Thursday, 26 November 2015

Bioenerģija

Bioenerģija ir vēl viens alternatīvās enerģijas veids, kurā ir iespējams saražot gan mehānisko enerģiju gan elektroenerģiju ar dažādu bioloģisko produktu un vielu palīdzību. Par bioenerģiju tiek uzskatīta gan koksne, gan salmi gan dažādas citas vielas, kas ir dzīvas vai ir bijušas dzīvas un savā dzīves laikā ir uzkrājušas enerģiju, ko tad arī pēc tam mēs varam iegūt. Lielākā daļa no enerģijas, ko mēs izmantojam nāk tieši no senas bioenerģijas avotiem, jo gan nafta gan ogles ir kādreizēja dzīvības formas, kuru uzkrātā enerģija tad tagad var tikt izmantota. Un, piemēram arī koksne veidojas no tā, ka koki uzkrāj enerģiju un to saglabā savās šūnās un mēs tad dedzinot koku šo enerģiju palaižam brīvībā un no tā izdalās ogļskābā gāze.

Kopumā uz visas pasaules tiek saražoti aptuveni 35 GigaWati elektroenerģijas tieši no dažādajiem bioenerģiju avotiem, kas ir aptuveni 47 miljoni zirgspēku. Bioenerģija lielā mērā ir tā enerģija, kas tiek iegūta no šiem bioloģiskajiem organismiem tūlīt pēc šīs enerģijas saglabāšanas, jo gan kokus mēs dedzinām tūlīt pēc nociršanas, gan arī biodegvielu un eļļu mēs izmantojam uzreiz pēc tās iegūšanas. Bet biodegviela ietver sevī arī ādas lietas, kā metāna gāzi, kas tiek izdalīta no dzīvniekiem un to izkārnījumiem un arī enerģija, kas nāk no pārtikas produktu sadalīšanās pūšanas rezultātā. Pamatā visas organiskās lietas, kas tiek izmantotas tad arī tiek sauktas par bioenerģiju un tas tad arī sastāda šī vārda BIO priedēkli.

Bioenerģija, lai gan ir atjaunojamais resurss, tomēr nav tik izdevīga, kā, piemēram, saules enerģija jo bioenerģijā dzīvajiem organismiem ir jāuzņem saules enerģija, tā jāpārveido enerģijā ar ko dzīvot un tikai kas paliek pāri tad arī tiek uzkrāts. Tieši tāpēc izmantojot šo enerģiju mēs neko daudz papildus nevaram sniegt ne klimata izmaiņām ne arī efektivitātei, jo daudz efektīvāk būtu saules enerģiju uzkrāt pa tiešo nevis šādi pār konvertēt un tikai pēc tam tērēt. Tāpēc arī, lai gan ir iespējams izveidot visai labus bioenerģijas resursus, kā biodīzeli vai arī aizstājēju benzīnam, tas netiek plaši izmantots, jo tas nav efektīvi un tiek tērēta daudz lieka enerģija gan šīs degvielas izveidē gan transportēšanā. Bioenerģija pati par sevi izklausās, kā labs risinājums, bet tas noteikti nevarētu būt atrisinājums mūsdienu enerģijas problēmām un nevarētu nodrošināt visu pasauli ar nepieciešamo enerģiju, jo būtu vajadzīgs pārāk daudz zemes kur audzēt augus no kuriem tad arī pēc tam izmantot šo bio-enerģiju.

Un arī šīs enerģijas ražošanai ir nepieciešamas lielas investīcijas un kredīti, un ne jau kaut kādi krediti no 20 gadiem,  kas padara to problemātisku un ja jau tādu pašu investīciju piesaistīšana var izveidot daudz efektīvākus enerģijas iegāšanas veidus, tad izdevīgāk naudu ir tērēt tiem!

