W dobie coraz większej troski o środowisko naturalne oraz stale rosnących kosztów energii, coraz bardziej cieszą innowacyjne rozwiązania, które pozwalają na oszczędzanie energii elektrycznej i wykorzystywanie energii odnawialnej.
Niezależność energetyczna jest to możliwość zaspokojenia bieżących potrzeb energetycznych danego gospodarstwa domowego z różnych źródeł, które samemu się posiada. Typowe domostwo może dążyć do pełnej niezależności energetycznej na kilka sposobów. Ustawa z 20 lutego 2015 r. definiuje OZE jako „odnawialne, niekopalne źródła energii obejmujące energię wiatru, energię promieniowania słonecznego, energię aerotermalną, energię geotermalną, energię hydrotermalną, hydroenergię, energię fal, prądów i pływów morskich, energię otrzymywaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów”. Warto zatem przyjrzeć się poszczególnym z nich. Odnawialne źródła energii często są również nazywane w inny sposób, np. alternatywne źródła energii, zielona energia, czysta energia czy też naturalne źródła energii.
Energia słoneczna (fotowoltaika)
Energia słoneczna to niezwykle obiecujące źródło energii z ogromnym potencjałem. Opierając się na promieniowaniu słonecznym, technologia fotowoltaiczna (PV) przekształca je w elektryczność. Panele fotowoltaiczne wykorzystują zjawisko fotoelektryczne, gdzie fotony padające na komórki półprzewodnikowe generują prąd elektryczny.
Główną zaletą energii słonecznej jest prawie nieograniczony dostęp do niej. Słońce jest naturalnym i powszechnym źródłem energii, które jest dostępne na całym świecie. Branża energii słonecznej dynamicznie się rozwija. Technologia paneli fotowoltaicznych staje się coraz lepsza, a co za tym idzie, ich wydajność energetyczna wzrasta. Fotowoltaika ma ogromny potencjał, dlatego ważne jest ciągłe dążenie do rozwoju i innowacji w tej dziedzinie, a połączenie z magazynem energii zwiększa niezależność energetyczną umożliwiając korzystanie z energii podczas przerw w dostawach lub awarii sieci energetycznej. Mieszkańcy chętnie sięgają po to rozwiązanie, czego dowodem jest sukces programu „Mój Prąd”. Między innymi dzięki temu w kwietniu 2022 r. liczba prosumentów (osób, które wytwarzają energię na własne potrzeby) przekroczyła milion. Dla porównania w grudniu 2015 r. było to jedynie ok. 4,5 tys. prosumentów.
Energetyka wiatrowa
Energia wiatrowa opiera się na wykorzystaniu siły wiatru do produkcji energii elektrycznej za pomocą turbin wiatrowych.
Turbinę wiatrową można porównać do dużego wiatraka. Kiedy wieje wiatr, energia kinetyczna przekazywana jest na łopatki wirnika, które wprawiają turbinę w ruch. Ten ruch obrotowy przekazywany jest do generatora, który przekształca pracę mechaniczną w energię elektryczną.
Turbiny wiatrowe można instalować zarówno na lądzie, jak i na morzu. Elektrownie wiatrowe na lądzie są tańszym i częściej wybieranym wariantem. Natomiast elektrownie wiatrowe morskie, zwane farmami wiatrowymi offshore, mają większy potencjał generowania energii ze względu na silniejsze wiatry na otwartym morzu.
W roku 2021 energia wiatrowa dostarczyła ponad 6% światowej energii elektrycznej. Dodatkowo energia wiatrowa nie emituje żadnych substancji szkodliwych ani gazów cieplarnianych. Jednak energia wiatrowa posiada jedną dużą wadę. Produkcja energii jest uzależniona od siły i kierunku wiatru, co powoduje znaczące wahania wydajności. Ponadto niektórzy mogą krytykować wpływ turbin na krajobraz oraz hałas, który generują, gdy znajdują się za blisko obszarów zamieszkanych.
