Co to są odnawialne i nieodnawialne źródła energii?

Odnawialne i nieodnawialne źródła energii stanowią fundament, na którym zbudowana jest każda nowoczesna gospodarka. W ostatnich dekadach coraz większe środki przeznaczane są na inwestycję w tzw. zieloną energię, co w krótszym i dłuższym okresie ma przynieść korzyści zarówno dla społeczeństwa, jak i środowiska. Redukcja emisji CO2, ograniczenie nadmiernego zużywania zasobów, a przy tym możliwość wydajnej produkcji energii na własny użytek – powodów, dla których ludzkość kieruje się w tę stronę, jest naprawdę wiele.

Aby lepiej zrozumieć zachodzące we współczesnej energetyce zjawiska, warto odpowiedzieć sobie na kilka pytań. Co to są odnawialne i nieodnawialne źródła energii? Jakie można wyróżnić ich przykłady? Dlaczego tyle uwagi poświęca się tej kwestii? Na każde z nich odpowiemy w dalszej części artykułu!

Jakie są surowce nieodnawialne i odnawialne?

Zacznijmy od sprecyzowania, czym są surowce odnawialne i nieodnawialne. W ogólnym ujęciu termin surowce odnawialne odnosi się do zasobów, które mogą zostać uzupełnione w szybszym lub przynajmniej równym tempie, co tempo ich zużycia. Wśród nich można wyróżnić nie tylko surowce wykorzystywane do produkcji energii, ale także wiele materiałów, takich jak np. bambus, używanych w innych obszarach gospodarki. Charakterystyczna dla tego, czym są surowce odnawialne, jest możliwość ich konsumpcji bez ryzyka, że w przyszłości się wyczerpią. Co istotne, tego zagrożenia nie ma przy założeniu, że granica ich zdolności do naturalnego odnawiania się nie zostanie przekroczona. W kontekście wytwarzania energii surowce odnawialne stanowią węższą grupę i zalicza się do nich takie zasoby jak np. energia słoneczna, wiatrowa czy geotermalna.

Czym są zasoby nieodnawialne? To pojęcie oznacza surowce występujące na Ziemi w ograniczonej ilości, których proces odnawiania jest bardzo długi, szczególnie w porównaniu z tempem ich eksploatacji przez człowieka. Należy więc gospodarować nimi oszczędnie, ponieważ zgromadzone zapasy może się wyczerpać. Jakie są zasoby nieodnawialne? Flagowy przykład tej grupy surowców stanowią paliwa kopalne, w tym np. ropa naftowa czy gaz ziemny.

Co to są odnawialne i nieodnawialne źródła energii?

Najpierw na tapet weźmy odnawialne źródła energii, czyli popularne OZE. Poświęcona im Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. zawiera zapis, zgodnie z którym za OZE uznaje się odnawialne, niekopalne źródła energii obejmujące m.in.:

• energię wiatru,

• energię promieniowania słonecznego,

• energię aerotermalną, geotermalną, hydrotermalną oraz hydroenergię,

• energię fal, prądów i pływów morskich,

• energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego i biopłynów.

Większy poziom wykorzystania odnawialnych źródeł energii stanowi ważny krok na drodze do realizacji celu w postaci niskoemisyjnej gospodarki. Jego rola jest szczególnie znacząca w obliczu walki ze zmianami klimatycznymi i dążeniami do redukcji ilości dwutlenku węgla oraz innych gazów cieplarnianych przedostających się do środowiska. Rozwój OZE pozwala korzystnie przekształcić miks energetyczny – mogą one stanowić jego ważny komponent i wspierać racjonalne korzystanie z nieodnawialnych źródeł energii.

Czym są natomiast nieodnawialne źródła energii? Tak określa się konwencjonalne surowce energetyczne, których zasoby kształtowały się naturalnie przez wiele lat, przez co nie są w stanie odnowić się w wystarczająco krótkim czasie, by zrównoważyć ich eksploatację. Jako obrazujące nieodnawialne źródła energii przykłady podaje się najczęściej węgiel brunatny i kamienny czy gaz ziemny. Z uwagi na ograniczony charakter zasobów nieodnawialnych, a także, w wielu przypadkach, niekorzystny wpływ na środowisko wynikający z ich spalania czy procesu wydobywczego, dąży się do zmniejszenia ich roli w produkcji energii elektrycznej i cieplnej.

