Nieskończona, tania, czysta i bezpieczna energia? To marzenie może się spełnić. Czasy emisyjnej i drogiej energii odchodzą w przeszłość, a powodem są właśnie OZE, czyli odnawialne źródła energii. Jak powstają? Co do nich należy? Dlaczego są opłacalne? Na te i wiele innych pytań odpowiadamy w tym tekście. 

Czym są odnawialne źródła energii? Definicja

Jak wskazuje już sama nazwa, OZE to źródła energii, które opierają się na surowcach odnawialnych występujących w naturze. Innymi słowy, ich zasoby nie są skończone, ponieważ mogą odnawiać się w relatywnie krótkim czasie. Najczęściej przyjmuje się, że to czas zbliżony do trwania jednego pokolenia lub krótszy. 

Czym różnią odnawialne i nieodnawialne źródła energii?

Przeciwieństwem odnawialnych źródeł energii są źródła konwencjonalne (inaczej nieodnawialne). Do nich należą surowce, które w tym momencie dominują sektor energetyczny. To przede wszystkim paliwa kopalne, czyli ropa naftowa, węgiel i gaz. Ich zasoby są wyczerpywalne, ponieważ nie odnawiają się przez miliony lat. Co więcej, dostęp do paliw kopalnych nie jest tak powszechny, jak dostęp do odnawialnych źródeł energii. 

Jakie są tego konsekwencje? Nieodnawialne źródła energii stają się coraz droższe. W dodatku energetyka polegająca w największej części na paliwach kopalnych to energetyka mniej stabilna i mniej elastyczna. Oznacza to, że trudniej dostosować produkcję energii do realnego zapotrzebowania. W dodatku spalanie paliw kopalnych jest głównym źródłem ludzkich emisji gazów cieplarnianych, które wywołują efekt cieplarniany napędzający zmiany klimatu. 

• Przeczytaj też: Prognozy MAE: OZE wyprzedzą węgiel do 2027 roku.

Jak działają OZE? Przykłady odnawialnych źródeł energii  

Energia słoneczna 

Najpopularniejszym z odnawialnych źródeł energii jest energia słoneczna, czyli ta, która opiera się na generowaniu energii cieplnej oraz elektrycznej za pomocą promieni słonecznych. Prąd wytwarzany jest przez ogniwa fotowoltaiczne (PV), które są głównym elementem paneli fotowoltaicznych. Na skutek ich pracy promieniowanie słoneczne jest zamieniane w energię stałą. 

Z kolei do wytworzenia energii cieplnej wykorzystuje się kolektory słoneczne, które za pomocą czynnika grzewczego i wymiennika ciepła w zbiorniku podgrzewają wodę. Zazwyczaj kolektory słoneczne wykorzystuje się do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, a sporadycznie do wsparcia centralnego ogrzewania. 

Energia wiatrowa 

Do wytworzenia energii z wiatru potrzebne są turbiny wiatrowe, które posiadają łopaty wirowe wprawiane w ruch przez podmuchy wiatru. Następnie energia mechaniczna jest przekazywana do generatora, który wytwarza energię elektryczną. Wśród farm wiatrowych wyróżniamy lądowe (onshore) i morskie (offshore). 

• Ile energii mogą zapewnić OZE? Dowiesz się tutaj: Fotowoltaika i wiatraki pokryły 70% zapotrzebowania na prąd.

Energia wodna 

Innym rodzajem OZE jest hydroenergia, która dzieli się na energię mórz i wód śródlądowych. W elektrowniach wodnych energia elektryczna wytwarzana jest dzięki turbinom, które przetwarzają energię potencjalną w energię kinetyczną, zamienianą w hydrogeneratorach na prąd. Hydroelektrownie często wykorzystują naturalne ukształtowanie terenu, dlatego energetyka wodna, cieszy się największą popularnością w krajach zasobnych w wody o dużym spadku.

Energia geotermalna 

Energia geotermalna to energia cieplna pochodząca z wnętrza kuli ziemskiej, która pobierana jest głównie z ciepła wody, pary lub suchych gorących skał. Najbardziej wydajne złoża są zgromadzone głęboko pod powierzchnią, co czyni geotermię najtrudniejszym do eksploatacji odnawialnym źródłem energii. Wśród elektrowni geotermalnych wyróżniamy elektrownie jednoczynnikowe, w których zasoby geotermalne są jedynymi źródłami zasilania oraz elektrownie dwuczynnikowe, gdzie gorąca woda jest kierowana do wymiennika ciepła (parownika) pełniącego funkcję kotła parowego.

