可再生能源:它是什么以及我们为什么需要它

任何关于气候变化的讨论都必然指向一个事实,即使用可再生能源可以防止全球变暖的最坏影响。 原因是太阳能和风能等可再生能源不会排放导致全球变暖的二氧化碳和其他温室气体。

在过去的 150 年里,人类主要依靠煤炭、石油和其他化石燃料来为从灯泡到汽车和工厂的一切提供动力。 结果,燃烧这些燃料时排放的温室气体量达到了异常高的水平。

温室气体将热量捕获在大气中,否则这些热量可能会逸散到太空中,平均地表温度正在上升。 因此,全球变暖发生,随之而来的是气候变化,其中还包括极端天气事件、野生动物种群和栖息地的迁移、海平面上升和许多其他现象。

因此,使用可再生能源可以防止地球上的灾难性变化。 然而,尽管可再生能源似乎随时可用且实际上取之不尽用之不竭,但它们并不总是可持续的。

可再生能源的类型

1. 水。 几个世纪以来,人们通过建造水坝来控制水流,从而利用河流的力量。 今天,水电是世界上最大的可再生能源来源,中国、巴西、加拿大、美国和俄罗斯是最大的水电生产国。 但是,虽然理论上水是一种由雨雪补充的清洁能源,但该行业也有其弊端。

大型水坝会破坏河流生态系统、破坏野生动物并迫使附近居民搬迁。 此外,在水力发电的地方会积聚大量淤泥,这会影响生产力并损坏设备。

水电行业始终面临干旱的威胁。 根据 2018 年的一项研究,由于公用事业被迫使用煤炭和天然气来替代因干旱而损失的水力发电,美国西部 15 年来的二氧化碳排放量在 100 年比正常水平高出 XNUMX 兆吨。 水电本身与有害排放问题直接相关,因为水库中腐烂的有机物质会释放甲烷。

但河坝并不是用水发电的唯一途径:在世界各地,潮汐和波浪发电厂利用海洋的自然节奏来发电。 海上能源项目目前产生约 500 兆瓦的电力——不到所有可再生能源的 XNUMX%——但它们的潜力要高得多。

2. 风。 风作为能源的使用始于 7000 多年前。 目前,发电的风力涡轮机遍布全球。 从 2001 年到 2017 年,全球累计风力发电容量增长了 22 倍以上。

有些人对风电行业嗤之以鼻,因为高大的风力涡轮机破坏了风景并产生噪音,但不可否认的是,风电是一种真正有价值的资源。 虽然大多数风力发电来自陆上涡轮机,但海上项目也在不断涌现,其中大部分位于英国和德国。

风力涡轮机的另一个问题是它们对鸟类和蝙蝠构成威胁,每年杀死数十万种此类物种。 工程师们正在积极为风能行业开发新的解决方案,以使风力涡轮机对飞行的野生动物更安全。

3. 太阳。 太阳能正在改变世界各地的能源市场。 从 2007 年到 2017 年,全球太阳能电池板的总装机容量增长了 4300%。

除了将阳光转化为电能的太阳能电池板外,太阳能发电厂还使用镜子来集中太阳的热量,从而产生热能。 中国、日本和美国在太阳能转型方面处于领先地位,但该行业仍有很长的路要走,因为它现在占 2017 年美国总发电量的 XNUMX% 左右。太阳能热能在全球范围内也用于热水,加热和冷却。

4. 生物质。 生物质能包括乙醇和生物柴油等生物燃料、木材和木材废料、垃圾填埋场沼气和城市固体废物。 与太阳能一样,生物质能是一种灵活的能源,能够为车辆提供动力、为建筑物供暖和发电。

然而,生物质的使用会引起严重的问题。 例如,玉米乙醇的批评者认为它与食用玉米市场竞争并支持不健康的农业做法。 关于将木屑颗粒从美国运送到欧洲以便燃烧以发电的智能程度也存在争议。

与此同时,科学家和公司正在开发更好的方法将谷物、污水污泥和其他生物质来源转化为能源,寻求从可能会被浪费的材料中提取价值。

5. 地热能。 几千年来用于烹饪和取暖的地热能是由地球内部的热量产生的。 正在大规模地为蒸汽和热水的地下水库打井,其深度可达 1,5 公里以上。 在小范围内,一些建筑物使用地源热泵,利用地表以下几米的温差进行加热和冷却。

与太阳能和风能不同,地热能总是可用的,但它有其自身的副作用。 例如,泉水中硫化氢的释放可能伴随着浓烈的臭鸡蛋味。

扩大可再生能源的使用

世界各地的城市和国家都在推行增加可再生能源使用的政策。 美国至少有 29 个州制定了可再生能源使用标准,该标准必须占总能源使用的一定百分比。 目前,全球100多个城市的可再生能源使用率已达到70%,部分城市正在力争达到100%。

所有国家都能够转向完全可再生能源吗? 科学家们认为,这样的进步是可能的。

世界必须考虑到实际情况。 即使不考虑气候变化,化石燃料也是一种有限资源,如果我们想继续生活在我们的星球上,我们的能源必须是可再生的。

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