Problemem są także łopaty wirnika, których żywotność to 25 lat – nie są one poddawane recyklingowi ze względu na trudne oddzielenie materiałów, z których są wykonane, zamiast tego są zakopywane w ziemi. Ale ma się to zmienić wraz z rozwojem technologii, żeby materiały wykorzystywane do produkcji łopat wirników dało się bez utrudnień utylizować, czy też poddać recyklingowi.
Energetyka wodna
Do jej przetworzenia wykorzystywane są specjalne budowle hydrotechniczne, z wbudowanym systemem turbin, które zamieniają siłę płynącej lub opadającej wody w energię kinetyczną, a następnie elektryczną. Należy jednak wziąć pod uwagę, że energetyka wodna, chociaż odnawialna, ma znaczący wpływ na otoczenie przyrodnicze, a w określonych warunkach może charakteryzować się emisyjnością porównywalną z energetyką opartą o paliwa kopalne, ze względu na emisje metanu z rozkładającej się materii organicznej.
Energetyka geotermalna
Geotermia to źródło energii odnawialnej, wykorzystujące ciepło Ziemi do produkcji energii elektrycznej i ogrzewania. Działa na zasadzie korzystania z temperatury w głąb ziemi. Systemy geotermalne wykorzystuje się na dwa sposoby: geotermalne pompy ciepła oraz elektrownie geotermalne. Pompy ciepła służą do ogrzewania i chłodzenia budynków, natomiast elektrownie geotermalne przekształcają ciepło w energię elektryczną. Geotermia ma kilka zalet. Jest stabilnym źródłem energii, dostępnym przez cały rok. Do tego ma niewielki wpływ na środowisko, a przy tym jej koszt jest stosunkowo niski.
Energetyka pochodząca z biomasy
Biogazownie to innowacyjne źródło energii odnawialnej, które pozwala na pozyskiwanie energii z biomasy, w tym ze zwierzęcych odchodów oraz roślin energetycznych. Proces ten polega na fermentacji materii organicznej, dzięki któremu uzyskuje się biogaz. Może być on wykorzystywany m.in. jako paliwo do zasilania silników spalinowych, a także do produkcji ciepła i energii elektrycznej.
Jednym z największych plusów wykorzystania biogazowni w gospodarstwie rolnym jest możliwość wykorzystania odpadów organicznych, takich jak nawozy, resztki roślinne czy gnojowica, do produkcji energii. Pozwala to na ich recykling i minimalizowanie ilości odpadów w gospodarstwie. Biogazownie pozwalają na obniżenie kosztów energii elektrycznej, zwłaszcza w przypadku dużych gospodarstw rolnych, co przyczynia się do oszczędności. Wykorzystanie biogazowni umożliwia też produkcję energii w gospodarstwie, co pozwala na niezależność od dostawców energii z sieci. Korzystanie z biogazowni przyczynia się do ochrony środowiska, gdyż umożliwia ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Wykorzystanie biogazowni w gospodarstwie rolnym niesie ze sobą również pewne wady. Jest to m.in. kosztowna instalacja, zwłaszcza w przypadku większych gospodarstw rolnych, a także potrzeba dysponowania większą powierzchnią gruntów do instalacji. Biogazownie wymagają także regularnej konserwacji i utrzymania, aby zachować wysoką efektywność działania. Korzystanie z biogazowni może powodować pewne problemy z zapachami, a tym samym na komfort mieszkańców w okolicach gospodarstwa. Wyzwaniem dla niektórych gospodarstw rolnych może być również fakt, że utrzymywanie biogazowni i korzystanie z niej na co dzień wymaga także odpowiedniej dawki specjalistycznej wiedzy.
Jednym z kluczowych czynników przyspieszających rozwój OZE jest ograniczanie przez rządy zależności od tradycyjnych, nieodnawialnych źródeł energii, takich jak węgiel czy ropa naftowa – ma to miejsce m.in. w Unii Europejskiej.
