ENVIRONMENTÁLNA FYZIKA

FYZIKA

 
FYZIKÁLNE ÚLOHY

EXPERIMENTY
UČEBNÉ TEXTY
TESTY
VÝUČBA
DIDAKTIKA FYZIKY
WWW STRÁNKY
ENV. FYZIKA
PUBLIKÁCIE
DIPLOMOVÉ  PRÁCE
UČEBNÉ POMÔCKY
ĎALŠIE VZDELÁVANIE
KUF - KLUB UČITEĽOV
DIDFYZKE
AKTUALITY

 

Školský Informačný
Servis

 

 Pošlite e-mail - odkaz na ŠIS fyzika

 

ENERGIA V PRÍRODE, TECHNIKE A SPOLOČNOSTI

Z obsahu: Slnko, Zem a energia, Rovnica života, Energia v potrave, Človek a energia, Druhy energie, Zdroje energie, Neobnoviteľné zdroje energie (fosílne palivá, jadrová a termonukleárna energia), Obnoviteľné zdroje energie (energia Slnka, vody, vetra, geotermálna energia, energia biomasy), Energetické zdroje na Slovensku, Informačné zdroje.

 E = m.c2 Albert Einstein

Slnko, Zem a energia

Astronómovia tvrdia, že Slnko je tá najobyčajnejšia, “najnudnejšia” hviezda, jednoducho žltý trpaslík. Teplota jeho povrchu je 5700 K. Energia, ktorú Slnko v dôsledku jadrových reakcií vo svojom vnútri vyžiari, je vo forme elektromagnetického vlnenia (hlavne vo viditeľnej časti spektra). Zem obieha vo vzdialenosti 150 miliónov kilometrov od Slnka, preto z množstva energie, ktorú Slnko vyžaruje, k nám dopadá len celkom malá časť, avšak i tak dosť vysoká na to, aby na nej závisel celý pozemský život.

Vedci vypočítali množstvo energie dopadajúce na hranice atmosféry Zeme: číselne 1,4 kW na každý štvorcový meter (konštanta slnečného toku). Z nej sa dá vypočítať, že na celý povrch zeme dopadá neustále slnečná energia o veľkosti 1,7.1014 kW. Je to množstvo, ktoré viac než stotisíckrát prekračuje výkon pozemských elektrárni dohromady.

Zo 100% dopadajúceho žiarenia, ktoré k nám prichádza zo Slnka sa asi 30% odráža späť od atmosféry do vesmíru (Obr.1). Je to spôsobené hlavne oblačnosťou. Atmosféra absorbuje asi 19% žiarenia prostredníctvom ozónu, vodných pár a kvapiek v oblakoch. Približne polovica z celkového žiarenia 51% dosahuje zemský povrch, kde sa absorbuje a zohrieva Zem. Z energie absorbovanej zemským povrchom sa 45% energie odovzdá atmosfére (vyžarovaním, tepelnou vodivosťou a vyparovaním vôd oceánov) a iba 6% z tejto energie unikne do vesmíru. Atmosféra sa teda ohrieva hlavne zo spodku a nie z vrchu.

Teplo vyžiarené zo zemského povrchu späť do atmosféry je vo forme dlhovlnného infračerveného žiarenia. Tieto dlhé vlny neprechádzajú voľne do vesmíru, ale sú absorbované atmosférickým CO2 a vodnými parami, ktoré potom transformujú túto energiu do atmosféry. Teda hlavným zdrojom energie atmosféry je vyžarovanie zo Zeme a nie priamo zo Slnka. Spôsob, ktorým je atmosféra ohrievaná zo spodku sa nazýva skleníkový efekt. Atmosféra sa teda správa ako veľký skleník s atmosferickými plynmi, ktoré absorbujú infračervené žiarenie ako okná skleníka (Obr.2)

Obr.1 Tok energie zo Slnka                                 Obr.2 Skleníkový efekt,I-infračervené žiarenie

Skleníkový efekt je prirodzený jav, záleží však na veľkosti efektu. Ak by Zem nemala atmosféru, tak by teplota nad jej povrchom veľmi silne kolísala. Cez deň by bolo horúco a v noci zasa veľmi zima. Zem teda hospodári so svojou energiou, pričom teplota povrchu zeme je v priemere 150C. Človek však produkuje množstvo skleníkových plynov a tým narúša energetickú rovnováhu. Dochádza ku globálnemu otepľovaniu (pozri literatúru).

