พลังงานสะอาดที่สำคัญที่สุดคืออะไร?

พลังงานสะอาด เป็นสิ่งที่ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อโลกมากนักเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหินหรือน้ำมัน.

เชื้อเพลิงเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าพลังงานสกปรกปล่อยก๊าซเรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์ (CO)₂) ส่วนใหญ่มีผลกระทบทางลบต่อสภาพภูมิอากาศของโลก.

พลังงานสะอาดจะไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรือปล่อยออกมาในปริมาณที่น้อยกว่าต่างจากเชื้อเพลิง นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะคืนสภาพตามธรรมชาติทันทีที่ใช้งาน.

ดังนั้นพลังงานที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการปกป้องโลกจากสภาพอากาศที่รุนแรงซึ่งมีอยู่แล้ว ในทำนองเดียวกันการใช้แหล่งข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้แน่ใจว่ามีพลังงานเพียงพอในอนาคตเนื่องจากเชื้อเพลิงฟอสซิลไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้.

ควรสังเกตว่าการได้รับพลังงานที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างใหม่ซึ่งยังอยู่ภายใต้การพัฒนาซึ่งเป็นสาเหตุที่บางปียังคงอยู่จนกว่าพวกเขาจะเป็นตัวแทนการแข่งขันที่แท้จริงสำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล.

อย่างไรก็ตามในปัจจุบันแหล่งพลังงานที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษได้รับความสำคัญเนื่องจากมีสองด้านคือการใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีราคาสูงและการคุกคามที่การเผาไหม้ของสิ่งเหล่านี้แสดงถึงสิ่งแวดล้อม พลังงานสะอาดที่รู้จักกันดีคือพลังงานแสงอาทิตย์ลมและไฟฟ้าพลังน้ำ.

รายการที่มีพลังงานสะอาดที่สำคัญที่สุด

1- พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานประเภทนี้ได้มาจากเทคโนโลยีพิเศษที่จับโฟตอนที่มาจากดวงอาทิตย์ (อนุภาคของพลังงานแสง).

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งที่เชื่อถือได้เนื่องจากมันสามารถให้พลังงานได้หลายล้านปี เทคโนโลยีในปัจจุบันเพื่อจับพลังงานประเภทนี้รวมถึงแผงเซลล์แสงอาทิตย์และสะสมพลังงานแสงอาทิตย์.

แผงควบคุมเหล่านี้แปลงพลังงานเป็นไฟฟ้าโดยตรงซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม.

เทคโนโลยีที่ใช้ในการรับพลังงานแสงอาทิตย์

a) แผงเซลล์แสงอาทิตย์

แผงเซลล์แสงอาทิตย์เปลี่ยนพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า การใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในตลาดเติบโตขึ้น 25% ในปีที่ผ่านมา.

ปัจจุบันต้นทุนของเทคโนโลยีนี้มีผลกำไรในอุปกรณ์ขนาดเล็กเช่นนาฬิกาและเครื่องคิดเลข ควรสังเกตว่าในบางประเทศเทคโนโลยีนี้มีการใช้งานแล้วในวงกว้าง ตัวอย่างเช่นในเม็กซิโกมีการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ 20,000 รายการในพื้นที่ชนบทของประเทศ.

b) เทคโนโลยีทางอุณหพลศาสตร์

พลังงานความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์มาจากความร้อนที่เกิดจากดวงอาทิตย์ เทคโนโลยีที่มีอยู่ในพลังงานความร้อนมีหน้าที่ในการเก็บรวบรวมรังสีดวงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ต่อจากนั้นพลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าผ่านชุดการแปลงทางอุณหพลศาสตร์.

c) เทคโนโลยีสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในอาคาร

ระบบให้ความร้อนและแสงสว่างในเวลากลางวันเป็นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้กันทั่วไปในอาคาร ระบบทำความร้อนดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และถ่ายโอนไปยังวัสดุของเหลวไม่ว่าจะเป็นน้ำหรืออากาศ.

