Nieodnawialne źródła energii to wszystkie sposoby pozyskiwania ciepła o prądu, do których wykorzystuje się surowce kopalne. Są uznawane za konwencjonalne i z ich pomocą produkuje się większość energii w skali globalnej. Poznaj te sposoby produkcji energii.
Energia elektryczna i cieplna stały się niezbędne człowiekowi do normalnego funkcjonowania. Odkryte przed wiekami właściwości surowców naturalnych w postaci węgla czy gazów pozwalają na jej efektywną produkcję. Czy jednak nieodnawialne źródła energii zapewnią bezpieczeństwo energetyczne na dłuższą metę? Czy można je zastąpić, a jeśli tak, to czy warto? Przekonaj się, czytając artykuł!
Nieodnawialne źródła energii – co to za surowce?
Człowiek od zawsze rozumiał korzyści wynikające z wytwarzania energii i starał się znaleźć sposoby na jej wykorzystanie. Samo wykrzesanie ognia i palenie drewna jest najbardziej prymitywnym sposobem na wykorzystanie energii cieplnej do ogrzewania i przetwórstwa pokarmu, choć stosowanym do dziś. Z biegiem czasu drewno przestało być wystarczającym paliwem i w XVIII wieku podjęto próby wydobycia węgla kamiennego, a później przetwarzania ropy naftowej. Oba te materiały zaliczane są do nieodnawialnych źródeł energii.
Paliwa kopalne jako przykład nieodnawialnych źródeł
Co mamy na myśli, mówiąc o takich paliwach? Nieodnawialne źródła energii to materiały samoistnie wytworzone przez naturę. Ten proces jest na tyle długotrwały, że uznaje się go za niemożliwy do ponownego przeprowadzenia w najbliższych latach, a nawet wiekach. Oba wspomniane przykłady najlepiej to obrazują. Zarówno ropa, jak i węgiel kamienny czy brunatny powstały w wyniku przeobrażenia roślin, które żyły na powierzchni naszej planety przed milionami lat. W związku z tym, przy zapewnieniu odpowiednich warunków, ponowne wytworzenie ropy zajmie tyle samo czasu.
Odnawialne i nieodnawialne źródła energii – podobieństwa i różnice
W ostatnim czasie coraz częściej słyszy się o produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Czym różnią się od nieodnawialnych? Są to zasoby, które odnawiają się w krótkim okresie, a ich pozyskiwanie i wykorzystywanie za naszego życia ponownie będzie możliwe. Na powyższym przykładzie można wskazać, że palenie drewnem jest metodą odnawialną. Nie trzeba zmieniać warunków klimatycznych, żeby po kilkudziesięciu latach na miejscu ściętego drzewa wyrosło nowe.
Odnawialne źródła energii elektrycznej, czyli nie tylko fotowoltaika
Za źródła odnawialne uznaje się wszystkie sposoby pozyskiwania ciepła i prądu elektrycznego, które powstają w wyniku oddziaływania promieni słonecznych i energii zawartej wewnątrz naszej planety. Należy do nich między innymi:
- fotowoltaika – to energia elektryczna pochodząca z promieniowania słonecznego, gdzie z fotonów wydziela się elektrony;
- energia wiatru – masy powietrza przemieszczające się pomiędzy strefami o różnym ciśnieniu są wykorzystywane do napędzania turbin;
- hydroenergetyka – metoda podobna do działania energii wiatrowej, z tym że korzysta się tutaj z grawitacyjnego przepływu wody lub naturalnych przypływów i odpływów;
- energia geotermalna – do pozyskiwania ciepła wykorzystuje się wyższą temperaturę wytwarzaną pod powierzchnią ziemi przez rozkład pierwiastków radioaktywnych i tarcie płyt tektonicznych. Energię czerpie się głównie z ciepłych źródeł;
- biomasy i biopaliwa – to wykorzystywanie odpadów roślinnych i celowo uprawianych roślin do produkcji gazów, paliw płynnych i stałych.
Warto zaznaczyć, że promienie słoneczne spadające na naszą planetę także wpływają na zmniejszenie objętości Słońca. Straty uznawane są za tak niewielkie, że fotonów powinno wystarczyć na kolejnych kilka milionów lat.
Rodzaje paliw nieodnawialnych przeznaczonych do tworzenia energii
W większości przypadków za nieodnawialne źródła energii uznaje się wykorzystanie surowców, które poddawane są procesowi spalania. W jego wyniku powstaje ciepło, które następnie może być wykorzystywane do ogrzewania i pozyskania energii elektrycznej. Poniżej przedstawiamy materiały, które odpowiadają za największy odsetek wyprodukowanej energii na świecie.
Węgiel
Rewolucja przemysłowa w XIX wieku byłaby niemożliwa, gdyby nie to źródło energii. Jest to skała osadowa, powstała w wyniku zwęglenia i często skamienienia roślin. Wyróżniamy wiele surowców, które zawierają większość pierwiastków węgla. Jednak do pozyskiwania energii na skalę przemysłową wykorzystywane są trzy:
- Torf – ten materiał to przetworzone substancje roślinne, w których procesy zwęglania zaczęły się stosunkowo niedawno w porównaniu do pozostałych typów. W związku z tym torf zawiera mniej niż 60 procent węgla i sporo zanieczyszczeń. Wykorzystywany jest głównie do ogrzewania domów, jednak z uwagi na niską kaloryczność i sporą emisję związków chemicznych stopniowo rezygnuje się z niego jako paliwa.