Najviac energie v prírode spotrebuje proces cirkulácie vody. Temer celá štvrtina energie poháňa práve tento kolobeh vody. Väčšina energie sa spotrebuje na premenu vody na páru. O aké obrovské množstvo energie ide si možno priblížiť predstavou: mrak, z ktorého má na plochu jedného kilometra štvorcového napršať 2,5 cm vody, musí obsahovať 25000 ton vody a k jeho ohriatiu na paru by sme potrebovali 21000 ton uhlia. V zrovnaní s tým, vietor spotrebuje len 0,2 % energie z celkového množstva.

 

Rovnica života

Určite najzložitejší a zároveň najdôležitejší zo všetkých energetických systémov je ten, pomocou ktorého hospodária s energiou rastliny a živočíchy (živá hmota) teda biosféra. Tento systém spotrebuje približne desatinu množstva energie vetra, morského vlnenia, morských prúdov a vôbec sa nedá porovnávať s energiou potrebnou k cirkulácii vody. Je to však systém nesmierne dôležitý pre našu existenciu, pretože na ňom závisí život okolo nás.

Proces, ktorý umožňuje zachytiť časť energie zo slnečného žiarenia a predať ju živej hmote sa nazýva fotosyntéza: dej pri ktorom sa energia svetla premieňa na energiu chemickú, ktorá sa potom uchováva v chemických väzbách organických zlúčenín vznikajúcich pri fotosyntéze z energeticky chudobných anorganických látok. Tento dej možno vyjadriť rovnicou

                                                               

Toto je základná rovnica života. V bežnej reči možno to povedať takto: šesť molekúl kysličníka uhličitého a šesť molekúl vody za prítomnosti chlorofylu a slnečného žiarenia sa zlúči na molekulu najjednoduchšieho cukru glukózy a pritom sa uvoľní šesť molekúl kyslíka. Slnečné žiarenie slúži tu ako zdroj energie nutný k rozštiepeniu chemických väzieb malých molekúl a zároveň k ich ďalšiemu viazaniu do veľkej organickej molekuly.

Fotosyntéza je reakcia, ktorú nezvládne každý organizmus. Napríklad nestačí nám postáť chvíľu na slnku, aby sme si vyrobili trochu cukru – glukózy. Pre tieto reakcie je potrebný okrem iného chlorofyl. Výsledkom fotosyntézy sú rastlinné tkanivá. Práve oni v sebe zhromažďujú - akumulujú slnečnú energiu. Časť z nej však spotrebujú na vlastné životné procesy – vlastný metabolizmus.

Keď od organickej hmoty, ktorá vznikne za rok na celom svete, odčítame vodu, ostane nám 160 miliárd ton. Je vypočítané, že každá tona viaže zhruba 4000 kWh energie. Po prepočte to znamená, že proces fotosyntézy využíva z viditeľného svetla 0,2 %.

Energia viditeľného svetla zachytená v rastlinných tkanivách môže byť využitá a inými živými organizmami, hlavne živočíchmi. Tu sa dostávame k problematike potravinových reťazcov. Rastlinami sa živia bylinožravce a bylinožravcami sa živia mäsožravce. To však znamená neustále znižovanie množstva energie v tkanivách (spotrebováva sa na vlastný metabolizmus každého organizmu).

Obrovské množstvo živej hmoty a mikroorganizmov, ktoré odumreli v minulých geologických dobách, bolo zavalených horninami , ktoré uzavreli prístup vzduchu. Hlboko pod zemou sa z týchto zbytkov organickej hmoty tvorilo uhlie, ropa a zemný plyn – fosílne palivá. Takýmto spôsobom príroda bola schopná akumulovať pre nás (počas miliónov rokov) obrovské množstvo slnečnej energie, ktoré mi v dnešnej dobe čerpáme veľmi rýchlo.