ในญี่ปุ่นมีการติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มากกว่าสองล้านเครื่อง อิสราเอลสหรัฐอเมริกาเคนยาและจีนเป็นประเทศอื่นที่ใช้ระบบที่คล้ายคลึงกัน.

ในแง่ของระบบไฟส่องสว่างเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการใช้แสงจากธรรมชาติเพื่อให้แสงสว่างในพื้นที่ นี่คือความสำเร็จผ่านการรวมของแผงสะท้อนแสงในอาคาร (บนเพดานและหน้าต่าง).

ข้อเสียของพลังงานแสงอาทิตย์

• ค่าใช้จ่ายของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ยังคงสูงมากเมื่อเทียบกับพลังงานรูปแบบอื่น ๆ.
• เทคโนโลยีที่มีอยู่ไม่สามารถดักจับพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางคืนหรือเมื่อท้องฟ้ามีเมฆมากมาก.

เกี่ยวกับข้อเสียสุดท้ายนักวิทยาศาสตร์บางคนกำลังทำงานเพื่อรับพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงจากอวกาศ แหล่งนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า "พลังงานแสงอาทิตย์อวกาศ".

แนวคิดพื้นฐานคือการวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่จะรวบรวมพลังงานและส่งกลับไปยังโลก ด้วยวิธีนี้แหล่งพลังงานไม่เพียง แต่จะต่อเนื่อง แต่ยังสะอาดและไม่ จำกัด.

วิศวกรการบินอวกาศของ Paul Jaffe, สหรัฐอเมริกายืนยันว่า "ถ้าวางแผงโซลาร์เซลล์ไว้ในอวกาศมันจะได้รับแสงตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันเจ็ดวันต่อสัปดาห์ในช่วง 99% ของปี".

ดวงอาทิตย์ส่องแสงในอวกาศได้มากขึ้นดังนั้นโมดูลเหล่านี้สามารถรับพลังงานได้มากขึ้น 40 เท่าจากแผงควบคุมเดียวกันที่จะเกิดขึ้นบนโลก.

อย่างไรก็ตามการส่งโมดูลไปยังพื้นที่จะมีราคาแพงเกินไปซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาของพวกเขา.

2- พลังงานลม

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการใช้ลมในการผลิตเรือใบและเรือโรงสีหรือเพื่อสร้างแรงดันเมื่อสูบน้ำ อย่างไรก็ตามจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 ผู้คนเริ่มคิดว่าองค์ประกอบนี้เป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้.

เมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานลมเป็นหนึ่งในสิ่งที่เชื่อถือได้มากที่สุดเนื่องจากลมมีความสม่ำเสมอและไม่เหมือนดวงอาทิตย์จึงสามารถใช้งานได้ในเวลากลางคืน. 

ในตอนแรกค่าใช้จ่ายของเทคโนโลยีนี้สูงเกินไปอย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาพลังงานรูปแบบนี้ได้กลายเป็นผลกำไรที่มากขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าในปี 2014 กว่า 90 ประเทศเป็นเจ้าของโรงงานผลิตพลังงานลมซึ่งผลิตไฟฟ้าได้ 3% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดในโลก.

เทคโนโลยีที่ใช้ในการรับพลังงานลม

เทคโนโลยีที่ใช้ในด้านพลังงานลมกังหันมีหน้าที่เปลี่ยนมวลของอากาศที่เคลื่อนที่เป็นพลังงาน สิ่งนี้สามารถนำมาใช้โดยโรงงานหรือแปลงเป็นไฟฟ้าผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันเหล่านี้มีสองประเภท: กังหันแกนนอนและกังหันแกนตั้ง.

