Vključujejo vse vire energije, ki jih zajemamo iz stalnih naravnih procesov, kot so sončno sevanje, veter , vodni tok v rekah ali potokih (hidroenergija), fotosinteza, s katero rastline gradijo biomaso, bibavica in zemeljski toplotni tokovi (geotermalna energija). Večina obnovljivih virov, razen geotermalne in energije bibavice, izvira iz sprotnega sončnega sevanja. Nekatere oblike obnovljivih virov so shranjena sončna energija. Dež, vodni tokovi ter veter so posledica kratkotrajnega shranjevanja sončne toplote v atmosferi. Biomasa se nabira v teku obdobja rasti v enem letu, kot na primer slama; ali več let, v lesni biomasi. Zajemanje obnovljivih virov energije ne izčrpa vira. Nasprotno pa z uporabo fosilnih goriv v kratkem času izčrpamo energijo, ki se je shranjevala tisoče ali milijone let. Zaradi tega se fosilna goriva (premog, nafta, zemeljski plin, šota ipd.) ne štejejo med obnovljive vire, čeprav se lahko obnovijo v zelo dolgem času.
Proizvodnja in soproizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije v večini primerov zahteva ukrepe za zagotavljanje enakih ali prednostnih možnosti kot proizvodnja iz klasičnih virov, kar številne države izvajajo z različnimi sistemi spodbujanja – subvencijami oz. preko kohezijskih sredstev z nepovratnimi sredstvi.
V Sloveniji je spodbujanje izvedeno na osnovi energetskega zakona z uredbami in sklepi vlade. V Sloveniji je proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije združena v pravni pojem kvalificirana proizvodnja električne energije. Proizvajalci, ki ustrezajo pogojem, določenim v zakonodaji, si pridobijo status kvalificiranega proizvajalca in pripadajoče ugodnosti.
Vrste obnovljivih virov energije
- Biomasa: les, rastlinska olja, bio-dizel , bio-plin, biohidrogen.
- Geotermalna energija: globoka in površinska geotermalna energija.
- Sončna energija: solarna elektrarna, solarna kemija, solarna termoelektrarna.
- Vetrna energija (vetrne elektrarne).
- Vodna energija: energija plimovanja, energija tokov, toplotno izkoriščanje, zajezitveno izkoriščanje, energija valovanja.
Energija plimovanja
, ki jo izkoriščajo plimski podvodni generatorji, je do sedaj slabo izkoriščen obnovljiv vir. Plimski generatorji so razmeroma nova tehnologija, ki deluje na podoben način kot vetrni generatorji. Zaradi gostote vode, ki je 832-krat večja od gostote zraka, lahko plimski generator proizvaja veliko bolj enakomerno in zanesljivo energijo. Tako kot pri vetrnem generatorju je treba tudi za vodni generator poiskati primerno mesto za njegovo delovanje. Poiskati je treba območja s hitrimi tokovi, kot npr. vhodi v reke, okoli skalnatih konic, okoli rtov ali med otoki.
Biomasa
je tudi skupno ime za odmrl organski material, predvsem rastlinskega izvora, ki ga človek lahko uporablja za pridobivanje energije, razen fosilnih snovi kot sta nafta in premog. Sem prištevamo les, kot najbolj razširjen vir za pridobivanje energije, slamo, hitro rastoče kulturne rastline (npr. sladkorni trs in oljna repica), organske odpadke (živinorejski odpadki, komunalni odpadki, kanalizacijska voda). Ocenjujejo, da na Zemlji s fotosintezo letno nastane okoli 10 ton organskih snovi. Biomaso lahko uporabljamo neposredno za kurjenje, s čemer nastaja toplotna energija, ali pa jo z različnimi tehnološkimi procesi pretvorimo v tekoče in plinaste ogljikovodike, ki so uporabni kot gorivo (t.i. bio-plin in bio-dizel).
Geotermalna energija
je vir energije, ki nastaja zaradi vroče zemeljske notranjosti.
