Rôzne formy energie
Podľa Európskej environmentálnej agentúry, priemerný Európan spotrebuje ročne 27 megawatt-hodín (MWh) vrátane všetkých domácich, priemyselných a dopravných zdrojov.
Energia je schopnosť fyzikálnej sústavy vykonávať prácu; premieňa sa na prácu a naopak. Energia je nevyhnutná pre výrobu tovarov a služieb (vykurovanie, pohon, osvetlenie) a je komoditou energetického priemyslu. Jej výroba a spotreba však zaťažujú životné prostredie, preto sa kladie dôraz na znižovanie uhlíkovej stopy a dosiahnutie uhlíkovej neutrality.
Je veľa zdrojov, ktorých potenciál dokáže človek premieňať na energiu - elektrickú, tepelnú, kinetickú... Zdroje energie sa líšia pôvodom, energetickou účinnosťou, vplyvom na životné prostredie a tiež nákladmi, ktoré výroba energie stojí. Náklady sa, samozrejme, nepočítajú iba v peniazoch. Faktom je, že neobnoviteľné zdroje energie sú čoraz drahšie, hoci obnoviteľné zdroje energiu nezlacňujú.
Formy energie
Energia sa môže meniť z jednej formy na inú. Energia nezničí. Premena energie vadiť. Pre nás sú veľmi užitočné premeny formy na inú. Napr. najviac premieňame chemickú, resp. jadrovú energiu na elektrickú.
Kinetická energia
Kinetická energia alebo pohybová energia je jeden z druhov mechanickej energie. Kinetickú energiu majú telesá, ktoré sa pohybujú. Jednotka je rovnaká ako pri energii, [Joule].
Kinetická energia hmotného bodu je množstvo práce, ktoré bolo potrebné vynaložiť, aby sa hmotný bod s hmotnosťou m zrýchlil z pokoja na rýchlosť v (rýchlosti sú samozrejme merané vzhľadom k inerciálnej vzťažnej sústave). Rovnako ako rýchlosť, aj veľkosť kinetickej energie telesa závisí od voľby súradnicovej sústavy.
Veľkosť kinetickej energie závisí na hmotnosti a rýchlosti telesa. Ak je teleso v pokoji (v = 0), jeho kinetická energia je nulová. Pri rýchlostiach, ktoré sú veľmi malé v porovnaní s rýchlosťou svetla platí jednoduchý vzťah.
Potenciálna energia
Rankine energiu vyplývajúcu z polohy telesa ako potenciálnu. Potenciálna energia je energia, ktorú majú telesá umiestnené v určitej výške h nad povrchom Zeme ( je to tzv. tiažová energia ).
Miesta, v ktorých má teleso rovnakú potenciálnu energiu, nazývajú sa hladiny potenciálnej energie. Hodnotu hladiny nulovej potenciálnej tiažovej energie je možné voliť podľa potreby.
Vnútorná energia
Zkladá sa z celkovej Ekm a Epm molekúl, z ktorých sa látka skladá, z celkovej Eka a Epa atómov v molekulách a z celkovej Eke a Epe elementárnych častíc v atóme ( elektróny, neutróny, protóny atď.
Ďalšie formy energie
- Magnetické pole ako špecifická forma hmoty má energiu.
- Elektrické pole kondenzátora sa nachádza v okolí kondenzátora, čo je vlastne časť obvodu, v ktorej možno sústrediť elektrickú energiu.
Obnoviteľné vs. Neobnoviteľné zdroje energie
Kým neobnoviteľných zdrojov energie má ľudstvo vyčerpateľné, teda konečné množstvo, obnoviteľné zdroje energie (OZE) sa definujú ako zdroje, ktoré sa v priebehu svojho využívania prirodzene obnovujú. Neplatí, že všetky neobnoviteľné zdroje energie sa automaticky považujú aj za neekologické. Taktiež platí, že iba rozumné spôsoby využívania obnoviteľných zdrojov energie sú skutočne zelené a ohľaduplné k životnému prostrediu. Lebo napríklad nerozumné využívanie vody vo vodných elektrárňach môže mať neblahý efekt na celé ekosystémy.
Alternatívne zdroje energie, nazývané aj obnoviteľné zdroje energie (OZE), predstavujú široké spektrum metód a technológií na výrobu energie, ktoré sú navrhnuté tak, aby boli šetrnejšie k životnému prostrediu a udržateľné do dlhodobej perspektívy. Tieto zdroje zahŕňajú energiu získavanú z prírodných procesov, ktoré sa neustále obnovujú, a teda nepodliehajú vyčerpaniu v rovnakom zmysle ako fosílne palivá. Tieto metódy výroby energie majú zásadný význam v kontexte boja proti klimatickým zmenám, pretože produkujú minimálne množstvo skleníkových plynov v porovnaní s tradičnými fosílnymi palivami.
V budúcnosti sa preto očakáva, že OZE budú hrať stále dôležitejšiu úlohu v globálnom energetickom mixe. S klesajúcimi nákladmi a technologickým pokrokom sa stávajú dostupnejšími a konkurencieschopnejšími.