Viļņu enerģija

Viļņu enerģija ir enerģija, kas tiek iegūta no viļņu spēka un pārvērsta cilvēkiem lietderīgu darbu darīšanā, kā elektrības ražošanā, ūdens pumpēšanā vai mehānisku darbu veikšanā. Pasaules okeānos tiek lēsts, ka tiek saražoti aptuveni 2700 gigawatti enerģijas, bet tikai aptuveni 500 no tiem ir izmantojami ar mūsdienu tehnoloģijām, bet šīs tehnoloģijas visai ātri attīstās, jo tikai pēdējo gadu laikā cilvēki sāk domāt par to, ka šāda enerģija var tikt izmantota un pārveidota eletroenerģijā vai kādā citā izmantojamā spēkā.

Viļņu enerģijas pirmie patenti jau tika izveidoti 19 gadsimtā, bet pirmās šo enerģiju izmantojošās platformas tika uzkonstruētas 20 gadsimta sākumā, bet līdz pat 20 gadsimta beigām lielā mērā visa šī padarīšana bija tikai idejas līmenī, lai gan patentu apjoms aizvien auga un auga, kas liecina, ka zinātnieki par šo problēmu doma jau sen. Lielākās problēmas, kas saistītas ar viļņu enerģijas iegūšanu ir tādas, ka ūdenī dažādas metāla konstrukcijas ātri sarūsē, un viļņu spēks tiek izmētāts pa visām pusēm, tāpēc ir ļoti grūti to iegūt. Viļņu enerģijas galvenais konkurents ir tieši vēja enerģija, jo viļņi lielākoties veidojas tieši no vēja un tāpēc daudz vieglāk ir izveidot vēja ģeneratorus, kas atrodas virs ūdens nekā mēģināt iegūt šo izkaisīto enerģiju no viļņiem. Un, ja izdotos iegūt pietiekoši lielu apjomu no vēja enerģijas tad arī viļņi lielākoties būtu mazāki, jo vējš tiktu pārvērsts elektrībā nevis nonāktu uz ūdens, kur tas veidotu viļņus. Bet tur būtu jābūt ļoti ļoti daudz vēja ģeneratoriem lai kaut kas tāds būtu iespējams.

Viļņu enerģijas iegūšanai ir tikušas izgudrotas ļoti daudz un dažādas iekārtas no tādām, kas līdzinās čūskām uz ūdens līdz vienkāršām boj-veidīgām iekārtām, kuru kustība tad arī rada enerģiju. Bet vēl līdz šim nekur nav izveidots pietiekoši liels projekts, lai kāda no šīm tehnoloģijām kļūtu par plaši izmantotu un pagaidām ir izvietotas tikai dažas eksperimentāla viļņu enerģiju iegūstošas iekārtas, kas tiek testētas pret to iespējamajiem stresiem un arī, ilgtspējību. Jo neviens negribētu veidot iekārtas, kas okeāna un jūras sāļajos ūdeņos dažu gadu laikā sarūsētu un vairs nebūtu lietojamas.

Manuprāt ideja par to, ka vajadzētu iegūt enerģiju no visām iespējamām metodēm ir ļoti laba, tomēr ūdenī viļņi nav pietiekoši vienādi un tajos, lai gan kopumā ir daudz enerģija, tomēr tā nav koncentrēta un tāpēc to ir ļoti grūti iegūt un pārveidot elektrībā vai kādā citā veidā, kas cilvēkiem būtu noderīgs. Tāpēc arī daudz labāk būtu izmantot šo enerģiju, kapitālu un investīcijas dažādiem citiem mērķiem un citu daudz potenciālu enerģijas ražošanas metožu izpētīšanu.

Friday, 20 November 2015

Hidroelektriska enerģija

Hidro enerģija, jeb vienkāršāk saukta par ūdens enerģiju ir tāda vai nu mehāniska vai elektriska enerģija, ko ražo no krītoša vai ātri plūstoša ūdens. Pasaulē šāds enerģijas iegūšanas veids tiek izmantots jau tūkstošiem gadu jo dažādas ūdens dzirnavas, lauku apūdeņošana un cita veida enerģija ir izsenis tikusi izmantota. Bet modernās hidro enerģijas pielietojumi pamatā ir tieši elektrības ražošanā, tāpēc arī tās tiek sauktas par hidroelektriskajām stacijām. Pasaulē pirmās elektrību ražojošās stacijas tika uzceltas 19 gadsimta beigās, kad tika izmantots lielu ūdenskritumu spēks un tas novirzīts ģeneratoru griešanai lai radītu elektrību. Visā pasaulē tiek saražoti aptuveni 3400 teravati elektrības tieši no hidroelektrostacijām un tas ir aptuveni 16 procenti no kopējā vispasaules saražotā elektrības daudzuma. Un tiek lēsts, ka šis skaitlis pieaugs par aptuveni 3% katru gadu.

