오늘날 세계에서 재생 에너지는 점점 더 중요한 문제가되고 있습니다. 화석 연료의 가격 상승과 기후 변화의 위협뿐만 아니라이 분야에서도 효율 개선과 가격 하락을 포함한 긍정적 인 발전이있었습니다.
이 모든 것이 대체 에너지에 대한 수요를 증가 시켰으며보다 깨끗하고 지속 가능한 전력 방법으로의 전환을 가속화했습니다. 그러나 바이오 매스, 태양 광, 풍력, 조력 및 지열 등 다양한 종류가 있으며 각각 고유 한 장점과 단점이 있다는 점에 유의해야합니다.
바이오 매스 :
재생 에너지의 가장 널리 사용되는 형태는 바이오 매스입니다. 바이오 매스는 단순히 유기 물질을 사용하고이를 사용할 수있는 다른 형태의 에너지로 변환하는 것을 말합니다. 목재를 태우는 것과 같은 몇 가지 형태의 바이오 매스가 수세기 동안 사용되어 왔지만 다른 최신 방법은 이산화탄소를 생성하지 않는 방법에 중점을두고 있습니다.
예를 들어, 석유와 가스의 대안 인 깨끗한 연소 바이오 연료가 있습니다. 지질 공정으로 생산되는 화석 연료와 달리 바이오 연료는 농업 및 혐기성 소화와 같은 생물학적 공정을 통해 생산됩니다. 이 과정과 관련된 일반적인 연료는 바이오 에탄올로, 설탕이나 전분 작물 (옥수수, 사탕 수수 또는 단 사탕 수수 등)에서 추출한 탄수화물을 발효시켜 알코올을 만듭니다.
또 다른 일반적인 바이오 연료는 바이오 디젤 (biodiesel)로 알려져 있으며, 에스테르 교환 반응 (transesterification)으로 알려진 공정을 사용하여 오일 또는 지방에서 생성됩니다. 여기서 산 분자는 촉매의 도움으로 알코올과 교환됩니다. 이러한 유형의 연료는 휘발유를 대체 할 수있는 대안으로, 연료로 전환 된 차량에서 연소 될 수 있습니다.
태양 광 발전 :
태양 광 발전 (일명 광전지)은 가장 인기 있고 가장 빠르게 성장하는 대체 에너지 공급원 중 하나입니다. 여기에서이 공정에는 광전지 (PV) 효과에 의존하여 광자를 흡수하여 전자로 변환하는 태양 전지 (일반적으로 결정질 실리콘 조각으로 만들어 짐)가 포함됩니다. 한편, 태양열 전력 (다른 형태의 태양력)은 거울 또는 렌즈에 의존하여 넓은 영역의 햇빛 또는 태양열 에너지 (STE)를 작은 영역 (즉, 태양 전지)에 집중시킨다.
처음에 태양 광 발전은 태양 광 발전 장치 (계산기 등)에서 가정용 어레이에 이르는 중소 규모의 작업에만 사용되었습니다. 그러나 1980 년대 이래로 상업 집중 형 태양 광 발전소는 훨씬 더 일반화되었습니다. 그리드 전력이 불편하거나 너무 비싸거나 평범하지 않은 비교적 저렴한 에너지 원일뿐만 아니라; 태양 전지 효율의 증가 및 가격 하락은 태양 에너지를 기존의 전력 공급원 (즉, 화석 연료 및 석탄)과 경쟁적으로 만들고있다.
오늘날, 그리드에 연결된 저탄소 에너지를 그리드에 공급하는 방법으로 태양 광 발전이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 국제 에너지기구 (International Energy Agency)는 2050 년까지 STE 및 PV 운영을 포함한 태양 광 발전이 시장의 25 % 이상을 차지하여 세계 최대의 전력 공급원이 될 것으로 예상합니다 (대부분의 시설이 중국과 인도에 배치됨).
풍력 발전:
풍력은 수천 년 동안 돛, 풍력 발전을 추진하거나 수도 펌프에 압력을 발생시키는 데 사용되었습니다. 전기를 생산하기 위해 바람을 활용하는 것은 19 세기 후반부터 연구의 주제였습니다. 그러나 풍력이 상당한 연구 개발의 중심이 된 것은 20 세기에 대체 전력 원을 찾는 데 큰 노력을 기울였다.
다른 형태의 재생 가능 에너지와 비교할 때 풍력은 매년 일정하며 수요가 많은 시간대에는 감소하지 않기 때문에 매우 안정적이며 안정적인 것으로 간주됩니다. 처음에는 풍력 발전 단지 건설에 많은 비용이 들었습니다. 그러나 최근의 개선 덕분에 풍력 발전은 전세계 도매 에너지 시장에서 최고 가격을 설정하고 화석 연료 산업의 수입과 이익을 줄이기 시작했습니다.
지난 3 월 에너지 부가 발표 한 보고서에 따르면, 미국의 풍력 발전은 여러 분야에서 훨씬 더 숙련 된 직업으로 이어질 수 있습니다. “Wind Vision : 미국의 풍력 발전의 새로운 시대”라는 제목의이 문서는 2050 년까지 업계가 미국의 전기 생산량의 35 %를 차지할 수 있다고 지적합니다.
또한 작년에 Global Wind Energy Council과 Greenpeace International이 모여“Global Wind Energy Outlook 2014”라는 보고서를 발표했습니다. 이 보고서는 전 세계적으로 풍력이 2050 년까지 전세계 전력의 25 ~ 30 %를 공급할 수 있다고 밝혔다. 보고서 작성 당시 90 개 이상의 국가에 설치된 상업용 시설의 총 용량은 318 기가 와트 (GW)였다. 전세계 공급의 약 3 %.
