Czym różnią się źródła energii elektrycznej?

W XIX wieku na świecie pojawiła się rzecz, która zmieniła nasze życie na zawsze. Mowa o wykorzystaniu elektryczności, która dziś jest podstawą istnienia naszego gatunku i wszelkie przerwy w jej dostawach mogą mieć tragiczne skutki. W dzisiejszych czasach nauczyliśmy się ją wytwarzać na mnóstwo różnych sposobów, a każdy ma własną charakterystykę oraz wady i zalety. Czym jednak się one różnią? Już spieszę z wyjaśnieniem

Elektrownie węglowe, czyli czarne złoto

Zacznijmy od dosłownie palącego tematu. Są nim elektrownie węglowe, które należą do grupy elektrowni cieplnych. Zasila się je z wykorzystaniem węgla kamiennego, lub brunatnego, który regularnie występuje w Polsce, więc takowe elektrownie są głównym źródłem energii elektrycznej w kraju nad Wisłą. W 2018 roku aż osiemdziesiąt procent energii wytworzonej w naszym kraju pochodziło z elektrowni węglowych, z, których największe są elektrownie w Turowie, czy też Bełchatowie.

Z racji na ich negatywny wpływ na środowisko coraz więcej krajów rezygnuje z korzystania z nich. Co ciekawe mimo tego sześć z największych emitentów dwutlenku węgla do atmosfery w Europie to elektrownie napędzane węglem brunatnym, które znajdują się w Niemczech. Na tej niechlubnej liście znajduje się, także jedna polska placówka, jaką jest elektrownia w Turowie. Największym problemem są elektrownie zasilane właśnie węglem brunatnym, gdyż w porównaniu z tymi na węgiel kamienny emitują one znacznie więcej szkodliwych dla środowiska związków.

Najgorsze są w tym takie gazy jak tlenek azotu i dwutlenek siarki, które w wyniku reakcji z powietrzem stają się związkami spadającymi następnie jako niszczące glebe kwaśne deszcze. W tych czasach elektrownie węglowe powoli odchodzą do lamusa i nawet Chiny, które są jednym z największych emitentów dwutlenku węgla do atmosfery powoli rezygnują z inwestycji w nie.

Nic dziwnego, gdyż elektrownie węglowe to najbardziej szkodliwe dla środowiska konwencjonalne źródło energii. Jakie są jednak ich zalety? Dużą jest efektywność, gdyż są w stanie wyprodukować mnóstwo prądu na małej powierzchni. Byłoby to świetne, gdyby w parze z efektywnością nie szły zanieczyszczenia powietrza, lecz świat niestety nie jest idealnym miejscem.

Czystsza alternatywa węgla, elektrownie gazowe

Elektrownie gazowe w swej koncepcji nie różnią się wiele od tych węglowych. Kolosalna różnica występuje jednak w innej kwestii jaką jest ilość produkowanych zanieczyszczeń. Jak można się domyślić w takiej elektrowni głównym paliwem nie jest węgiel brunatny, czy też kamienny, a gaz ziemny. Dzięki temu podczas spalania nie powstają kompletnie wszelkie tlenki siarki, a o połowę udaje się ograniczyć emisję dwutlenka węgla i tlenka azotu. Co ciekawe elektrownie gazowe nie produkują nieutylizowanych odpadów, a, jeśli takowe się pojawią, to taki olej trafia do rafinerii, gdzie jest dalej przerabiany.

Uran to przyszłość, czy przeszłość?

Jednymi z najbardziej kontrowersyjnych elektrowni są te jądrowe. W Polsce mimo tylu lat nie doczekaliśmy się jeszcze ani jednej i jest to pokłosie między innymi katastrofy w Czarnobylu. Ponadto coraz więcej krajów zamyka swoje aktywne elektrownie jądrowe. Jak jest jednak naprawdę? Fakty są takie, że elektrownie jądrowe nowego typu nie są niebezpieczne, jeśli są obsługiwane przez wykwalifikowaną kadrę, której brakowało na przykład w Czarnobylu, który po dziś dzień straszy tych nieprzekonanych do energetyki jądrowej. Jak działają takie elektrownie? Mają dokładnie taką samą zasadę, jak pozostałe konwencjonalne źródła.

Wykorzystują energię cieplną do wytworzenia pary wodnej, która wytworzy energię. Różni się jednak sposób podgrzania. W elektrowniach gazowych, czy węglowych wykorzystuje się do tego reakcje spalania. W elektrowni jądrowej dochodzi do rozszczepienia jądra atomu, które wytwarza energię cieplną. Jedyną niebezpieczną rzeczą są odpady, gdyż wbrew pozorom promieniowanie w okolicy elektrowni nie pozwala na przebycie choroby popromiennej.

