμία έχει αυξηθεί σχεδόν κατά 27%. Οι νέες τεχνολογίες και οι υψηλότερες τιμές ορυκτών καυσίμων καθιστούν σήμερα τα έργα γεωθερμικής θέρμανσης χώρων ανταγωνιστικά με τις μονάδες ορυκτών καυσίμων.
Χάρτης δυναμικού ενεργειακής δυναμικότητας υδροηλεκτρικής ενέργειας: Το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών δημοσίευσε χάρτες που δείχνουν την τρέχουσα χρήση και το μελλοντικό αναπτυξιακό δυναμικό της υδροηλεκτρικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι περισσότερες από τις περιοχές βρίσκονται όπου ρέματα ρέουν σε περιοχές με τουλάχιστον μέτρια τοπική ανακούφιση. Λεπτομερέστερες πληροφορίες.
Τάσεις για το μέλλον
Το μέλλον της ανανεώσιμης ενέργειας είναι πολύ φωτεινό. Το κόστος ανά BTU μειώνεται. Οι μέθοδοι για την ομαλή ενσωμάτωσή τους σε κτίρια, οχήματα και πρωτογενείς πηγές ενέργειας βελτιώνονται. Οι φόβοι για την αλλαγή του κλίματος ενθαρρύνουν τις κυβερνήσεις να υποστηρίξουν έργα ανανεώσιμης ενέργειας με επιχορηγήσεις, φορολογικές ελαφρύνσεις και άλλα κίνητρα.
Τα έργα ανανεώσιμης ενέργειας σχεδόν πάντοτε βοηθούν τις Ηνωμένες Πολιτείες να γίνουν περισσότερο ενεργειακά ανεξάρτητες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα έργα ανανεώσιμης ενέργειας βρίσκονται συνήθως κοντά στο σημείο όπου καταναλώνεται η ενέργεια. Αυτό μειώνει τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις, μειώνει το κόστος και δίνει κίνητρα στις κυβερνήσεις να μειώσουν την εξωγενή εξάρτηση.
Πού θα τοποθετηθούν νέα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας;
Υπάρχουν ευκαιρίες για έργα ανανεώσιμης ενέργειας σε τοποθεσίες στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας μπορούν να έχουν οικονομικό νόημα σε σχεδόν οποιαδήποτε τοποθεσία στις Ηνωμένες Πολιτείες όπου είναι κατάλληλες οι συνθήκες εδάφους και τοπικής ανάπτυξης. Οι δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες είναι ιδιαίτερα ευλογημένες με ευρείες περιοχές με μεγάλες δυνατότητες για αιολικά, υδροηλεκτρικά, ηλιακά και γεωθερμικά έργα (δείτε τους χάρτες αυτής της σελίδας).
Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα πρέπει να αναπτυχθεί ταχύτατα κατά την επόμενη δεκαετία, καθώς οι τεχνολογίες τους καθίστανται πιο αποτελεσματικές και ανταγωνιστικές από πλευράς κόστους με τα ορυκτά καύσιμα. Το κόστος, οι στόχοι προστασίας του κλίματος και τα ιδανικά της ενεργειακής ανεξαρτησίας θα τους βοηθήσουν να πετύχουν.