 

Energia v potravinách

Všetky živé organizmy potrebujú energiu pre také činnosti, ako je pohyb, rast a zachovanie svojej teploty. Ľudia jedia rastliny a zvieratá, aby získali energiu, ktorú potrebujú. Potrava, ktorú ľudia jedia, sa vnútri tela počas trávenia spaľuje či okysličuje. Keď sa spaľuje potrava v tele, uvoľňuje sa chemická energia. Rozličné druhy potravy obsahujú a uvoľňujú rozličné množstvá energie (Tab.1).

Všetka energia, potrebná pre život pochádza z potravy, ktorú človek zjedol. Keď je potrava spracovaná v žalúdku a črevách, krvou sa dopraví do všetkých častí tela, aby zabezpečila životne dôležité procesy. V tele sa energia využíva rôznymi spôsobmi, na posielanie správ do svalov cez nervy, aby svaly pracovali, a na udržanie teploty.

Každý človek potrebuje určité množstvo energie, podľa toho aký je aktívny. Ak človek prijme viac tukov a sacharidov ako potrebuje, uchovávajú sa v tele, takže ich energiu možno využiť v budúcnosti. Prebytočné sacharidy sa v pečeni zmenia na tuky a tie sa ukladajú ako prebytočný podkožný tuk.

Existujú tri skupiny chemických látok v potravinách, ktoré sú zdrojom energie: Sú to sacharidy (cukry), tuky a bielkoviny. Potrava obsahujúca sacharidy sa musí najprv rozložiť na glukózu, istý druh cukru a až potom z nej možno získať energiu. Glukóza sa z pečene dopraví do krvného obehu a zlúči sa s kyslíkom, pričom sa uvoľní energia v procese nazývanom “aeróbne dýchanie”. Tuky sú najkoncentrovanejším zdrojom energie pre naše telo.

Na obaloch potravín je napísané, koľko je v nich energie. Napr. na masle je napísané: hmotnosť 250 g, energia 3070 kJ. To znamená, že keď by sme zjedli celé maslo, uvoľnilo by sa práve toľko energie. Časť energie sa uvoľní ako teplo, a časť sa spotrebuje na prácu. Uveďme príklady energetického obsahu niektorých látok – Tab.1.

Tab. 1. Energetický obsah v 100 g niektorých potravín

 

Slanina 3000 kJ Bôčik 2000 kJ

Pečené kurča 1300 kJ

Chudé mäso 600 kJ

Mäsový

krém 705 kJ

Horká čokol.2180 kJ

Kavenky 2080 kJ

Mila 2282 kJ

Repný cukor 1600 kJ

 

chlieb 1100 kJ

 

Maslo 3070 kJ

Perla 1470 kJ

Syr eidam 1000 kJ

Smotanový

jogurt 800 kJ

Sladká

smotana 580 kJ

Mlieko 190 kJ

Fazuľa 1400 kJ

Slnečnica 1400 kJ

Obilie 1300 kJ Zemiaky 350 kJ

Banány 250 kJ

Hrozno 250 kJ Paradajky 92 kJ

Kapusta 85 kJ

 

Človek, ktorý sa nehýbe, má “tepelný výkon” približne 100 W. Teda za 1s vyrobí približne 100 J tepla. Za deň vyrobí teplo približne 8 MJ. Pri ťažkej práci je jeho výkon väčší, približne 350 W, a jeho pracovný výkon je ďalších 50 W. Za jednu sekundu vydá energiu teda 400 J. Za 8,5 hodiny (1.prac. smena) vydá ťažko pracujúci človek energiu asi 12 MJ. Človek, ktorý má sedavé zamestnanie približne 10 MJ. Energia, ktorú prijme človek naviac, sa môže ukladať do zásoby a človek tučnie.