Hidroelektro enerģija tiek ražota vairāk kā 150 pasaules valstīs, bet Ķīna ir lielākā šīs enerģijas izmantotāja kuras kopējais saražotās enerģijas daudzums sasniedz 721 teravatstundu un ir 17% no kopējā Ķīnā saražotā elektrības daudzuma. Šīs enerģijas ražošanas izmaksas ir ļoti zemas, ja neskaita sākotnējās investīcijas, kas nepieciešamas dambja un stacijas izveidei. Un šīs elektrostacijas var labi variēt ar saražotās elektrības daudzumu samazinot vai palielinot caurplūdi un tādā veidā sekojot līdzi un pielāgojoties tuvākā reģiona elektrības pieprasījumam. Šis enerģijas ražošanas veids, kad tiek uzcelts dambis pēc tam vairs nenodara nekādu kaitējumu apkārtējai videi, bet dambja celšanas laikā upes parasti tiek uzlidinātas tādā veidā appludinot tuvējos reģionus, kas tad arī notika ar mūsu slaveno Staburagu.

Šeit ir dažādi enerģijas ražošanas veidi sākot no dambjiem līdz pumpjveida stacijām, kas sasūknē ūdeni rezervuārā un izmanto, kad ir nepieciešams pēkšņs enerģijas ražošanas palielinājums. Un tad ir vēl arī turbīnas, kas izmanto tekošu ūdeni un arī paisuma un bēguma maiņu elektrostacijas. Lielākā pasaules elektrostacija it Lielie trīs dambji, kas uzcelta Ķīnā un saražo līdz pat 22 tūkstošiem megavatus enerģijas.

Latvijā mums arī hidroelektrostacijas ir ļoti labi pazīstamas jo mums ir tādi HES, kā Pļaviņu HES, Rīgas HES un Ķeguma HES, kur lielākais ir tieši Pļaviņu HES, kas saražo gadā 1730 gigavatstundas enerģijas. Un šie visi HES kopumā sastāda vairāk kā 50% no kopējā Latvenergo saražotā enerģijas daudzuma, bet pēdējos gados Latvenergo ir nācies iepirkt aizvien vairāk enerģiju, jo Daugavas ūdens pietece ir mazliet samazinājusies.

Dambji, kas tiek celti, lai ražotu šo enerģiju ir dārgi projekti un tiem arī ir lieli riski, jo, šādam dambim plīstot viss ūdens daudzums tiks aizpludināts uz tuvāko reģionu appludinot to ar vairāku metru dziļu ūdeni līdz šis ūdens viss nonāks līdz jūrai un upe ieies savās vecajās sliedēs. Bet kopumā šis enerģijas ražošanas veids ir tīrs un atjaunojams un tāpēc arī mēs tik daudz to izmantojam!

Vēja enerģija

Vēja enerģija ir viens no alternatīvās enerģijas ražošanas veidiem, kas izmantojot vēja turbīnas pūķus vai buras rada vai nu mehānisko vai elektroenerģiju, lai to pēc tam nogādātu cilvēkiem. Vēja enerģija ar buru palīdzību tikusi izmantot jau gadu simtiem un pat tūkstošiem ilgi , bet tikai nesen sāka parādīties pirmās vēja dzirnavas un vēl nesenāk vēja ģeneratori, kas rada elektrību. Pasaulē kopā katru gadu tiek saražoti jau aptuveni 460 Gigawati vēja enerģijas, kas ir aptuveni 4% no kopējas pasaules enerģijas ražošanas un patēriņa. Vēja ģeneratorus bieži vien izvieto vai uz zemes vai arī virs ūdenstilpnēm kā okeāni vai jūras un parasti tieši uz zemes izvietotie ģeneratori var saražot vienu no vislētākajām enerģijas cenām un šie ģeneratori atmaksājas mazāk kā 10 gadu laikā no to uzstādīšanas. Bet tie ģeneratori, kas tiek izvietoti jūrā ir dārgāki un arī to aprūpe un uzturēšana ir dārgāka, bet arī to elektrības ģenerēšanas īpatnības ir labākas, jo uz ūdens gandrīz visu gadu pūš vējš, bet uz zemes tā gluži nav.