ข้อเสียของพลังงานลม

แม้จะเป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดมลพิษที่ไม่แพงที่สุด แต่พลังงานลมก็มีข้อเสียทางระบบนิเวศบางประการ:

• เสาพลังงานลมรบกวนความงามของทิวทัศน์ธรรมชาติ.
• ผลกระทบที่โรงงานและกังหันเหล่านี้อาจมีต่อที่อยู่อาศัยนั้นไม่แน่นอน.

3- ไฟฟ้าพลังน้ำ

แหล่งพลังงานสะอาดนี้ได้รับกระแสไฟฟ้าผ่านการเคลื่อนที่ของน้ำ สายน้ำจากฝนหรือแม่น้ำมีประโยชน์มาก.

เทคโนโลยีที่ใช้ในการรับพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ

สิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการรับพลังงานประเภทนี้ใช้ประโยชน์จากพลังงานจลน์ที่เกิดจากการไหลของน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำได้มาจากแม่น้ำลำธารคลองหรือเขื่อน.

เทคโนโลยีในด้านพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำเป็นหนึ่งในขั้นสูงสุดในแง่ของการได้รับพลังงาน ในความเป็นจริงประมาณ 15% ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในโลกมาจากพลังงานประเภทนี้.

ไฟฟ้าพลังน้ำมีความน่าเชื่อถือมากกว่าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมเพราะเมื่อเขื่อนได้รับน้ำแล้วไฟฟ้าสามารถผลิตได้ในอัตราคงที่ นอกจากนี้เขื่อนเหล่านี้ไม่เพียง แต่มีประสิทธิภาพ แต่ยังออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานและต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย.

a) พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเป็นส่วนหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งขึ้นอยู่กับการรับพลังงานผ่านคลื่น.

เช่นเดียวกับพลังงานลมพลังงานชนิดนี้มีการใช้มาตั้งแต่สมัยกรุงโรมโบราณและยุคกลางซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากในโรงงานที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่น.

อย่างไรก็ตามจนกระทั่งศตวรรษที่ 19 มีการใช้พลังงานนี้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า.

โรงไฟฟ้าพลังน้ำแห่งแรกของโลกคือสถานีพลังงาน Rance Mareomotor ซึ่งเปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2509 และใหญ่ที่สุดในยุโรปและใหญ่เป็นอันดับสองของโลก.

ข้อเสียของพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ

• การสร้างเขื่อนสร้างการเปลี่ยนแปลงในเส้นทางธรรมชาติของแม่น้ำส่งผลกระทบต่อระดับของกระแสน้ำและส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิของน้ำซึ่งอาจมีผลกระทบเชิงลบต่อระบบนิเวศ.
• หากขนาดของเขื่อนเหล่านี้มากเกินไปก็สามารถสร้างแผ่นดินไหวการพังทลายของดินโคลนถล่มและความเสียหายทางธรณีวิทยาอื่น ๆ.
• พวกเขายังสามารถสร้างน้ำท่วม.
• จากมุมมองทางเศรษฐกิจต้นทุนเริ่มต้นของการก่อสร้างเขื่อนเหล่านี้สูง อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะได้รับรางวัลในอนาคตเมื่อสิ่งเหล่านี้เริ่มทำงาน.
• หากถึงเวลาที่เกิดภัยแล้งและเขื่อนไม่เต็มไฟฟ้าก็ไม่สามารถผลิตได้.

4- พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นสิ่งที่ได้มาจากความร้อนที่เก็บรักษาไว้ในโลก พลังงานประเภทนี้สามารถเก็บได้ในราคาต่ำเฉพาะในพื้นที่ที่มีกิจกรรมความร้อนใต้พิภพในระดับสูง.

ยกตัวอย่างเช่นในประเทศอินโดนีเซียและไอซ์แลนด์พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถเข้าถึงได้และสามารถช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เอลซัลวาดอร์เคนยาคอสตาริกาและไอซ์แลนด์เป็นประเทศที่มีการผลิตไฟฟ้ามากกว่า 15% มาจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ.