Vir geotermalne energije je Zemljina notranjost, ki se segreva pri razpadu radioaktivnih elementov. 30 km pod našimi nogami imajo kamnine temperaturo 1200 K (~ 900 °C). Če smo natančni, ta vir energije ni obnovljiv, je pa ogromen. V zgornjih 10 km zemeljske skorje, do koder nam sedanja vrtalna tehnika omogoča priti, je dovolj energije, da bi stoletja zadoščala vsem našim energetskim potrebam. V nekaterih delih sveta, na primer na Islandiji so količine geotermalne energije, ki doseže površino, občutno večje kot drugod in se jo da neposredno uporabljati za ogrevanje hiš. V drugih državah ogrevajo stanovanja z vročo vodo iz vrtin, ki segajo od 2000 do 3000 m globoko. Največje rezerve geotermalne energije so vsekakor globlje, pri okoli 6000 m globine. Ker so kamnine v tej globini suhe, je težje in dražje izčrpati toploto, ker je potrebno tja najprej spraviti vodo. Problem izrabe geotermalne energije predstavljajo visoki zagonski stroški. Tudi vzdrževalni stroški zaradi rje niso zanemarljivi.
Sončna energija
je skupen izraz za vrsto postopkov pridobivanja energije iz sončne svetlobe. Sončno energijo že stoletja izrabljajo številni tradicionalni načini gradnje, v zadnjih desetletjih pa je zanimanje zanjo v razvitih državah naraslo hkrati z zavedanjem o omejenosti drugih energetskih virov, kot so fosilna goriva, ter njihovih vplivih na okolje. V okoljih, kjer drugih virov energije ni na voljo – denimo oddaljeni kraji ali celo vesoljski prostor – se sončna energija že močno uporablja. Na Zemljo pada pri kroženju okrog Sonca energijski tok z gostoto približno 1400 W/m2, merjeno na ploskev, pravokotno na sončne žarke. To vrednost imenujejo tudi solarna konstanta. Od te energije se približno 19 % absorbira v ozračju, oblaki pa v povprečju odbijejo nadaljnjih 35 % upadlega energijskega toka. Splošno sprejeta vrednost je 1200 W/m² na morski gladini. Osvetljenost tal je odvisna od ure, letnega časa, oblačnosti in zemljepisne širine. Na kvadratni kilometer pada približno 1000 MW svetlobnega toka, toliko, kot potrebuje manjše mesto za ogrevanje in razsvetljavo. V sončnih kolektorjih izkoriščamo sončno energijo za segrevanje vode, v sončnih celicah pa jo lahko pretvarjamo v elektriko. Po prehodu skozi ozračje je večina energijskega toka v vidnem in ultravijoličnem delu spektra. Rastline v procesu fotosinteze pretvarjajo sončno energijo v kemično energijo, to pa porabljamo, ko kurimo les ali fosilna goriva.
Vetrna energija
je skupen izraz za postopke pridobivanja energije iz premikanja zračnih mas. Najpogostejše gre za sistem vetrnice, ki energijo vetra pretvori v mehansko ali električno energijo. Energijo, ki jo ima veter, (torej kinetično energijo gibajočega zraka) so že stoletja izkoriščale jadrnice in mlini na veter. Z mlini na veter so mleli žito ter premikali večje količine vode. Modernim naslednikom mlinov na veter pravimo vetrne turbine. So precej bolj izpopolnjeni in namenjeni za pogon električnih generatorjev. Največji imajo vetrnice, ki spominjajo na ogromne letalske propelerje, merijo do 60 m v premeru in lahko oddajajo 3 MW električne moči. Številna polja takih vetrnic so zgradili na območjih s stalnim vetrom. Polja vetrnic so lahko zelo obsežna in močno spremenijo izgled pokrajine. Zemlja na poljih vetrnic pa je še vedno uporabna. Drug način so vetrne turbine z vetrnicami v obliki velike črke H, ki se vrte okoli navpične osi. Njihova prednost je, da jih ni treba usmerjati po vetru. Čeprav vetrna energija predstavlja le okoli 1% svetovne proizvodnje električne energije, se njen pomen hitro veča. Vetrna energija že predstavlja 20% električne energije na Danskem, 9% v Španiji ter 7% v Nemčiji.