Pašlaik vislielākos ieguldījumus vēja ģenerēšanas jomā nodrošina tieši Ķīna, aizņem aptuveni 45% no kopējās uzstādītās vēja enerģijas ģeneratoriem. Un Ķīna ir arī līdere kopējā enerģijas ražošanā no vēja enerģijas un Ķīnā nu jau katru gadu tiek saražoti vairāk kā 114 MW enerģijas. Savukārt valsts, kas visvairāk izmanto vēja enerģiju ir Dānija kur pat 39% no kopējās saražotās elektroenerģijas nāk tieši no vēja ģeneratoriem, bet otrajā vietā ierindojas Portugāle ar 19% no sava iekšzemes pieprasījuma, bet ASV, piemēram, saražo tikai 4.5% no savas enerģijas ar vēju.

Vēja ģeneratori parasti tiek uzskatīti, kā visneprognozējamākais enerģijas rokražošanas veids, jo vienai turbīnai enerģijas ražošana var mainīties pat 10% robežās stundas laikā un tas var radīt dažādas problēmas. Bet tāpēc, ka parasti vēja turbīnu fermas tiek veidotas plašos apgabalos un ar ļoti daudz individuālajām turbīnām, tad kopējais vēja enerģijas ražotais daudzums ir daudz vai maz paredzams un laik-apstākļu maiņas var tikt paredzētas jau dienu iepriekš un tādā veidā tiek palielināts vai samazināts kopējais enerģijas patēriņš šajā reģionā un liekā enerģija pārpludināta caur elektro tīklu uz citiem apgabaliem. Vēja enerģija ļoti labi sader kopā ar hidroelektrostacijām, kuras ir spējīgas samazināt enerģijas saražošanu un tādā veidā aizturēt ūdeni tad, kad pūš stiprs vējš, bet strādāt uz pilnu jaudu tad, kad vējš nepūs.

Vēja enerģijas industrija visā pasaulē nodrošina simtiem tūkstošu cilvēku darbaspēku un miljardus lielu ekonomisko atdevi un dod iespēju ražot enerģiju pat vietās, kur cita veida elektrības ražošana nav iespējama.

Pie mums Latvijā vēja enerģija sastāda tikai nedaudz vairāk kā vienu procentu no kopējā enerģijas patēriņa, bet kopš 2002. gada šis skaitlis ir pieaudzis no 0.2 % un tas jau ir mērāms, kā visai straujš pieaugums.

Friday, 6 November 2015

Zemeslode darbojas ar saules enerģiju

Mūsu mājas jeb vienīgā planēta, kuru pagaidām apdzīvojam ir zeme un, lai gan dažreiz laik apstākļi šeit liekas slikti un netaisnīgi, tomēr salīdzinot ar pārējām planētām šeit ir paradīze. Piemēram Marss, kam ir vislielākā iespēja, ka cilvēki tur kādreiz izveidos koloniju ir auksts, tur nav atmosfēras un saules radiācijas tur ir tik stipra, kā atklātā kosmosā. Tad ir Venēra, kas gandrīz tikpat liela, kā zeme, bet uz šīs planētas vidējā temperatūra uz tās virsmas ir 462 grādi pēc celsija un spiediens tur ir 92 reizes stiprāks kā uz zemes. Tāpēc nākamreiz, kad sūdzies par laik-apstākļiem padomā, ka varētu būt vēl daudz daudz sliktāk!

