Rozmawialiśmy o energii wody i różnorodnym jej wykorzystaniu, między innymi o elektrowniach przepływowych, szczytowo-pompowych oraz energii fal i pływów. Wśród alternatywnych źródeł energii znalazły się także energia wnętrza ziemi wykorzystywana w postaci ciepła wód geotermalnych oraz energia biomasy, czyli inaczej biogazu. Ten ostatni problem przedstawiliśmy na podstawie informacji, jakich udzielono nam w Zakładzie Utylizacji Odpadów w Łężycach. Poruszone zostały także tematy najnowszych osiągnięć w dziedzinie odnawialnych źródeł energii, wszelkie korzyści z nich płynące, poparte oczywiście odpowiednimi danymi statystycznymi w postaci wykresów i tabel. Wspomniany został również temat kontrowersyjnych dziś elektrowni atomowych. Całość trwała równą godzinę. Mamy nadzieję, że choć w niewielkim stopniu zainteresowaliśmy tę niewielką grupę słuchaczy problemem energii na świecie J

Energia promieniowania słonecznego jest najbardziej atrakcyjna z punktu widzenia ekologicznego energią odnawialną. Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego nie powoduje żadnych efektów ubocznych, żadnych szkodliwych emisji, żadnego zubożenia jej zasobów naturalnych. Wykorzystanie tej formy energii nie zakłóca stanu naturalnego środowiska i nie wpływa na krajobraz, życie roślin i zwierząt.

Energia geotermalna jest energią wnętrza Ziemi zgromadzoną w skałach i wodach podziemnych. Ciepło we wnętrzu Ziemi jest częściowo ciepłem pierwotnym, które powstało w trakcie formowania się naszej planety, a częściowo jest ciepłem pochodzącym głównie z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych takich jak uran, tor czy potas. Temperatura zwiększa się z głębokością, w jądrze Ziemi osiągając nawet 6000C. Energia wykorzystywana jest bezpośrednio do produkcji prądu elektrycznego (pary i wody o temperaturze 120-200C). Prowadzone są również badania nad wykorzystywaniem ciepła geotermalnego pochodzącego z gorących suchych skał. Pierwszy zakład geotermalny produkujący prąd elektryczny powstał w 1904 r. w Larderello we Włoszech. Obecnie elektrownie takie działają w wielu krajach między innymi na Islandii, Nowej Zelandii, Filipinach, USA, Japonii, Rosji. Energię geotermalną wykorzystywano już od zarania dziejów (Chiny, Japonia, Rzym). W czasach nowożytnych, w XIV wieku we Francji ogrzewano kilka budynków mieszkalnych wodami geotermalnymi. Pierwsze grzewcze instalacje geotermalne powstały w USA (Klamath Falls) i na Węgrzech już w 1890 roku. Na szerszą skalę zaczęto energię geotermalną wykorzystywać od lat 70-tych, od czasów "kryzysu paliwowego". Obecnie wykorzystuje się ją głównie do ogrzewania mieszkań. Największym obszarem ogrzewanym od 1930 roku energią geotermalną jest Reykiawik liczący 145 000 mieszkańców (fot. 1). Na dużą skalę energię geotermalną do celów grzewczych wykorzystuje się również we Francji, USA, Niemczech, Węgrzech i Włoszech. W ostatnich kilkunastu latach wzrosło w Polsce zainteresowanie energią geotermalną. Zaowocowało ono intensyfikacją prac związanych z poznaniem geologiczno-złożowych warunków występowania wód geotermalnych, oceną ich potencjału cieplnego, określeniem warunków ich ekonomicznej eksploatacji oraz przygotowaniem pierwszych projektów zagospodarowania wód w kilku regionach kraju. Zgodnie z obecnym stanem rozpoznania najkorzystniejsze warunki eksploatacji złóż istnieją w należącym do Karpat wewnętrznych obszarze niecki podhalańskiej. Bardzo sprzyjające warunki stwierdzono także na Niżu Polski-przede wszystkim w mezozoicznych utworach subbasenów geologiczno - strukturalnych: szczecińsko - łódzkiego (gdzie w początkach 1996 roku oddano do użytku ciepłownię geotermalną w Pyrzycach) i grudziądzko - warszawskiego.

Wykorzystuje ona potencjał grawitacyjny cieków wodnych. Jest ona w Polsce wykorzystywana w niewielkim stopniu ponieważ wykorzystuje ten potencjał zaledwie w 11%, co stawia nas na ostatnim miejscu w Europie. Budowa dużych elektrowni wodnych związana jest z ogromnymi nakładami finansowymi i aktualnie w kraju nie są prowadzone praktycznie żadne prace nad rozpoczęciem realizacji nowych dużych obiektów. Natomiast rozwija się dział energetyki wodnej o małych mocach jednostkowych, tzw. mała energetyka wodna budowana przeważnie na istniejących (często zdewastowanych) stopniach wodnych.

W korzystnych warunkach topograficznych możliwe jest wykorzystanie pływów morza. Ujście rzeki wpływającej do morza i wysokie jej brzegi umożliwiają budowę zapory, pozwalającej na wpłynięcie wód morskich w dolinę rzeki podczas przypływu i wypuszczeniu ich poprzez turbiny wodne podczas odpływu. Największa na świecie taka elektrownia znajduje się we Francji, przy ujściu rzeki La Rance do Kanału La Manche (k. Saint-Malo). Ma ona 24 turbiny wodne rewersyjne o mocy po 10 MW, a więc cała elektrownia ma moc 240MW. Pracuje od 1967 roku. Takie elektrownie pracują również w Kanadzie, Chinach i byłym ZSRR, a są projektowane w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Korei Południowej i Indiach. Dla ekonomii pracy elektrowni wykorzystujących pływy nie jest bez znaczenia, że ich okres eksploatacji jest liczony na 100 lat. Wadami elektrowni tych jest zasalanie ujść rzek oraz erozja ich brzegów wskutek wahań wody, a także utrudnianie wędrówek ryb w górę rzek.

