可再生能源:它是什麼以及我們為什麼需要它

任何關於氣候變化的討論都必然會指出這樣一個事實,即使用可再生能源可以防止全球變暖的最壞影響。 原因是太陽能和風能等可再生能源不會排放導致全球變暖的二氧化碳和其他溫室氣體。

在過去的 150 年裡,人類主要依靠煤炭、石油和其他化石燃料來為從燈泡到汽車和工廠的一切提供動力。 結果,燃燒這些燃料時排放的溫室氣體量達到了異常高的水平。

溫室氣體將熱量捕獲在大氣中,否則這些熱量可能會逸散到太空中,平均地表溫度正在上升。 因此,全球變暖發生,隨之而來的是氣候變化,其中還包括極端天氣事件、野生動物種群和棲息地的遷移、海平面上升和許多其他現象。

因此,使用可再生能源可以防止地球發生災難性變化。 然而,儘管可再生能源似乎源源不斷,實際上取之不盡,但它們並不總是可持續的。

可再生能源的類型

1. 水。 幾個世紀以來,人們通過建造水壩來控制水流來利用河流的力量。 今天,水電是世界上最大的可再生能源來源,中國、巴西、加拿大、美國和俄羅斯是最大的水電生產國。 但是,雖然水在理論上是一種由雨雪補充的清潔能源,但該行業也有其缺點。

大型水壩會破壞河流生態系統,破壞野生動物,並迫使附近居民搬遷。 此外,大量淤泥堆積在水力發電的地方,這會影響生產力並損壞設備。

水電行業一直處於乾旱的威脅之下。 根據 2018 年的一項研究,由於公用事業被迫使用煤炭和天然氣來替代因乾旱而損失的水力發電,美國西部 15 年來的二氧化碳排放量比正常情況高出 100 兆噸,已有 XNUMX 年之久。 水電本身與有害排放問題直接相關,因為水庫中腐爛的有機物質會釋放甲烷。

但河流水壩並不是利用水來產生能量的唯一方式:在世界各地,潮汐和波浪發電廠利用海洋的自然節律來產生能量。 近海能源項目目前產生約 500 兆瓦的電力——不到所有可再生能源的百分之一——但它們的潛力要高得多。

2. 風。 風能作為能源的使用始於 7000 多年前。 目前,發電的風力渦輪機遍布全球。 2001年至2017年,全球累計風力發電容量增長超過22倍。

有些人對風電行業嗤之以鼻,因為高大的風力渦輪機破壞了風景並發出噪音,但不可否認的是,風能確實是一種寶貴的資源。 雖然大部分風力發電來自陸上渦輪機,但離岸項目也在不斷湧現,其中大部分在英國和德國。

風力渦輪機的另一個問題是它們對鳥類和蝙蝠構成威脅,每年殺死數十萬這些物種。 工程師們正在積極為風能行業開發新的解決方案,以使風力渦輪機對飛行的野生動物更安全。

3. 太陽。 太陽能正在改變世界各地的能源市場。 從 2007 年到 2017 年,全球太陽能電池板總裝機容量增長了 4300%。

除了將太陽光轉化為電能的太陽能電池板外,太陽能發電廠還使用鏡子來集中太陽的熱量,從而產生熱能。 中國、日本和美國在太陽能轉型方面處於領先地位,但該行業仍有很長的路要走,因為它目前占美國 2017 年總發電量的 XNUMX% 左右。太陽能熱能在全球範圍內也被用於熱水,加熱和冷卻。

4. 生物質。 生物質能包括乙醇和生物柴油等生物燃料、木材和木材廢料、垃圾填埋場沼氣和城市固體廢物。 與太陽能一樣,生物質是一種靈活的能源,能夠為車輛提供動力、為建築物供暖和發電。

然而,生物質的使用會引起嚴重的問題。 例如,以玉米為原料的乙醇的批評者認為,它與食用玉米市場競爭並支持不健康的農業實踐。 還有一個爭論是,將木屑顆粒從美國運到歐洲以便燃燒它們來發電是否明智。

與此同時,科學家和公司正在開發更好的方法將穀物、污水污泥和其他生物質來源轉化為能源,尋求從可能會被浪費的材料中提取價值。

5. 地熱能。 數千年來用於烹飪和取暖的地熱能是從地球內部的熱量中產生的。 正在大規模地向地下蒸汽和熱水庫鋪設水井,其深度可達 1,5 公里以上。 在小範圍內,一些建築物使用地源熱泵,利用地表以下幾米的溫差來供暖和製冷。

與太陽能和風能不同,地熱能總是可用的,但它有其自身的副作用。 例如,泉水中硫化氫的釋放可能伴隨著濃烈的臭雞蛋味。

擴大可再生能源的使用

世界各地的城市和國家都在推行增加可再生能源使用的政策。 美國至少有 29 個州制定了可再生能源使用標準,該標準必須佔總能源使用的一定百分比。 目前,全球100多個城市的可再生能源使用率已達到70%,部分城市正在力爭達到100%。

所有國家都能夠轉向完全可再生能源嗎? 科學家們認為,這樣的進步是可能的。

世界必須考慮實際情況。 即使撇開氣候變化不談,化石燃料也是一種有限的資源,如果我們想繼續生活在我們的星球上,我們的能源就必須是可再生的。

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