Budúcnosť energie patrí obnoviteľným zdrojom, čiže zdrojom, ktoré majú prakticky nevyčerpateľný potenciál. Hoci ich podiel u nás ešte stále nedosahuje podiel vo vyspelej časti sveta, Slovensko napreduje. Ako obnoviteľná energia je charakterizovaná taká energia, ktorá pochádza z obnoviteľných zdrojov.
Hoci jadrová energia je u nás naďalej dominantná, do popredia sa čoraz viac dostávajú aj obnoviteľné zdroje. Tu treba rozlišovať medzi využitím obnoviteľnej energie vo výrobe elektriny vo veľkých elektrárňach a jej využitím individuálne v domácnostiach.
Využitie týchto zdrojov môže byť buď na výrobu elektriny vo väčšom množstve a pre distribúciu do distribučnej siete na Slovensku, alebo pre individuálnu spotrebu. Kým v prípade centrálnej výroby elektrickej energie prevažuje voda, v individuálnom využití sa najviac využíva solárna energie.
Obnoviteľnú energiu možno používať v tomto prípade nielen v rodinných domoch, ale aj v bytoch. Stačí len u dodávateľa energie zvoliť odber tzv. zelenej energie. Ponuku zelenej energie má u nás čoraz viac hráčov na trhu, čiže čoraz viac dodávateľských spoločností. Cenový rozdiel medzi štandardnou elektrinou a tou z obnoviteľných zdrojov je pritom zanedbateľný, rádovo 1 alebo 2 € za mesiac.
Druhy obnoviteľných zdrojov energie
Na Slovensku sa využívajú prakticky všetky druhy obnoviteľných zdrojov energie, ako aj vo svete.- Vodná energia: Vodná energia je významným druhom nielen obnoviteľných zdrojov, ale má aj významný podiel na výrobe elektriny. Energia z vody tvorí 16 % zo všetkej elektrickej energie vyrobenej u nás, ročne je to okolo 5000 GWh.
- Solárna energia: Z pohľadu inštalovaného výkonu je u nás z obnoviteľných zdrojov na ďalšom mieste slnečná energia. Tá sa získava vo veľkých solárnych parkoch alebo vo fotovoltaických elektrárňach, prípadne v individuálnej výstavbe cez solárne panely.
- Energia z biomasy: Výrazné zastúpenie z hľadiska obnoviteľných zdrojov u nás má aj energia získavaná z biomasy.
- Veterná energia: Cerová, Ostrý Vrch alebo Skalité, všade tam sa získava veterná energia u nás na Slovensku. Inštalovaný výkon týchto veterných parkov je dokopy 3,1 MW, no potenciál je omnoho vyšší.
- Geotermálna energia: Poslednou energiou, ktorá je označovaná ako obnoviteľná, je geotermálna energia. Tá sa získava z horúceho jadra zeme, kde je teplota cez 4000 stupňov Celzia.
Na individuálne využitie obnoviteľných zdrojov energie v domácnosti sa na Slovensku používa energia zo slnka aj biomasa. Solárna energia je získavaná cez solárne panely umiestnené na strechách rodinných domov, ktoré dokážu pohlcovať slnečné žiarenie. Nemenej zaujímavou možnosťou sú tzv. ostrovné systémy. So solárnymi systémami a malý fotovoltaickými elektrárňami využiteľnými v rodinných domoch je možné pokryť spotrebu menšej aj väčšej domácnosti.
Čo sa týka biomasy, tá je využívaná na vykurovanie. S využitím kotlov spaľujúcich tuhú biomasu je možné vykurovať menšie aj väčšie rodinné domy, prípadne aj priemyselné, výrobné a obchodné objekty. Procesom spaľovania sa uvoľní tepelná energia v palive a zmení sa na ohriaty vzduch. Ten putuje do komína a po ceste ohreje vodu v rozvodnom systéme, ktorý je vo vnútri kotla na biomasu.
Okrem individuálneho využitia obnoviteľných zdrojov energie sa tieto používajú aj vo výrobe elektrickej energie. V prípade spaľovania biomasy a bioplynu sa používajú najmä tepelné elektrárne, ktoré predtým spaľovali fosílne palivá, čiže hnedé a čierne uhlie a plyn. Ide hlavne o tepelnú elektrárne v Novákoch, kde je kapacita 518 MW a o tepelnú elektráreň Vojany s kapacitou 1320 MW.
Pokiaľ ide o výrobu elektrickej energie z vody, jej podiel je okolo 16 %. V prípade slnka ako zdroja solárnej elektriny je tento podiel ešte nižší a to iba okolo 3 %. Celkovo je na území Slovenska cez 2300 solárnych elektrární a solárnych parkov, menších aj väčších.