Przemiana energii cieplej oceanu to wykorzystanie różnicy temperatury wody na powierzchni i w głębi morza lub oceanu. Jest to możliwe na obszarach równikowych; woda morska ma tam na powierzchni temperaturę ok. 30o C, a na głębokości 300-500 m temperaturę ok. 7o C. Wykorzystanie tej różnicy polega na zastosowaniu czynnika roboczego, który paruje w temperaturze wody powierzchniowej i jest skraplany za pomocą wody czerpanej z głębokości 300-500 m. Czynnikiem takim jest amoniak, freon lub propan. Cała instalacja wraz z generatorem znajduje się na platformie pływającej.

Energia promieniowania słonecznego ogrzewa masy powietrza atmosferycznego nierównomiernie. Powoduje to tworzenie się różnicy ciśnień i w efekcie powstają ruchy cyrkulacyjne powietrza. Szacuje się, że około 1-2% energii promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi ulega konwersji w energię kinetyczną wiatru. Potencjał energetyczny wiatru jest ogromny. Jednakże, tak jak w przypadku energii promieniowania słonecznego energię wiatru cechuje duża stochastyczność i niesterowalność, co w konsekwencji prowadzi do dużej niestabilności tego źródła energii. W Polsce do rejonów uprzywilejowanych występowaniem silnych wiatrów zalicza się: Wybrzeże, Suwalszczyznę i Równinę Mazowiecką. W północnej części rejonów szczecińskiego, koszalińskiego, słupskiego, gdańskiego oraz elbląskiego na znacznej części tych obszarów średnie prędkości wiatrów na wysokości 50 metrów dochodzą do 7 m/s. Energetyka wiatrowa dużej mocy rozwija się głównie na Wybrzeżu. Według ekspertów (prof. H. Lorenc) na 2/3 terytorium kraju istnieją warunki sprzyjające rozwojowi energetyki wiatrowej

Reakcja termojądrowa polega na łączeniu się lekkich jąder atomowych w jądro o większej liczbie atomowej. Procesowi temu towarzyszy wydzielenie się mnóstwa energii, którą można wykorzystać. Reakcje tego typu samorzutnie zachodzą w gwiazdach. W Słońcu w temperaturze 10 000 000 K przebiega reakcja syntezy 4 jąder wodoru w jądro helu, czyli spalanie wodoru. Na Ziemi realizowano podobne reakcje w próbnych wybuchach termojądrowych. Temperaturę do zapoczątkowania reakcji otrzymuje się na 0,000 01s w wyniku wybuchu zapalnika atomowego. Energia wydzielona przy takim niekontrolowanym wybuchu wynosi ok. 1017J, czyli tyle ile produkuje ludzkość na Ziemi w ciągu tygodnia. Jest to najefektywniejsze źródło energii, ale aby je wykorzystywać musimy najpierw nauczyć się przeprowadzać te reakcje w kontrolowanych warunkach, czyli przeprowadzanych łagodnie z regularną szybkością. Problem polega na tym, że należy wytworzyć i utrzymać w ograniczonej objętości dostateczne ilości plazmy (zjonizowanego gazu) deuterowej lub deuterowo - trytowej w temperaturze 100 000 000 K. Na daną chwilę ilość energii zużytej na wytworzenie i utrzymanie plazm jest wyższe niż otrzymana energia z reakcji termojądrowych.

Pobieranie tej energii jest bardzo korzystne zarówno ze względu na ekologiczny, jak i ekonomiczny charakter, bowiem dostarcza ona ekologicznie czystej energii i reguluje stosunki wodne zwiększając retencję wód powierzchniowych, co polepsza warunki uprawy roślin oraz warunki zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę. Energia elektryczna produkowana w elektrowniach wodnych zazwyczaj wprowadzana jest do krajowego systemu przesyłu energii. Duża elektrownia wodna może zasilać nawet całe kilkutysięczne miasto. Małe elektrownie wodne przeważnie dostarczają energii tylko właścicielom elektrowni i ich sąsiadom, jednocześnie:

• nie zanieczyszczają środowiska i mogą być instalowane w licznych miejscach na małych ciekach wodnych;
• mogą być zaprojektowane i wybudowane w ciągu 1-2 lat, wyposażenie jest dostępne powszechnie, a technologia dobrze opanowana;
• mogą być wykonywane przy użyciu miejscowych materiałów i siły roboczej, a ich prostota techniczna powoduje wysoką niezawodność i długą żywotność;
• wymagają nielicznego personelu i mogą być sterowanie zdalnie;
• rozproszenia w terenie skraca odległości przesyłu energii i zmniejsza związane z tym koszty;
• korzystny wpływ małej retencji na środowisko naturalne oraz możliwość znacznego obniżenia kosztu produkcji energii elektrycznej w małych elektrowniach wodnych po podjęciu seryjnej produkcji stypizowanych turbin, generatorów oraz innych elementów wyposażenia elektrowni.