ข้อเสียของพลังงานความร้อนใต้พิภพ

• ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือเศรษฐกิจ: ค่าใช้จ่ายในการแสวงหาผลประโยชน์และการขุดเพื่อให้ได้พลังงานประเภทนี้สูง.
• เนื่องจากพลังงานประเภทนี้ไม่ได้รับความนิยมเท่ากับพลังงานรุ่นก่อน ๆ จึงไม่มีบุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญในการติดตั้งเทคโนโลยีที่จำเป็น.
• หากคุณไม่ดำเนินการด้วยความระมัดระวังการได้รับพลังงานประเภทนี้อาจทำให้เกิดแผ่นดินไหว.

5- พลังงานความร้อนจากน้ำ

พลังงานความร้อนจากพลังงานความร้อนจากน้ำและพลังงานความร้อนและหมายถึงน้ำร้อนหรือไอน้ำที่ติดอยู่ในรอยแตกของชั้นดิน.

ประเภทนี้ถือเป็นพลังงานความร้อนเพียงอย่างเดียวที่มีการใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน ในประเทศฟิลิปปินส์เม็กซิโกอิตาลีญี่ปุ่นและนิวซีแลนด์ได้มีการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกเพื่อใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานนี้ ในแคลิฟอร์เนียสหรัฐอเมริกา 6% ของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตมาจากพลังงานชนิดนี้.

ชีวมวล

สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของสารอินทรีย์ในรูปแบบของพลังงานที่ใช้งานได้ พลังงานประเภทนี้อาจมาจากของเสียจากการเกษตรจากอุตสาหกรรมอาหารและอื่น ๆ.

ตั้งแต่สมัยโบราณมีการใช้ชีวมวลรูปแบบต่าง ๆ เช่นฟืน; อย่างไรก็ตามในปีที่ผ่านมาเราได้ทำงานเกี่ยวกับวิธีการที่ไม่สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์.

ตัวอย่างนี้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่สามารถใช้ในสถานีน้ำมันและก๊าซ ต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งผลิตโดยกระบวนการทางธรณีวิทยาเชื้อเพลิงชีวภาพถูกสร้างขึ้นผ่านกระบวนการทางชีวภาพเช่นการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน.

ไบโอเอทานอลเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงชีวภาพที่พบมากที่สุด สิ่งนี้ผลิตผ่านการหมักคาร์โบไฮเดรตจากข้าวโพดหรืออ้อย.

การเผาไหม้ของชีวมวลนั้นสะอาดกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเนื่องจากความเข้มข้นของกำมะถันในชีวมวลต่ำกว่า นอกจากนี้การได้พลังงานผ่านชีวมวลก็จะได้รับประโยชน์จากวัสดุที่เสียไป.

โดยสรุปพลังงานสะอาดและพลังงานหมุนเวียนมีศักยภาพที่จะให้พลังงานในปริมาณที่มาก อย่างไรก็ตามเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของเทคโนโลยีที่ใช้ในการรับกระแสไฟฟ้าจากแหล่งเหล่านี้จะเห็นได้ว่าพลังงานประเภทนี้จะยังไม่ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างสมบูรณ์.

การอ้างอิง

1. Haluzan, เน็ด (2010). นิยามพลังงานสะอาด. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก renables-info.com.
2. พลังงานทดแทนและแหล่งพลังงานทางเลือกอื่น ๆ. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก dmme.virginia.gov.
3. พลังงานหมุนเวียนประเภทใดบ้าง? สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก phys.org.
4. พลังงานทดแทน. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก unfccc.int.
5. พลังงานทดแทน 5 ประเภท. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก myenergygateway.org.
6. นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานกับเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถส่งพลังงานจากอวกาศสู่โลกได้ไม่ จำกัด. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก businessinsider.com.
7. พลังงานสะอาดทั้งในปัจจุบันและอนาคต. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก epa.gov.
8. สรุป: พลังงานทางเลือก. สืบค้นเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2017 จาก ems.psu.edu.