Bet tas pie kā es šodien gribēju jūs novest ir fakts, ka zemeslode lielā mērā tiek darbināta tikai un vienīgi no saules enerģijas. Mūsu tuvākā zvaigzne katru dienu uz zemes atnes tik daudz enerģijas, ka, ja cilvēce šo enerģiju savāktu, tad mēs stundas laikā varētu savākt pietiekoši daudz enerģiju, lai varētu pastāvēt veselu gadu. Bet gada laikā saule līdz zemeslodei atgādā vairāk enerģijas, kā cilvēce jebkad varēs iegūt no visiem neatjaunojamajiem resursiem, kā naftas, oglēm un gāzes. Un tas nozīmē to, ka bez mūsu tuvākās zvaigznes zemeslode būtu vienkārši sasalusi bumbas kosmosa vidū bez jebkādām dzīvības pazīmēm. Un tāpēc arī mums būtu aizvien vairāk un vairāk jāsāk domāt par saules enerģijas plašāku izmantošanu!

Protams ar saules enerģiju ir dažādas problēmas, jo saules spīd tikai dienā un, piemēram, lietainā laikā vai tad kad debesis klāj mākoņi saules paneļi neražo elektrību. Dienas un nakts problēmu mēs vēl varētu atrisināt, veidojot milzīgus akumulatorus no dažādiem materiāliem un pa dienu uzkrāt tajos enerģiju, lai naktī to izmantotu, bet par saules nespīdēšanu mēs praktiski neko nevaram darīt. Un tāpēc, ja mēs gribētu pilnībā izmantot saules enerģiju, tad mums vajadzētu krietni vien vairāk paneļu neka ir nepieciešams, lai tad kad ir lietus vai negaiss vienā vietā, mēs varētu novirzīt enerģiju uz šīm vietām no citiem reģioniem!

Saules enerģijas izmantošana pati par sevi arī nav vienkārša, jo tā šī enerģija vispirms ir jāsavāc un pašlaik vēl mēs noteikti šo enerģiju neizmantojam pietiekoši, jo saules enerģija saražo mazāk kā 1% no kopējās vispasaules iztērētās elektroenerģijas un atjaunojamie resursi kopumā sastāda tikai 3.5 procentus. Bet pēdējo gadu laikā atjaunojamo resursu un tajā skaitā saules enerģijas izmantošana notiek aizvien ātrāk un ātrāk un arī investīcijas šajos atjaunojamajos resursos nemitīgi aug, kas liek būt optimistiskam pa nākotni un ticēt, ka mēs spēsim saražot lielāko daļu no sev nepieciešamās enerģijas tieši no saules, jo, piemēram, vējš jau arī ir tikai saules enerģija, tikai citā formātā un daudz labāk ir izmantot pirmavotu, pirms šī enerģija jau nav zaudēta pārveidošanas rezultātā. Patiesībā jau arī neatjaunojamie resursi ir saules enerģija, bet tā ir enerģija, kas uzkrāta pa miljoniem gadu un spiediena un karstumu rezultātā zemes dzīlēs ir pārvērtusies par naftu oglēm vai gāzi un, ko mēs tagad izmantojam. Visticamāk, ka nākotnē cilvēki tiešām lielākoties izmantos saules enerģiju, bet līdz tam laikam mums vēl ir nepieciešams atklāt jaunas un efektīvākas tehnoloģijas, kā arī sākt saules paneļus ražot masveidā, lai samazinātu to cenu.

Tāpēc pietiks taisīt eksperimentus ar mūsu planētu un siltumnīcas gāzēm un sāksim izmantot saules un citus atjaunojamos resursus!

Ģeotermālā enerģija ir enerģija, kas ir atrodama mūsu planētas dzīlēs un tā tur atrodas vēl no planētas veidošanās, kā arī no radioaktīvo materiālu pus-sabrukšanas un tās izdalītās enerģijas. Zemeslodes kodols var sasniegt pat 4000 grādus pēc celsija un zemē atrodas enerģijas daudzums, kas ir mērāms 100 miljardu reižu lielāks nekā tas, ko cilvēce patērē viena gada laikā. Un tāpēc arī ģeotermālā enerģija tiek uzskatīta par atjaunojamo resursu, jo jebkurš daudzums, ko cilvēce būs spējīga izlietot būs niecīgs un neradīs nekādus sliktus blakusefektus, kā tas notiek ar fosilajām degvielām, jo tās rada ļoti daudz siltumnīcas gāzes, kā arī var beigties jau pēc aptuveni 100 gadiem.