- Węgiel brunatny – materiał roślinny nieco starszy od torfu, jednak nie jest on skamieniały. Zawiera między 60 a 75 procent węgla. Mimo to jego kaloryczność nie jest wysoka, a zanieczyszczenia z siarki tworzą szkodliwe spaliny. Jest wycofywany z ogrzewania gospodarstw domowych i pozostaje w użyciu jedynie jako paliwo wykorzystywane w elektrowniach;
- Węgiel kamienny – materiał o zawartości węgla od 75 do 97 procent. Jest uznawany za najbardziej kaloryczny z węgli wykorzystywanych do powszechnego wytwarzania ciepła. To najpopularniejsze źródło energii w Polsce, które służy do ogrzewania domów prywatnych, budynków przemysłowych, a także wytwarzania prądu. Na obszarze naszego kraju znajduje się wiele złóż tego surowca, a polska energetyka opiera się głównie na nim.
Ropa naftowa
To kolejne paliwo kopalne pochodzenia organicznego, które jednak znajduje się pod dnem mórz. Ropa, jak wspomnieliśmy, powstała w wyniku procesów biologicznych w roślinach. Przetworzyły się one w płynną masę, korzystając z odpowiedniego ciśnienia i temperatury. Ropa najczęściej dostępna jest wraz z gazem ziemnym, który jest drugim produktem tych procesów organicznych. Jej skład jest podobny do węgla kamiennego i zawiera ponad 80 procent węgla, a także wodór i siarkę. Jest traktowana głównie jako paliwo płynne wykorzystywane do zasilania silników spalinowych. W pewnych ilościach przetwarza się ją i wykorzystuje do produkcji smarów, olejów, tworzyw sztucznych, a nawet produktów kosmetycznych.
Gaz ziemny
To nieodnawialne źródło energii znajduje się się w skorupie ziemskiej i wypełnia szczeliny często pod wysokim ciśnieniem. Z reguły towarzyszy pokładom ropy naftowej lub węgla. Gaz w większości składa się z metanu, a wykorzystywany jest głównie do ogrzewania i do zasilania urządzeń gastronomicznych. Czasem używa się go też do wytwarzania prądu. W czasie spalania emituje znacznie mniej dwutlenku węgla niż ropa i węgiel.
Uran
To szczególny materiał na tle poprzednio opisanych. Energia nie jest tu pozyskiwana w procesie spalania, ale z rozszczepiania atomów. Uran to pierwiastek silnie radioaktywny o największej liczbie atomowej, który wykorzystuje się do wytwarzania energii jądrowej w elektrowniach. Pozyskiwany jest w postaci rud, a następnie wzbogacany, przetwarzany i odpowiednio formowany.
Czy energetyka jądrowa to energia odnawialna?
Przy okazji opisywania uranu jako pierwiastka należącego do nieodnawialnych źródeł energii warto przypomnieć, że część ekspertów nie uznaje energetyki jądrowej za nieodnawialną. Skąd te rozbieżności? W zaawansowanych technologicznie laboratoriach wzbogaca się zużyty uran, co daje możliwość ponownego wykorzystania go w procesach wytwarzania energii. Straty materiałowe są wówczas bardzo niewielkie, dlatego uznaje się tę metodę za odnawialną.
Nieodnawialne źródła energii – dlaczego chcemy od nich uciekać?
Wszystkie konwencjonalne źródła energii są odpowiedzialne za wytwarzanie około 70 procent całej energii wykorzystywanej przez człowieka. Choć udział odnawialnej energii z każdym rokiem jest większy, ten wzrost okazuje się znikomy. Do dyspozycji pozostaje odpowiednia technologia do wytwarzania energii z węgla i ropy. Czy warto więc rezygnować z tych paliw na rzecz korzystania z mocy promieni słonecznych?
Konieczność ucieczki od energii konwencjonalnej ma przynajmniej dwie bardzo istotne przyczyny. Pierwszą z nich jest zanieczyszczenie środowiska, które powodują spaliny z palonego węgla i odpady radioaktywne z energetyki jądrowej. Na razie nie ludzkość nie jest w stanie dobrze sobie z nimi radzić, a ich szkodliwe działanie na organizm człowieka jest niepodważalne. Drugi powód to ograniczone zasoby, które niebawem zaczną się wyczerpywać. Według badań naukowców zasobów ropy wystarczy na 40 lat, a węgla jedynie na niewiele dłużej. Możesz tylko wyobrazić sobie, co się stanie, kiedy nie będzie czego dorzucić do kotła. Promujące OZE działania CSR, czyli społecznej działalności biznesu, mogą pomóc w szybszej transformacji energetycznej.
Powiązane:
- Energia biomasy – jaki potencjał tkwi w odpadach roślinnych?
- Skąd się bierze energia słoneczna i jak można ją pozyskiwać?
- Odnawialne źródła energii – poznaj czystą energię z natury
- Elektrownia atomowa – źródło czystej i ekologicznej energii?
- Jak działa pompa ciepła i czy warto w nią inwestować?
- Wyciek ropy naftowej – do czego prowadzi taka katastrofa?