Przykładem niezależności energetycznej jest duńska wyspa Somso.
Samso – wyspa położona na południu cieśniny Kattegat, przy wejściu do Wielkiego Bełtu, zamieszkała przez około 4 tys. Samsończycy dostali propozycję od władz Danii, by z wyspy uczynić krainę ekologicznych marzeń. Korzyści miało być wiele, a warunek był tylko jeden: wszystko musieli zrobić własnymi siłami i środkami. Mieszkańcy na początku byli bardzo nieufni. ale podczas licznych spotkań i indywidualnych rozmów udało się ich przekonać.. Dzisiaj mieszkańcy mówią zgodnie: – Jesteśmy dumni z tego, że tu mieszkamy. Robimy coś niezwykłego – podkreślają. Ze względu na doskonałe warunki atmosferyczne wyspa posiada liczne farmy wiatrowe, które w ekologiczny sposób zasilają w energię mieszkańców wyspy
Dzięki zastosowaniu odnawialnych źródeł energii (wiatr, słońce, biopaliwa) wyspa szczyci się zerową emisją CO2. Generowaną nadprodukcję energii elektrycznej przesyła się na ląd oraz okoliczne wyspy tymi samymi kablami, którymi jeszcze kilkanaście lat temu płynął na Samso prąd produkowany ze spalania węgla w duńskich elektrowniach. Wyspa nie używa paliw kopalnych ani ich pochodnych – węgla ani produktów przerobu ropy naftowej. W swoich traktorach wielu mieszkańców używa tego samego oleju, który znajduje się w ich kuchni.
Wprawdzie infrastruktura portowa nie powala nowoczesnością, ale można podłączyć jacht do prądu, napełnić zbiorniki wodą i skorzystać z portowego wc. Urok miejsca zasadza się w spokoju i ciszy duńskiej prowincji. W miasteczku można oczywiście znaleźć sklepy spożywcze, pizzerię i kilka lokalnych restauracji. Ciągnące się kilometrami plaże są wymarzonym miejscem do wielogodzinnych wędrówek i obserwacji przyrody.
Budowa systemu energetycznego opartego o odnawialne źródła energii wiąże się ze sporymi wyzwaniami. Przy obecnie stosowanych technologiach znaczna część produkcji energii uzależniona jest od dostępności wiatru czy słońca – co może oznaczać występowanie w pewnych momentach niedoborów, w innych zaś nadmiaru produkowanej energii. Konieczne jest zatem stworzenie odpowiedniego systemu bilansującego – w szczególności magazynów energii. Również rozwój infrastruktury do produkcji i wykorzystania wodoru przyczynić się może do dalszego zapewnienia stabilności systemu. Do tego rozwój inteligentnego zarządzania siecią energetyczną i rozwój samej sieci stanowić powinny istotny element stworzenia rozproszonego systemu produkcji energii, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo jej dostaw.
Roczna produkcja energii w Danii. Widoczna znacząca przewaga energii wiatrowej. Kolory, którymi zaznaczone zostały państwa oznaczają ilość dwutlenku węgla wydalanego do atmosfery.
Marian Głowacki, CDR o/Radom
Literatura:
- https://www.gov.pl/web/edukacja-ekologiczna/odnawialne-zrodla-energii-czym-sa-i-co-nalezy-o-nich-wiedziec
- https://rolnikinfo.pl/energia-odnawialna-w-gospodarstwie-rolnym-przeglad-technologii-mm-mm-230423
- Źródło: https://app.electricitymaps.com/map
- 24.pl/swiat/wyspa-samso-czyli-ekologiczny-cud-swiata-ra119067-ls3695018
5.https://www.charter.pl/przewodnik-po-marinach/baltyk/dania/361/ballen-wyspa-samso.html
- Zdjęcia w artykule zasoby własne Marian Głowacki Dania wyspa Somso.