 

Človek a energia

Dlhú dobu svojej existencie človek využíval iba energiu svojich svalov alebo zvierat. Neskôr sa postupne začal zmocňovať ďalších zdrojov energie. S objavením ohňa sa začala využívať tepelná energia. Potom ovládol mechanickú energiu. Prvým strojom bolo vodné koleso, ktoré sa v Európe objavilo asi tak 200 rokov pred n. l. V 11. storočí sa objavil i veterný mlyn. Z hľadiska nárokov na energiu je dôležitý koniec 18. storočia kedy v niektorých zemiach prudko vzrástol počet obyvateľov a tým vzrástla i spotreba energie. V polovici minulého storočia sa začala používať ropa. Už viac než storočie sú ropa a uhlie hlavnými zdrojmi energie. Taktiež elektrická energia je vo väčšine prípadov výsledkom premeny energie uloženej v uhlí a rope.

Energia je pre človeka dnešnej doby nepostrádateľná, nakoľko človek sa obklopil množstvom technických výrobkov, ktoré pre svoje fungovanie potrebujú elektrickú energiu. Človek sa s ňou stretáva doma (domáce spotrebiče), na pracovisku (počítače, sústruhy, roboty), v doprave (letecká vlaková, automobilová, lodná), telekomunikáciach. Bez energie sa už ľudia nevedia ani zabaviť či oddychovať (TV, rádio, CD, MC, počítače, kiná).

Od toho, do akej miery si vieme zabezpečiť dostatok energie pre svoj život, závisí aj naša životná úroveň. Je to preto, lebo od cien energie sa potom odvíjajú ceny ostatných výrobkov. Preto diskusie na tému energia, prebiehajúce i u nás (Gabčíkovo, Mochovce, Jaslovské Bohunice) i v zahraničí, patria k tým najhorúcejším.

Otázky vplyvu zdrojov na životné prostredie, bezpečnosti zdrojov narážajú často na záujmy lobystických skupín a kapitálu. Orientácia laika v takejto diskusii nie je vždy jednoduchá. Preto sa musíme snažiť pripraviť žiaka v škole tak (je to v jeho záujem), aby mal základné fyzikálne informácie o tejto problematike, čo mu umožní lepšie sa orientovať v možných diskusiách.

Často počujeme o energetickej kríze. Čo to znamená? Znamená to, že ľudia spotrebujú príliš veľa energie a obávajú sa, že terajšie zdroje energie (uhlie, ropa a zemný plyn) sa rýchlo vyčerpajú. Podľa odhadov ich zásoby sú na niekoľko desiatok rokov. Skôr než sa vyčerpajú, musí ľudstvo nájsť nové zdroje energie, ináč hrozí katastrofa. Zastavili by sa podniky, nebolo by dosť potravín a iných základných potrieb. Vypukol by hladomor a celá civilizácia by sa zrútila.

Už anglický ekonóm, biskup, Thomas Maltus (1766-1834) si ako prvý uvedomil závislosť človeka na prírodných zdrojoch, ktoré sú konečné a vyčerpateľné. Či si to uvedomujeme alebo nie, bez energie niet života. V tabuľke 1 uvediem niektoré významné medzníky vo využívaní energie.

 

Tab.2 Niektoré medzníky v histórii energie

 

150000-

až 40000 pred.n l.

5000 pred.n.l.

4000 pred.n.l.

1500 pred.n.l.

600 pred.n.l.

200 pred.n.l.

700 n.l.

okolo 1000

1682

1712

1724

1745

1750

1781-84

1795-1800

1820

1831

1838

1866-67

 

1882

1884

1887

 

1889

 

1904

 

1912

1926

1938

1954

 

 

1958

....

 

Človek ovládol oheň.

Prvé plachetnice – ovládnutie energia vetra.

Človek využíva energiu domácich zvierat.

Použitie dreveného uhlia pri výrobe železa.

Thales Miletsky zisťuje prvé elektrické javy.

Na Balkáne (Ilýria) sa objavujú prvé vodné kolesa.

Veterné mlyny v Číne.

Prvé použitie zotrvačníkov v mechanizmoch.