Radioaktywne odpady jednak należy gdzieś utylizować, lecz po rozwiązaniu tego problemu elektrownia jądrowa ma wiele zalet. Przede wszystkim nie zanieczyszcza tak środowiska, jak pozostałe konwencjonalne źródła energii. Ponadto jest niezwykle efektywna, a czerpanie z niej energii pozwala znacznie zmniejszyć roczne wytwarzanie dwutlenku węgla, który ma znamienny wpływ na istnienie globalnego ocieplenia. Co ciekawego, pomimo tego, że udowodniono bezpieczeństwo takiego rozwiązania niektóre kraje jak Włochy, które od lat egzekwują prawny zakaz budowy takich elektrowni.

Zielona energia to przyszłość?

Pora na źródła niekonwencjonalne, które są jednocześnie odnawialnymi. Na pierwszy ogień rzucę elektrownie słoneczne, które występują przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych, Niemczech i Azji. Aktualnie największe z nich to elektrownia ISEGS na pustynii Mohave, elektrownia w Topaz w stanie Kalifornia, która ma osiągnąć moc pięciuset Megawatów oraz w Agua Caliente w Arizonie. Wszystkie generują moc powyżej dwustu megawatów, co pozwoliło na pokonanie w swoim czasie największej na świecie elektrowni, która była umiejscowiona w Golmud w Chinach.

Największa taka placówka w Europie mieści się w Neuhardenberg w Brandenburgii, czyli tuż za naszą zachodnią granicą. Generuje ona moc rzędu 145 megawatów. Elektrownie słoneczne za pomocą specjalnych paneli fotowoltaicznych przekształcają energię pochodzącą z promieniowania słonecznego w energię elektryczną, bądź cieplną. Tak działa na przykład podana wcześniej elektrownia w Mojave, która energię wykorzystuje do podgrzewania wody.

Jakie zalety mają takie elektrownie? Przede wszystkim nie wymagają one większej obsługi. Ponadto energia pozyskana w ten sposób jest czysta, gdyż nie marnuje wody, a, także nie produkuje spalin. Mimo tego pod wątpliwość poddaje się to, czy jest to dobre rozwiązanie, gdyż mówi się o tym, że przez farmy solarne umiera wiele ptaków, które następnie wręcz smażą się na panelach.

Ponadto nie produkują one prądu w godzinach nocnych, więc należy nim rozsądnie gospodarować. Kolejną sporą wadą jest efektywność takiego rozwiązania. W porównaniu z konwencjonalną elektrownią wytworzenie takiej samej ilości prądu wymaga znacznie większej powierzchni, a ponadto panele fotowoltaiczne wciąż są naprawdę drogie.

Ależ wieje.. Zróbmy z tego prąd

Czas na kolejne z bardziej popularnych odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Naturalnie mowa o elektrowniach wiatrowych. Są one coraz częstszym elementem krajobrazu i można je zauważyć szczególnie przy autostradach, gdzie istnieją duże farmy wiatrowe. Jakie są powody za tym, że powstaje tyle turbin wiatrowych? Energia wytwarzana przez nie jest oczywiście czysta, dzięki czemu redukujemy emisję dwutlenku węgla do atmosfery, co jest bardzo ważne w tych czasach.

Kolejną zaletą jest, także wymagana powierzchnia, gdyż jedna turbina de facto nie zajmuje zbyt wiele miejsca, a jej istnienie nie wyklucza na przykład tego, by dookoła niej znajdowały się grunty uprawne. Ponadto ich obecność zwiększa dochody gminy, a teren na, którym jest wybudowana może być trudny, jak na przykład wzgórza, gdzie ciężko byłoby wybudować konwencjonalną elektrownie.

Niestety nie wszystko jest tak kolorowe jak się wydaje. Budowa turbiny nie jest tania, a jej obecność jest w stanie zmniejszyć wartość gruntów w obrębie kilometra nawet o połowę. Ponadto wytwarzają one nie tylko irytujący hałas, lecz, także infradźwięki, które nie są dla nas słyszalne, a mogą powodować większe zmęczenie. Zbadano, że wśród osób mieszkających mniej niż dwa kilometry od turbiny występuje zjawisko zwane Syndromem turbin Wiatrowych, które odznacza się gorszym samopoczuciem i zdrowiem, niż wśród osób żyjących daleko od takich miejsc.

Woda daje życie oraz elektryczność

Elektrownie wodne stanowią aż piętnaście procent globalnej produkcji prądu! Niektóre kraje jak Norwegia swoją politykę energetyczną w całości opierają właśnie na wodzie. Niestety budowa takich zapór, które generują prąd istotnie ingeruje w środowisko naturalne i zmienia brzeg rzeki, a, także prowadzi do powstawania sporych zbiorników retencyjnych, co miało miejsce na przykład na polskiej Wiśle.