Odnawialne źródła energii: przykłady wykorzystania potencjału OZE

W Polsce OZE kojarzą się przede wszystkim z fotowoltaiką. Trudno się temu dziwić – perspektywa produkcji energii elektrycznej na własne potrzeby oraz programy dofinansowań, takie jak np. Mój Prąd, przyczyniły się do wzrostu popularności tego rozwiązania. Widać to w twardych danych: w raporcie URE (Urzędu Regulacji Energetyki) podsumowującym 2024 rok wskazano, że zdecydowana większość energii oddawanej do sieci z mikroinstalacji, na poziomie 99,7%, pochodziła właśnie z fotowoltaiki. Warto jednak zauważyć, że przedstawiające odnawialne źródła energii przykłady nie ograniczają się wyłącznie do energii słonecznej. Przyjrzyjmy się więc kilku podstawowym rodzajom OZE, by zrozumieć, jak różnorodna jest to grupa zasobów.

Energia wiatrowa

Podążając śladem przytoczonej wcześniej definicji OZE, zacznijmy od energii wiatru. Jak wykorzystuje się ją we współczesnej energetyce? Stanowi ona zasób wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej w specjalnych turbinach wiatrowych zlokalizowanych na lądzie lub na morzu bądź oceanie. Przekształcają one energię kinetyczną wiatru na energię elektryczną – wykorzystują w tym celu m.in. charakterystyczne, wielkie łopaty, wirnik, skrzynię przekładniową i generator.

Użycie wiatru do wytwarzania energii elektrycznej ma wiele plusów. Należą do nich m.in.:

• brak emisji zanieczyszczeń w trakcie pracy elektrowni wiatrowej,

• możliwość wykorzystania terenów, które nie nadają się pod uprawę,

• wydajność i niska koszt procesu produkcji.

Minusami tej technologii są z kolei m.in. wysoki koszt inwestycji oraz niestabilny charakter źródła energii w postaci wiatru.

Energia wodna

W energetyce wodnej do produkcji energii wykorzystuje się potencjał, który skrywają w sobie rzeki, jeziora czy morza. Istnieją różne rodzaje elektrowni wodnych – od przepływowych, budowanych na rzekach o małym spadku, przez szczytowo-pompowe zdolne do produkcji energii w momencie, gdy występuje na nią zapotrzebowanie, po elektrownie pływowe, które tworzone są na morzach i oceanach, gdzie korzystają z energii przypływów i odpływów (zmian poziomu wody w zbiorniku wodnym). W budowlach o charakterze hydroenergetycznym wykorzystuje się m.in. turbiny wodne współpracujące z generatorem, które pozwalają energię wody przekształcić na energię elektryczną.

Infrastruktura przeznaczona do wykorzystywania wody w roli OZE ma wiele plusów, takich jak np. wysoka sprawność i stosunkowo nieduży koszt produkcji energii czy brak zanieczyszczeń wynikających ze spalania paliw kopalnych. Niestety, ma ona też swoje wady – wpływa na otaczające środowisko przyrodnicze, m.in. utrudniając swobodny przepływ ryb i może przyczyniać się do emisji metanu z powodu materii organicznej ulegającej rozkładowi.

Energia słoneczna

Wskazując, jakie są źródła energii elektrycznej i cieplnej o charakterze odnawialnym, nie sposób pominąć energii słonecznej. Wykorzystuje się ją w instalacjach fotowoltaicznych, pozwalających na produkcję prądu, a także w kolektorach solarnych, umożliwiających np. ogrzewanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Ze słonecznego potencjału na szeroką skalę korzystają zarówno właściciele domowych mikroinstalacji chcący zaspokoić swoje zapotrzebowanie na energię, przedsiębiorstwa pragnące obniżyć płacone rachunki za zużycie energii, jak i wiele innych podmiotów.