J.J. Becher získava pri suchej destilácii uhlia svietiplyn.

T. Newcomen konštruuje prvý prakticky použiteľný parný stroj.

Newcomenov parný stroj je inštalovaný v Novej Bani na Slovensku.

E. Lee zdokonaľuje veterný mlyn (automaticky sa natáča proti vetru).

P. Diviš, B. Franklin, M. Lomonosov - pokusy s atmosférickou elektrinou.

J. Watt konštruuje dvojtaktný parný stroj s prevodom na rotačný pohyb.

A. Volta pracuje na prvej batérii – Voltov článok alebo galvanický článok.

H.Ch.Oersted: elektrický prúd vychyľuje magnetku a vyvoláva magnet. pole.

M.Faraday a J.Henry objavujú elektromagnetickú indukciu.

M.H. Jacobi konštruuje prvý prevádzky schopný elektromotor.

W.Siemens a CH.Wheatstone postavili temer súčasne nový typ dynama na výrobu jednosmerného prúdu.

T.A.Edison uviedol do prevádzky prvú parnú elektráreň.

L.A.Pelton konštruuje rýchlobežnú vodnú turbínu.

Prvé významné objavy propagátora striedavého prúdu N.Teslu, umožňujúce prenos elektrickej energie.

V Deptfordu (Anglicko) je uvedená do prevádzky prvá elektráreň na striedavý prúd.

V talianskom Larderellu začína pracovať elektráreň využívajúca geotermálnu energiu

V.Kaplan konštruuje v Brne vodnú turbínu s nástavnými lopatkami.

Prvé pokusy s využitím tepelnej energie oceánov.

O.Han, F. Strassmann objavujú u uránu 235 štepnú reakciu

Prvá atómová elektráreň uvedená do prevádzky v Obninsku pri Moskve.

V laboratóriach firmy Bell (USA) bola uskutočnená prvá priama premena slnečnej energie na elektrickú.

V Pyrenejach bola daná do prevádzky slnečná pec s výkonom 1000kW.

............a mnoho ďalších udalostí a osôb......

 

Druhy energie

Iste každý z nás, keď bol malý, sa hral  autíčkom, ktoré malo zotrvačník. Ak sme chceli autíčko uviesť do pohybu, museli sme vykonať prácu aby sa roztočil zotrvačník. Potom keď sme autíčko pustili, auto išlo samo. Prečo? Bolo to preto, lebo zotrvačník plnil funkciu akumulátora (zásobníka) mechanickej energie. Roztočením sme ho nabili. Zotrvačník, je schopný potom konať prácu, ktorú sme vynaložili na jeho roztočenie.

Od tohto príkladu je len krok k všeobecnej definícii energie: energia je každá fyzikálna veličina, ktorá je ekvivalentná mechanickej práci, je na ňu premeniteľná alebo z nej vzniká. Alebo jednoduchšie: Energia je schopnosť fyzikálneho systému konať prácu. Mierou energie môže byť práca. Pretože sa práca získava najrôznejšími fyzikálnymi procesmi, existujú i rôzne formy (druhy) energie, ktoré sa od seba líšia iba spôsobom merania.

Prvým, kto skutočne ukázal na spojitosť práce s teplom bol James Joule. Experimentoval s teplom viac ako 50 rokov. Meral teplo vyvolané elektrickým prúdom vo vode, zahrieval vodu tým, že ju nechal prechádzať trubicami, zahrieval vzduch stlačovaním a vždy sa snažil vypočítať koľko práce musel vykonať, aby získal určité teplo. Tepelný ekvivalent mechanickej práce bol na svete.

Spomeňme niektoré druhy energie, ktoré majú vzťah k energetike. Mechanická energia je pevne spojená s pohybom. V roku 1853 označil škótsky fyzik W. Rankine energiu vyplývajúcu z polohy telesa ako potenciálnu. O tri roky neskôr lord Kelvin nazval energiu pohybujúceho sa telesa ako energiu kinetickú. Kinetickú energiu systému určuje jeho rýchlosť a hmotnosť a potenciálnu (polohovú) energiu určuje poloha systému na ktorý pôsobí vonkajšia sila (napr. príťažlivosť Zeme). Obe formy energie môžu prechádzať jedna v druhu.