Energija vodnih tokov
izhaja najprej iz energije sonca, ki je tudi pomemben vzrok kroženja vode v naravi, kar seveda daje energijo vodotokom (rekam in potokom) ter skupaj z vetrom povzroča valovanje morij in oceanov. Hidroenergetski potenciali vodotokov že mnogo let predstavljajo zelo pomemben izvor energije, katerih začetke najdemo že v davnem Egiptu, Perziji in na Kitajskem, kjer so že pred nekaj tisoč leti vodotoke koristili za namakanje in poganjanje mlinskih koles. Danes se vodotoki najpogosteje koristijo za pridobivanje električne energije s pomočjo različnih hidro central. Pod pojmom energija vodnih tokov, oziroma hidroenergija, razumemo najrazličnejše možnosti pridobivanja energije s pomočjo naravnih vodnih tokov:
- Vodotoki na kopnem (potoki, reke, kanali ipd.)
- Plima in oseka
- Morsko valovanje
Prednosti obnovljivih virov energije
Obnovljivi viri energije imajo vrsto prednosti :
- Cena energenta ni politično pogojena in regulirana in je mnogokrat praktično zastonj (sonce, veter, bibavica,itd…)
- Že samo ime da so obnovljivi, pomeni da z izkoriščanjem le-teh ne obremenjujemo okolja v tolikšni meri da bi ga ”življensko” osiromašili oz. onesnažili. Še več z njimi izboljšujemo kvaliteto lastnega življenja in okolja.
- Zmanjša se nam strošek za plačljive neobnovljive vire energije.
- Več segmentov rabe obnovljivih virov sočasno v povezavi z klasičnimi viri pomeni pravilno energetsko strategijo vsake države.
- Prihodnost rabe energije na splošno, je ravno v obnovljivih virih energije ,saj se bodo v bližnji prihodnosti zaloge klasičnih goriv (nafta, premog, plin) precej zmanjšale na minimum in glede na porast industrijske proizvodnje bo potreba po energiji vedno večja.
Pomanjkljivosti obnovljivih virov energije
Obnovljivi viri energije so sicer način za zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv, vendar pa imajo tudi nekatere slabosti, ki pomembno vplivajo na njihovo ekonomsko upravičenost. Najpogostejše slabosti so:
- sorazmerno nizek izkoristek: Nekateri obnovljivi viri energije imajo izkoristek znatno nižji od klasičnih virov energije (npr. sončne celice).
- nezanesljivost: Delovanje obnovljivih virov energije, ki so odvisni od naravnih sil (sonce, voda, veter), je odvisno od naravnih pogojev, ki niso konstantni.
- visoka cena: Večina obnovljivih virov energije je zaenkrat draga, kar zmanjšuje njihovo dostopnost, predvsem državam v razvoju. Marsikje se ta problem začasno rešuje s subvencijami.
Zaključek
Uporaba obnovljivih virov energije za direktno rabo ali za soproizvodnjo druge oblike energije (električna energija) je nuja in bo v prihodnosti pomenila veliko za industrijski razvoj.
Uporaba in izraba obnovljivih energij se mora v bodoče veliko bolj optimizirati in tehnološko nadgraditi.
Vsekakor pa se morajo znanja in razvoj na področju obnovljivih virov energije in predvsem razvoj novih virov obnovljivih energij povečati v smeri, da bo prihodnost v znanstvenem smislu prinesla vir energije, ki bo po energetski učinkovitosti (kurilna vrednost, akumulacija energije) primerljiva oz. boljša od zdajšnjih klasičnih energij.
V podjetju INPRO 22 ustvarjamo, v povezavi z obnovljivimi viri energij, glede na dane možnosti (predpisi države in EU, subvencije države in EU, itd..) pri projektih (novogradnjah in drugo) veliko inovativnih energetsko zelo učinkovitih rešitev, ki pomenijo nižanje stroškov primarnih energentov in izboljšujejo kvaliteto bivanja v objektih.