Energia geotermalna

Wyczerpujące się zasoby nieodnawialne nie są jedyną cenną wartością, która kryje się we wnętrzu Ziemi. Wiele metrów poniżej gruntu znajduje się również m.in. woda o wysokiej temperaturze – po wykonaniu odpowiednich odwiertów można ją wydobyć, a następnie użyć do produkcji energii cieplnej lub elektrycznej.

Wykorzystanie energii geotermalnej jest jednym z najmniej szkodliwych rozwiązań z perspektywy środowiskowej. Co istotne, warunki naturalne w Polsce sprzyjają temu procesowi, dlatego jest to jeden z obszarów, który warto brać pod uwagę pod kątem dalszego rozwoju.

Energia z biomasy

Biomasę otrzymuje się z biodegradujących, organicznych materiałów pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Ich źródłem jest zwykle przemysł, rolnictwo i leśnictwo – materiały do pozyskiwania biomasy to najczęściej m.in. odpady lub inne pozostałości produkcyjne. Biomasa poddana odpowiednim procesom technologicznym przekształcana jest w paliwa w różnych stanach skupienia, które następnie są spalane w celu uzyskania energii cieplnej i elektrycznej. Wykorzystanie tego surowca może mieć ograniczoną szkodliwość dla środowiska naturalnego, pod warunkiem, że pozyskuje się go z realnych odpadów, a także prawidłowo zarządza się poziomem emisji związanym z procesem spalania.

Nieodnawialne źródła energii: przykłady, które warto znać

Znamy już przykładowe OZE, czas więc zastanowić się, jakie są źródła energii o charakterze nieodnawialnym. Można wśród nich wyróżnić m.in.:

• węgiel kamienny – charakteryzuje się wysoką wartością opałową, co czyni go cennym surowcem energetycznym, jednak jego spalanie wiąże się z emisją wielu szkodliwych związków, takich jak np. dwutlenek węgla, a także tlenki siarki i azotu,

• węgiel brunatny – ten powstały w wyniku przemian organicznej materii roślinnej surowiec jest pozyskiwany w znacznym stopniu w kopalniach odkrywkowych; podczas spalania węgla brunatnego emitowanych jest jeszcze więcej zanieczyszczeń niż przy węglu kamiennym,

• ropa naftowa – to mieszanina węglowodorów, która wykorzystywana jest do otrzymywania wielu paliw i materiałów, w tym benzyny, oleju napędowego czy smarów; istotnym z perspektywy ekologii ryzykiem związanym z ropą są wycieki tej substancji do wody, które stanowią zagrożenie dla wielu organizmów,

• gaz ziemny – jest to jedno z czystszych paliw kopalnych, które w przeważającym stopniu składa się z metanu; stanowi interesującą alternatywę dla węgla, ponieważ nie emituje tak dużych ilości CO2 w trakcie spalania, natomiast należy pamiętać, że jego wydobycie obarczone jest ryzykiem uwalniania metanu,

• uran – wykorzystuje się go przede wszystkim w elektrowniach jądrowych; problemem z nim związanym jest intensywna eksploatacja przewyższająca naturalne odnawianie się tego zasobu.

Odnawialne i nieodnawialne źródła energii – czym się różnią i jaki mają wpływ na środowisko?

Wiedząc, co to są odnawialne i nieodnawialne źródła energii, dość łatwo wskazać różnice między nimi.

• OZE wypadają znacznie lepiej pod kątem dostępności zasobów i wpływu ich użytkowania na środowisko oraz zdrowie ludzi.

• Tradycyjne źródła energii okazują się z kolei często tańsze i stabilniejsze, przez co dalej będą pełnić ważną funkcję w energetyce.

Klucz więc tkwi w odpowiednim balansie: kontynuowaniu rozwoju sektora OZE przy jednoczesnej możliwie zrównoważonej eksploatacji nieodnawialnych źródeł energii i redukcji jej negatywnych skutków.

Zaciekawił Cię temat odnawialnych i nieodnawialnych źródeł energii? Jeśli chcesz dowiedzieć się o nich więcej, zachęcamy do lektury innych artykułów na naszym blogu:

• Jakie są nieodnawialne źródła energii w Polsce?

• Odnawialne źródła energii (OZE) – co to jest, jakie są rodzaje?