Tepelná energia presnejšie povedané vnútorná “mikromechanická” energia sa prejavuje ako teplota daného telesa alebo systému. Čím vyššia teplota telesa, tým vyššia je i jeho vnútorná energia. Tepelná energia nie je vlastne nič iné ako kinetická energia atómov a molekúl telesa. Zmyslami to však nemôžeme vnímať. Jej zmenu si uvedomujeme len ako zvyšovanie teploty látky.

Elektrická energia sa delí na potenciálnu a elektrodynamickú. O potenciálnej energii hovoríme v súvislosti veľkosťou náboja o elektrodynamickej v súvislosti s pohybom. Hlbším rozborom týchto javov, ktoré súvisia tiež s magnetizmom sa nebudeme zaoberať. Zameriame sa iba na to čo je dôležité pre každodennú prax. Elektrická energia má niekoľko predností oproti ostatným formám energie:  ľahký prenos pomerne jednoduchým a nenákladným spôsobom na väčšie vzdialenosti, ľahká a vysoko účinná premena na iné formy energie, vysoká účinnosť elektrospotrebičov, pri chode elektrospotrebičov nevzniká žiadny škodlivý odpad, ktorý by znečisťoval životné prostredie. Elektrická energia má iba jedinú vadu - nedá sa skladovať. Vzhľadom k tomu, že jej spotreba kolíše v priebehu dňa i roka ide o významný nedostatok. Pre vyrovnanie rozdielu v zaťažení elektrickej siete sa využívajú hlavne vodné elektrárne, ktorých výkon sa ľahšie reguluje. Používajú sa tiež prečerpávacie elektrárne. Ďalším spôsobom pre uchovanie elektriny sú elektrochemické články - batérie a akumulátory.

Nečakaný vzťah medzi hmotou a energiou zaviedol nemecký fyzik A. Einstein. Podľa jeho špeciálnej teórie relativity sú hmota a energia vo vzájomnom vzťahu:

E = m.c2

Energia sa rovná súčinu hmotnosti a druhej mocnine rýchlosti. Z toho vyplýva, že akejkoľvek hmote odpovedá obrovské množstvo energie, ktoré je neporovnateľne väčšie s ostatnými zdrojmi energie. Einsteinova rovnica tak nielen vysvetlila pôvod energie uvoľnej pri rádioaktívnom žiarení, ale vytvorila teoretický predpoklad pre uskutočnenie celej rady iných reakcií pri ktorých sa uvoľňuje obrovské množstvo energie. Pretože reakcie prebiehajú v atómovom jadre, hovoríme o takto uvoľnenej energii ako o jadrovej energii.

Energia sa môže meniť z jednej formy na inú. Joulove experimenty presvedčili, že pri premene jedného druhu energie na iný, sa žiadna energia nezničí. Napríklad energia z potravy sa použije na prácu svalov. Energia svalov sa použije na krútenie kľuky dynama a jeho energia zase na svetlo a teplo v elektrickej žiarovke. Celkové množstvo energie v rámci celého pokusu ostane také isté. Tento fakt vyjadruje zákon zachovania energie: Energiu nemožno ani vytvárať, ani ničiť, iba premieňať z jednej formy na inú. Tento zákon platí za každých okolností.

Premeny energie sú pre nás veľmi užitočné. Napr. v elektrárňach chceme premeniť čo najviac chemickej, resp. jadrovej energie na elektrickú. Niekedy však môže premena energie vadiť. Napr. trenie spôsobuje, že sa časť pohybovej energie mení na teplo - neužitočná energia.