Obnoviteľná energia je energiou budúcnosti a tým nemáme na mysli čisto iba ekologické hľadisko. Používanie zdrojov obnoviteľnej energie má výhodu pre zníženie emisií skleníkových plynov, najmä pokiaľ ide o oxid uhličitý. Výroba energie z obnoviteľných zdrojov nemá negatívne účinky ani na vodu, poľnohospodársku pôdu, lesy a biotopy.
Pokiaľ ide o využívanie alternatívnych zdrojov energie v individuálnom využití, osobitnou kategóriou sú tepelné čerpadlá. Využiteľné je tak v prípade podlahového, ako aj radiátorového kúrenia, prípadne na priamy ohrev vzduchu cez vnútornú jednotku podobnú klimatizácii. Inštalácia tepelného čerpadla je možná tak v novostavbe rodinného domu, ako aj počas rekonštrukcie.
Tepelné čerpadlá sa ideálne kombinujú s podlahovým kúrením. To využíva komfortnú distribúciu tepla od nôh, pocitovo dokážete vykúriť objekt aj bez vysokej teploty média, čiže vody. Ak ide o využívanie obnoviteľných zdrojov energie v rodinnom dome, tam je to pomerne jednoduché z technického aj vlastníckeho hľadiska. Pre tieto prípady prichádza do úvahy ako zaujímavá alternatíva využitie tzv. zelenej energie.
Fotovoltika na dom - moje skúsenosti po roku
Neobnoviteľné zdroje energie
Terajšie zdroje energie (uhlie, ropa a zemný plyn) sa rýchlo vyčerpajú. Podľa odhadov ich zásoby sú na niekoľko desiatok rokov. Musí ľudstvo nájsť nové zdroje energie, ináč hrozí katastrofa. Tieto zdroje sú konečné a vyčerpateľné.
Medzi neobnoviteľné zdroje patrí aj atómová energia. Je relatívne bezpečná. Problém je, že ľudia i príroda sú ohrození potenciálne, avšak na dlhú dobu.
Slovensko je odkázané na dovoz palív podieľa najvýraznejšou mierou. Dovoz predstavujú objem až 40 miliárd Sk ročne.
Delíme ich na pevné (uhlie), kvapalné (ropa) či plynné (zemný plyn). Ich spaľovaním uvoľňujeme do atmosféry množstvo skleníkového plynu - oxidu uhličitého.
Spotreba energie a energetická kríza
Často počujeme o energetickej kríze. Odvíjajú sa od nej ceny ostatných výrobkov. Problémom je, čo necháme ďalším generáciám? Bude pre nich dosť surovín pre celé ľudstvo?
Prudko stúpajúce ceny za dodávku elektriny a plynu na burzách budú mať výrazný vplyv na náklady firiem v súvislosti so zabezpečením ich ďalšieho chodu. Firmy sú tvrdo zasiahnuté koronakrízou. Takmer polovica slovenských firiem nemá zazmluvnené dodávky elektriny a plynu na budúci rok. Čakanie firiem na pokles cien, ktoré sledujeme už od apríla, v spojení s vážnymi zmenami na trhu dodávateľov začína vytvárať tlak na oboch stranách.
Výhody a nevýhody obnoviteľných zdrojov energie
Všetky obnoviteľné zdroje energie majú svoje výhody a nevýhody. Je preto bezpodmienečne nutné mať energetický mix nastavený tak, aby sa do elektrizačnej a prenosovej sústavy dostával stále dostatok energie, aby nevznikalo podpätie.
Väčšina obnoviteľných zdrojov energie spĺňa základné ekonomické pravidlo pre využívanie energií: počas doby svojho využívania je z nich vyrobené väčšie množstvo energie, než je potrebné na prevádzku zariadenia, ktoré z nich energiu získava. Limitujúcim faktorom na ich širšie využívanie však stále zostáva vysoká obstarávacia cena zariadení, ktoré sú schopné takúto energiu vyrobiť.
Používanie zdrojov obnoviteľnej energie má výhodu pre zníženie emisií skleníkových plynov, najmä pokiaľ ide o oxid uhličitý. Výroba energie z obnoviteľných zdrojov nemá negatívne účinky ani na vodu, poľnohospodársku pôdu, lesy a biotopy.
V tabuľke sú uvedené niektoré výhody a nevýhody obnoviteľných zdrojov energie:
| Zdroj energie | Výhody | Nevýhody |
|---|---|---|
| Slnečná energia | Čistý zdroj energie, nízke prevádzkové náklady | Vysoké investičné náklady, závislosť od počasia |
| Veterná energia | Čistý zdroj energie, nízke prevádzkové náklady | Závislosť od vetra, hluk, vplyv na krajinu |
| Vodná energia | Stabilný zdroj energie, dlhá životnosť | Vplyv na ekosystémy, závislosť od vodného toku |
| Geotermálna energia | Stabilný zdroj energie, nízke emisie | Vysoké investičné náklady, obmedzené lokality |
| Biomasa | Neutrálna uhlíková stopa, využitie odpadu | Emisie pri spaľovaní, potreba rozsiahlych plôch |
