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いわゆる再生可能エネルギー源への関心は、気候変動に関する米国および世界中の関心の高まりに合わせて高まっています。温室効果ガスと、化石燃料(石炭、石油、天然ガス)などの非再生可能エネルギーの燃焼から放出される他の化合物を、世界の気候と人間の健康の両方に望ましくない影響と結び付ける十分な科学的証拠が存在します。
再生可能エネルギー源には5つの基本的なタイプがあります。これらは、バイオマス、水力、地熱、風力、太陽光です。再生可能なリソースには、自己補充できるという利点があります。世界は決してリソースを使い果たしません。ただし、「フロー制限」という欠点があります。つまり、人間は需要の増加に応じてこれらの燃料の供給を単純に増やすことはできません。時間の経過とともに容赦なく減少する流れの水力発電所が川に建設された場合、プラントの水力タービンを通してより多くの水を流すためにエンジニアができることはほとんどありません。
再生可能リソースの概要
米国の人口が現在よりもはるかに少なく、エネルギー技術がまだ初期段階であったとき、労働集約的ではあるが、木材を燃やすことで国のエネルギー需要を満たすのに十分でした。 1800年代半ばまで、電化製品はなく、暖房や調理のニーズがあらゆる種類の可燃性燃料を探す主な要因でした。その後、産業革命と電力の開発が続き、過去150年ほどの間、化石燃料は米国と世界の両方で圧倒的多数の人類のエネルギー需要を提供してきました。
再生可能エネルギーは何十年もの間、エネルギー源に関する会話の主要な「べき」でしたが、1990年代になってようやく米国での使用が本格化し始めました。2017年時点で、全エネルギーの11%と電力の17%再生可能エネルギー、再生可能エネルギーの57%が電力の生成に充てられました。
再生可能なリソースのリストと、それぞれから得られるエネルギーの量は、リソースのエネルギー情報管理サイトで見つけることができます。
太陽光発電
太陽からのエネルギーは、さまざまな方法で収集され、熱と電気に変換されます。このタイプの再生可能なリソースに依存することの明らかな落とし穴は、太陽が常に見えるわけではなく、半日またはほとんどの場所で太陽が地平線上にある場合でも、雲量が放射太陽エネルギーの量をレンダリングできることです数日にはごくわずかです。電気は大量に蓄えられないので(バッテリーは有用ではあるが、かなりの電力を蓄えることはほとんどない)、太陽光発電は24時間のニーズにはあまり役に立たない。それでも、日当たりの良い地域の太陽光発電(PV)セルの配列は、小さなコミュニティに十分な電力を提供できます。
水力発電
水力発電(または、水力発電と呼ばれることもあります)は、流れる水の運動エネルギーによって生成される電力です。水には質量があり、多くの場合多くの場合、流れている水には明らかにある程度の速度があります。エネルギーは、質量と速度の二乗に定数を乗じた積にすぎません。太陽光のように、特定の地域に流入する水の量は完全に予測可能ではありませんが、水力発電プロジェクトは通常、資源の利用可能性に関して太陽や風よりも不確実性が少ないです。
水力発電は、2018年時点で米国の主要な再生可能エネルギー資源でしたが、商品としての再生可能エネルギーが全体的に普及するにつれて、再生可能エネルギーにおけるシェアは低下しています。このタイプの力に関する主な考慮事項は、それが生態系と野生生物の生息地を混乱させる可能性があることです。多くの水力発電プロジェクトにはダムが関係しているため、結果として生じる人工湖は、文字通り生き物を家からあふれさせることができます。
風力
風は空気の動きであり、この動きは、地球の表面が場所(たとえば、ここの水、そこの砂漠、あちらの山々)によって大きく変化し、これらの異なる表面が熱を吸収および放出するという事実によって引き起こされますさまざまな方法で太陽。一般に、陸地の空気は暖まり、上昇し、海の上の冷たい空気はそれを置き換えるために突進します。夕方には、風が水に向かって吹き返します。したがって、風は太陽エネルギーの一種です。ただし、その軸上の惑星の物理的な回転は、ある程度風の流れに寄与します。
風力は驚くほど安価ですが、悲しいことに、風のパターンが予測できないため、かなりの規模での発電には最適とは言えません。
バイオ燃料
バイオマスとも呼ばれるバイオ燃料は、多様で急速に拡大する再生可能エネルギーの形態を表しています。腐敗した植物(木材や木材加工センターからの廃棄物を含む)からゴミや肥料や下水に至るまで、生物からのさまざまな物質をエネルギーに変換できます。エタノール(バイオガス)などのバイオ燃料は、従来のガソリンおよびディーゼル燃料と同じ役割を担います。
これらの燃料は、それらを使用している自治体や事業体の「炭素汚染」を削減するだけでなく、非常に有用な方法で廃棄物を処理し、Win-Winを実現します。化石燃料は燃焼時に長期保存された二酸化炭素を大気中に放出しますが、バイオ燃料の主要な貢献者である植物は、実際にバイオ燃料の燃焼時に放出される二酸化炭素を吸収し、より循環的な計画を立てます。
地熱発電
この種の力は、惑星表面のはるか下の岩石における放射性崩壊プロセスのおかげで、地球自体の深部から放出される熱エネルギーに由来しています。その高い信頼性と、ローカルで生成できるという事実により、ますます魅力的な再生可能資源オプションとなっています。
熱は地球の中心(コア)からマントルを通り、最終的に厚さ3〜5マイルの地殻に移動します。結果として生じる地下の温泉を利用し、その熱を使用してさまざまなプロセスに電力を供給することができます。この再生可能エネルギーは、定義上、消えることはありませんが、おそらく多くの人々が理解するよりも強力です。地球の中心は、信じられないかもしれませんが、太陽の表面よりも暖かいです!
原子力:クリーンだが、再生可能ではない
原子力は無限に供給されていない元素であるウランに依存しているため、再生可能資源の厳密な定義では原子力の検討が省略されます。代わりに、原子力は「クリーン」であるという意味で再生可能エネルギーとグループ化されています。つまり、汚染や地球温暖化の原因となる廃棄物がありません。
この種の発電では、ウラン原子は核分裂と呼ばれるプロセスで分裂し、単位質量あたり膨大な量のエネルギーを放出します。このエネルギーは、蒸気タービンの駆動に使用されます。原子炉事故の結果として環境に到達する放射性降下物の亡霊は何十年も業界を悩ませてきましたが、それはその全体的な進歩と発展を止めていません。
再生可能エネルギーのオプション
あなた自身が「グリーン化」に興味があるが、どこから始めればよいのかわからない場合、個人や企業はどのように自分たちの日常生活に再生可能エネルギーを導入しようとしていますか?
常に実用的ではありませんが、1つの明らかな方法は、再生可能エネルギーを使用する場所で自分でエネルギーを生成することです。これは、PV太陽電池を家の屋根に設置したり、開発者や管理者の場合はオフィスや学校の建物に設置したりすることを意味します。プライベート地熱ヒートポンプとバイオマス由来の熱と電力は別のオプションです。また、「グリーン価格設定」または「グリーンマーケティング」オプションを提供している電気会社から再生可能エネルギーを購入できる場合もあります。自治体との調整は、ここから始めるのに最適な場所です。