조력 발전:
조력은 꾸준하고 예측 가능하기 때문에 풍력과 마찬가지로 조력은 재생 에너지의 잠재적 원천으로 간주됩니다. 풍차와 마찬가지로 조류 밀은 고대 로마와 중세 시대부터 사용되었습니다. 유입되는 물은 큰 연못에 저장되었고, 조수가 나 가면서 기계식 동력을 생성하는 수차를 곡물을 분쇄하기 위해 돌았습니다.
19 세기에 미국과 유럽에서 떨어지는 물과 방적 터빈을 사용하여 전기를 만드는 과정이 도입되었습니다. 그리고 이러한 종류의 작업이 강뿐만 아니라 해안선을 따라 건설을 위해 개편 된 것은 20 일 이후입니다.
전통적으로 조력은 조력 범위 나 흐름 속도가 충분히 높은 사이트의 상대적으로 높은 비용과 제한된 가용성으로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 그러나 설계 및 터빈 기술 모두에서 최근의 많은 기술 개발 및 개선은 조력의 총 가용성이 이전에 가정 된 것보다 훨씬 높을 수 있으며 경제적 및 환경 적 비용이 경쟁력 수준으로 떨어질 수 있음을 나타냅니다.
세계 최초의 대규모 조력 발전소는 1966 년에 가동 된 프랑스의 Rance Tidal 발전소입니다. 그리고 스코틀랜드의 오크 니 (Orkney)에는 세계 최초의 해양 에너지 테스트 시설 인 유럽 해양 에너지 센터 (EMEC)가 설립되었습니다. 2003 년 영국에서 파도 및 조류 에너지 산업의 개발을 시작합니다.
2015 년 세계 최초의 그리드 연결 파력 발전소 (그리스의 바다 여신의 이름을 딴 CETO)는 서호주 해안에서 온라인으로 전환되었습니다. 카네기 웨이브 에너지 (Carnegie Wave Energy)가 개발 한이 발전소는 수 중에서 작동하며 해저 부표를 사용하여 일련의 해저 고정 펌프를 펌핑하여 전기를 생산합니다.
지열 :
지열 전기는 지속 가능하고 신뢰할 수있는 것으로 간주되는 대체 에너지의 또 다른 형태입니다. 이 경우 열 에너지는 지구에서 (일반적으로 마그마 도관, 온천 또는 열수 순환에서) 터빈이나 열 건물을 회전시키기 위해 파생됩니다. 지구에 10이 포함되어 있기 때문에 신뢰할만한 것으로 간주됩니다31 줄의 가치가있는 열 에너지는 44.2 테라 와트 (TW)의 속도로 전도에 의해 자연적으로 표면으로 흐르며 이는 인류의 현재 에너지 소비의 두 배 이상입니다.
한 가지 단점은이 에너지가 확산되어 특정 위치에서만 저렴하게 이용할 수 있다는 사실입니다. 그러나 아이슬란드, 인도네시아 및 지열 활동 수준이 높은 기타 지역과 같은 일부 지역에서는 화석 연료 및 석탄에 대한 의존도를 줄여서 전기를 생산하는 손쉽고 비용 효율적인 방법입니다. 지열 원에서 전력의 15 % 이상을 생산하는 국가로는 엘살바도르, 케냐, 필리핀, 아이슬란드, 코스타리카가 있습니다.
2015 년 현재 전 세계 지열 전력 용량은 12.8 기가 와트 (GW)로 2020 년까지 14.5 ~ 17.6GW로 증가 할 것으로 예상됩니다. 또한 GEA (Geothermal Energy Association)는 전 세계 총 잠재력의 6.5 %만이 IPCC는 지열 전력 잠재력이 35GW에서 2TW의 범위에 있다고보고했다.
입양 문제 :
많은 형태의 재생 가능 에너지의 한 가지 문제점은 바람, 물 공급 및 충분한 햇빛과 같은 자연 환경에 따라 제한이있을 수 있다는 것입니다. 또 다른 문제는 석유 및 천연 가스와 같은 전통적인 원천에 비해 많은 형태의 대체 에너지의 상대적 비용이었습니다. 최근까지 석탄 화력 발전소 또는 석유 발전소를 운영하는 것은 대규모 태양 광, 풍력, 조력 또는 지열 운영에 수백만 달러를 투자하는 것보다 저렴했습니다.
그러나, 태양 전지, 풍력 터빈 및 기타 장비의 생산에서 지속적으로 개선 된 것은 (생성 된 에너지의 양에 대한 개선은 말할 것도없고) 다른 방법과 경쟁 할 수있는 많은 형태의 대체 에너지가되었다. 전 세계적으로, 국가와 지역 사회는보다 깨끗하고 지속 가능하며보다 자급 자족 한 방법으로의 전환을 가속화하기 위해 노력하고 있습니다.
우리는 Space Magazine에 대체 에너지에 관한 많은 흥미로운 기사를 썼습니다. 대체 에너지 란?, 태양 에너지 란? 그리고 지열 에너지는 어디에서 왔을까요?, 세계는 태양과 풍력으로 달릴 수 있습니까? 그리고 우주에서 태양열을 수확 할 수 있습니까?
또한 National Renewable Energy Laboratory 및 Renewable Energy Policy Project를 확인해야합니다.
천문학 캐스트에서도 주제에 대한 에피소드가 있습니다. 에피소드 51 : 지구입니다.
출처 :
- 위키 백과 – 재생 가능 에너지
- 미국 에너지 정보 관리 – 재생 및 대체 연료