Ģeotermālā enerģija pasaulē tiek izmantota salīdzinoši maz un visā pasaulē tiek saražots tikai aptuveni 12 tūkstoši MegaWatu no šī siltuma, kas ir zemes dzīlēs. Bet vēl aptuveni 28 GigaWati ģeotermālās enerģijas tiek izmantots apsildei ar siltuma sūkņiem dažādiem citiem līdzīgiem materiāliem. Bet tas viss kopumā tāpat ir ļoti niecīgs enerģijas daudzums un tas ir tāpēc, ka, šīs enerģijas izmantošana ir ļoti dārga, jo ir jāurbj dziļurbumi un jāpumpē zemē ūdens, lai iegūtu tvaiku, ko tad pēc tam var izmantot lai ražotu elektrību. Ģeotermālā enerģija visvairāk tiek izmantota tieši vietās, kur zemes garoza ir daudz plānāka un jau zemes virspusē ir šis karstums, kā tas ir tektonisko plātņu saskares vietās.

Ģeotermālā enerģija tiek izmantota dažādos veidos, bet vispopulārākie ir izmantojot siltuma sūkni, kas ziemā var sasildīt māju, bet vasarā atdzesēt kā arī ģeotermālās stacijas, kas tiek uzstādītas jau iepriekš minētajās ģeoloģiski aktīvajās vietās. Tā, piemēram, īslandē liela daļa gan no māju apsildes gan arī elektrības ražošanas notiek tieši ar ģeotermālo enerģiju, jo šeit ir ļoti aktīvi vulkāni un geizeri, kas nozīmē, ka karstā magma ir ļoti tubu zemes virspusei.

Senākos laikos vietās, kur ir šie geizeri jau tika izmantots šo geizeru siltais ūdens, lai veidotu siltos baseinus priekš mazgāšanās, kā arī sildītu telpas aukstajā laikā. Pirmā zināmā šāda veida vanna, jeb baseins ir atrodams 3 gadsimtā pirms mūsu ēras Ķīnas Lisana kalnos, kur karstais avots tika izmantots lai apsildītu baseinu un tika arī iekasēta nauda par šī baseina apmeklēšanu. Pēc tam sākot no 18. gadsimta ģeotermālā enerģija ir tikusi izmantota gan siltumnīcu apsildei gan mājokļu apsildei, bet pašlaik to pārsvarā izmanto tieši enerģijas ražošanai. Pirmais siltuma sūknis parādījās tikai 20 gadsimtā, lai gan jau 19. gadsimtā cilvēkiem bija šī ideja, bet to nebija praktiski implementēt .

Visvairāk ģeotermālo enerģiju elektrības ražošanai izmanto tieši Amerikas savienotās valstis , kur 0.3 % no ASV enerģijas prasībām tiek nodrošinātas ar šo ģeotermālo enerģiju un ASV tad arī saražo gandrīz 30 % no visas pasaules ģeotermālās enerģijas. Bet vislielāko procentuālo daļu no savas valsts enerģijas saražo tieši Īslande, jo tur pat 30% no visas valsts enerģijas tiek ražota no šīm ģeotermālajām enerģijas rūpnīcām. Bet skatoties pēc ģeotermālas enerģijas izmantošanas ne-elektriskā veidā līdete ir Ķīna un aiz tās Seko ASV, šī enerģija tad tiek izmantota siltumam un apsildei.

Ģeotermālās enerģijas ražošanas izmaksas ir ļoti dažādas un ir atkarīgas no tā cik daudz enerģijas tu vēlies iegūt, ja tev pietiek ar 10 kilowatu siltuma sūkni tad tas izmaksās no 5 līdz 10 tūkstošiem Eiro, bet, ja tev ir vajadzīgi megawatu apjomi tad aptuveni 1 līdz 4 miljonus par 1 Megawat, un tāpeč visējā šādas lielās stacijas cena ir pat līdz 10 miljoniem. Un tā, kā šī nauda neatmaksājas ātri, tad arī pasaulē nav lielas iniciatīvas izbūvēt šīs elektrības stacijas.