Exempel på förnybara resurser

Intresset för så kallade förnybara energikällor har ökat i takt med ökande oro i USA och världen över klimatförändringar. Det finns gott om vetenskapliga bevis som förbinder växthusgaserna och andra föreningar som släpps ut vid förbränning av icke-förnybara energikällor som fossila bränslen (kol, olja och naturgas) med oönskade effekter på både världens klimat och Mänsklig hälsa.

Det finns fem grundläggande typer av förnybara energikällor. Dessa är biomassa, vattenkraft, geotermisk energi, vind och sol. Förnybara resurser har fördelen att de fyller på sig själv: världen kommer aldrig att ta slut på dem. De har emellertid nackdelen att de är "flödesbegränsade", vilket innebär att människor inte bara kan öka tillgången på dessa bränslen som svar på den växande efterfrågan. Om en vattenkraftverk byggs vid en flod med ett flöde som obevekligt minskar med tiden, finns det ingen eller ingen teknik som kan göra för att driva mer vatten genom hydrokraftverken vid anläggningen.

När den amerikanska befolkningen var mycket mindre än den är idag och energiteknologin var i sin relativa linda, var bränning av virke, även om det var arbetskrävande, tillräckligt för att tillgodose landets energibehov. Under mitten av 1800-talet fanns inga elektriska apparater, och uppvärmnings- och matlagningsbehov var de främsta drivkrafterna för att söka efter brännbara bränslen av något slag. Sedan följde den industriella revolutionen och utvecklingen av elkraft, och under de senaste 150 åren eller så har fossila bränslen tillhandahållit den överväldigande majoriteten av mänsklighetens energibehov både i USA och över hela världen.

Förnybara energikällor har varit ett stort "bord" i samtal om energikällor i årtionden, men först på 1990-talet började deras användning verkligen ta fart i USA Från och med 2017 11 procent av all energi och 17 procent av elen producerades med en förnybar resurs och 57 procent av förnybar energi ägde sig åt att generera el kraft.

En lista över förnybara resurser och mängden energi som härrör från var och en finns på webbplatsen Energy Information Administration i Resources.

Energi från solen kan samlas in och omvandlas till värme och elektricitet på ett antal olika sätt. Den uppenbara fallgropen med att förlita sig på denna typ av förnybar resurs är att solen inte alltid är synlig, och inte ens på en halvdag eller så att solen är över horisonten på de flesta ställen kan molntäckning göra mängden strålande solenergi försumbar på vissa dagar. Eftersom el inte kan lagras i stora mängder (även om batterierna är användbara representerar de knappast en betydande elreserv) är solenergi inte lika användbart för dygnet runt-behov. Fortfarande kan matriser av solceller (solceller) i soliga områden ge tillräckligt med kraft för ett litet samhälle.

Vattenkraft (eller vattenkraft, som det ibland skrivs) är kraft som genereras av flödande vattens kinetiska energi. Vatten har massa, ofta mycket av det, och rinnande vatten har uppenbarligen en viss hastighet; energi är inget annat än massprodukten gånger hastighetens kvadrat multiplicerat med en konstant. Liksom solljus är mängden vatten som strömmar in i ett visst område inte helt förutsägbar, även om det är vatten projekt vanligtvis med mindre osäkerhet än sol eller vind när det gäller tillgången till resurs.

Vattenkraft var den primära förnybara energikällan i USA från och med 2018, även om dess andel bland förnybara energikällor minskar i takt med att förnybara energikällor blir mer vanligt. Den största överväganden med denna typ av kraft är att den kan störa ekosystem och livsmiljöer för vilda djur. Eftersom många vattenprojekt involverar dammar kan de resulterande konstgjorda sjöarna bokstavligen översvämma varelser ut ur sina hem.

Vind är luftens rörelse, och denna rörelse orsakas av det faktum att jordens yta varierar mycket från plats till plats (t.ex. vatten här, en öken där, berg där borta) och dessa olika ytor absorberar och släpper ut värme från solen på olika sätt sätt. I allmänhet värms och stiger luft över land, och sval luft från över oceaner rusar in för att ersätta den; på kvällarna blåser vinden tillbaka mot vattnet. Vind är därför verkligen en form av solenergi, även om den fysiska rotationen av planeten på dess axel i viss mån bidrar till vindströmmar.

Vindkraft är underbart billigt, men tyvärr gör vindmönstrets oförutsägbarhet det till ett mindre än optimalt val för kraftproduktion i betydande skala.

Även biomassa kallas biobränslen en mångsidig och snabbt växande form av förnybar energi. Olika material från levande saker kan omvandlas till energi, från sönderfallande växtmaterial (inklusive trä och avfall från träbearbetningscenter) till sopor till gödsel och avlopp. Biodrivmedel som etanol (en biogas) kan ta en del av samma roller som traditionell bensin och diesel.

Dessa bränslen minskar inte bara "koldioxidutrymmet" hos kommunen eller enheten som använder dem, de kasserar också avfall på ett extremt användbart sätt, vilket ger en win-win. Medan fossila bränslen släpper ut lagrad koldioxid i atmosfären när de förbränns, växter, en majoritet bidrar till biodrivmedel, tar faktiskt upp koldioxid som släpps ut när biodrivmedel bränns, vilket ger en mer cykliska systemet.

Denna typ av kraft härrör från värmeenergi som frigörs från djupt inuti jorden tack vare radioaktiva sönderfallsprocesser i stenar långt under planetens yta. Dess höga tillförlitlighet och det faktum att den kan genereras lokalt gör det till ett allt mer attraktivt alternativ för förnybar resurs.

Värme rör sig från jordens centrum (kärnan) uppåt genom manteln och slutligen till den 3 till 5 mil tjocka skorpan. Människor kan knacka på de resulterande heta underjordiska källorna och använda värmen för att driva en mängd olika processer. Denna förnybara försvinner per definition inte, men den är kanske mer potent än vad många människor inser: Jordens centrum är, tro det eller inte, varmare än solens yta!

En strikt definition av förnybara resurser skulle utelämna kärnkraft, eftersom kärnkraft är beroende av uran, ett element som inte levereras oändligt. Istället grupperas kärnkraften med förnybara energikällor i betydelsen "ren" eller fri från avfallsprodukter som bidrar till föroreningar och global uppvärmning.

I denna typ av kraftproduktion delas uranatomer i en process som kallas kärnklyvning som frigör enorma mängder energi per massenhet. Denna energi används för att driva ångturbiner. Spöket om radioaktivt nedfall som når miljön som ett resultat av kärnreaktorolyckor har plågat industrin i årtionden, men det har inte stoppat dess övergripande framsteg och utveckling.

Så om du är intresserad av att "bli grön" själv men inte har någon aning om var du ska börja, hur gör individer och företag att implementera förnybara energikällor i sin egen vardag?

Ett uppenbart, men inte alltid praktiskt, sätt är att generera energi från förnybara energikällor på den plats där den kommer att användas. Detta kan innebära att du installerar solceller från solpanelen på ditt hustak eller, om du är utvecklare eller administratör, ett kontor eller en skolbyggnad. Privata geotermiska värmepumpar och värme och kraft som härrör från biomassa är andra alternativ. Du kanske också kan köpa förnybar energi från ditt elföretag om det erbjuder en "grön prissättning" eller "grön marknadsföring". Samordning med din kommunstyrelse är ett bra ställe att börja här.