Biomasa

Do odnawialnych źródeł energii zalicza się również biomasę, czyli substancje pochodzenia roślinnego, lub zwierzęcego.Naturalne właściwości promieni słonecznych, powietrza i gleby pozwalają na samoistną produkcję biomasy. W wyniku spalania biomasy uzyskuje się ciepło, które z kolei można przetworzyć na inny rodzaj czystej energii, na przykład energię elektryczną, cieplną lub mechaniczną. 

• Niemniej jednak wiele osób nie uznaje biomasy za energię odnawialną. Dlaczego? Dowiedz się więcej: Biomasa leśna – OZE czy nie?

Czy OZE to zielona energia?

W wielu przypadkach odnawialne źródła energii i zielona energia są stosowane jako synonimy. Jednak nie w każdym przypadku jest to uzasadnione. Termin zielona energia odnosi się do najbardziej korzystnego sposobu produkcji energii z perspektywy ochrony środowiska. Aby energia została zaklasyfikowana jako zielona musi spełniać dwa warunki: wykorzystywać źródła naturalne i nie emitować gazów cieplarnianych w trakcie powstawania. 

Stąd wiele rodzajów odnawialnych źródeł energii są również zielonymi źródłami, ale nie wszystkie. Np. większe elektrownie wodne nie są klasyfikowane jako zielone, ponieważ wiążą się ze znacznymi zniszczeniami środowiska, chociażby w trakcie budowy zapór i emisją gazów cieplarnianych. 

Czy OZE nie generują emisji?

Jedną z głównych zalet odnawialnych źródeł energii jest fakt, że w przeciwieństwie do paliw kopalnych, nie emitują gazów cieplarnianych w trakcie wytwarzania energii. Jednak czy są całkowicie wolne od śladu węglowego. Nie do końca… W  ciągu całego cyklu życia – czyli od produkcji aż po utylizację – OZE nie są wolne od emisji CO2. Dlaczego? Bo nic nie jest. 

Nawet urządzenia, które nie uwalniają emisji gazów cieplarnianych w trakcie pracy, zostawiają po sobie ślad, chociażby w procesie produkcyjnym. Wszystko dlatego, że nadal duża część systemów energetycznych opiera się na nieodnawialnych źródłach energii. Niemniej, nawet mimo tego, ślad węglowy odnawialnych źródeł energii jest nieporównywalnie mniejszy w odniesieniu do emisji wynikającym ze spalania paliw kopalnych. 

• Globalne emisje CO2 w 2022 roku wzrosły o mniej niż 1%. Czy to powód do optymizmu? 

Czy odnawialne źródła energii są opłacalne?

O opłacalności odnawialnych źródeł energii można mówić w kontekście trzech aspektów: ceny energii, bezpieczeństwa energetycznego i skutków zmian klimatu. Z wszystkich tych perspektyw OZE opłacają się bardziej niż inne metody produkcji energii. 

Odnawialne źródła energii są obecnie najtańszą metodą produkcji energii, ponieważ są dostępne wszędzie i za darmo. Jedyne koszty, które trzeba ponieść to inwestycja w budowę elektrowni, a następnie utylizacja urządzeń. Ale nawet one spadają proporcjonalnie do wzrostu popularności odnawialnych źródeł energii, w przeciwieństwie do cen paliw kopalnych, które rosną w górę. W dodatku na instalacje OZE często można uzyskać dofinansowanie w ramach rządowych programów. 

Po drugie OZE to większe bezpieczeństwo. Energia z odnawialnych źródeł jest wytwarzana lokalnie, co gwarantuje niezależność – zarówno w skali mikro, czyli pojedynczego budynku, jak i skali makro tj. całego systemu energetycznego. To dlatego, że mają swoje urządzenia OZE nie musi polegać na energii dostarczanej z zewnątrz. 

• Paliwa kopalne i OZE a niezależność energetyczna Polski. 

Trzeci aspekt związany jest ze zmianami klimatu. Jak już zostało wspomniane, produkcja energii za pomocą odnawialnych źródeł nie wiąże się z emitowaniem gazów cieplarnianych, które są powodem obserwowanego wzrostu globalnej temperatury. W związku z tym przejście na OZE to krok konieczny, aby uniknąć pogłębienia zmian klimatu, a tym samym złagodzić katastrofalne skutki które mogą kosztować nie tylko wiele pieniędzy, ale też wiele żyć. 

Fot. główna: Canva 

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.