 

Zdroje energie

Energiu možno získať buď z obnoviteľných alebo z neobnoviteľných zdrojov energie. K neobnoviteľnýcm zdrojom patria predovšetkým fosílne palivá – uhlie, ropa a zemný plyn. Fosílne palivá vznikali desiatky miliónov rokov (obdobie prvohôr a treťohôr z odumretých rastlín), ich zásoby pri súčasnom trende vyčerpáme v priebehu 21. storočia. Týka sa to naviac len pätiny ľudstva. Táto časť ľudstva spotrebuje viac energie ako väčší zvyšok. Zreteľne stojí pred nami energetický problém. Čo necháme ďalším generáciám? Je možné v súčasnosti zabezpečiť blahobyt (aký má pätina ľudstva) s obrovským plytvaním energie a surovín pre celé ľudstvo? Znesie to ekosystém (pozri literatúru) ?

Spaľovaním fosílnych palív, hlavne uhlia, vzniká skleníkový plyn oxid uhličitý. Z uhlia vzniká taktiež oxid síričitý, ktorý v atmosfére reaguje s vodou a na nás potom prší slabá kyselina siričitá či sírová. Spaľovaním fosílnych palív je teda ohrozená príroda a ľudská spoločnosť

K neobnoviteľným zdrojom patrí aj atómová energia. Je relatívne bezpečná. Dalo by sa povedať, že ľudia i príroda sú ohrození potenciálne, avšak na dlhú dobu. Vyhorelé palivové články budú rádioaktívne a vysoko nebezpečné ešte 100 tisíc rokov. Sú tu i ďalšie problémy: vysoká výrobná cena, vysoké náklady na zakonzervovanie na dožitie, krátka životnosť asi (30 rokov).

Obnoviteľné zdroje energie nazývame také zdroje, ktoré sa neustále prirodzeným spôsobom obnovujú. Typickým príkladom obnovujúcej sa energie je kolobeh vody v prírode. Patrí sem aj energia slnečného žiarenia, vetra, geotermálna energia, energie z vesmíru, termonukleárna energia a energia mora.

Uhlie, ropa, zemný plyn alebo urán sú paliva, ktoré sú základom fungovania väčšiny krajín, Slovensko nevynímajúc. Tieto klasické zdroje energie príroda vytvorila počas mnoho miliónov rokov - dnes však vzhľadom na obrovské tempo ich spaľovania, sú ich zásoby ohraničené na niekoľko desaťročí (ropa, plyn) resp. storočí (uhlie). Skutočnosťou zostáva, že spotrebovanie týchto zdrojov nie je morálne vo vzťahu k budúcim generáciám, ktoré nielenže tieto zdroje nebudú môcť využívať, ale budú zaťažené aj problémami, ktoré spaľovanie fosílnych palív zo sebou prináša. Globálne klimatické zmeny, kyslé dažde, tvorba rádioaktívnych a iných odpadov sú problémy, ktorých dôsledky budú zaťažovať ešte mnoho generácii, ktoré prídu po nás. Okrem morálneho a ekologického aspektu má však závislosť na fosílnych zdrojoch, ktorých zásoby sú geograficky nerovnomerne rozdelené, vplyv aj na ekonomickú závislosť krajín na producentoch týchto palív politické dôsledky.

Slovensko je chudobné na vlastné zdroje týchto palív, a preto je odkázané na ich dovoz zo zahraničia. Táto skutočnosť je hlavou príčinou veľkého deficitu zahraničného obchodu, na ktorom sa dovoz palív podieľa najvýraznejšou mierou. V ročnej bilancii dovozu paliva (hlavne z Ruskej federácie) predstavujú objem až 40 miliárd Sk ročne. Ak chceme túto negatívnu bilanciu odstrániť, musíme hľadať a rozvíjať alternatívu ku klasickým zdrojom energie, teda obnoviteľné zdroje energie.

Stále platí, že Slnko ako základ obnoviteľných zdrojov energie je jediným zdrojom energie, na ktorý sa ľudstvo môže plne spoľahnúť. Slnečná energia nám dokáže poskytnúť všetko, čo od energie požadujeme, čisto a bez rizika: teplo pre naše domovy, elektrinu na prevádzku elektrospotrebičov, ale aj palivá pre motorové vozidlá. To všetko je možné získať prostredníctvom slnečnej energie a energie z nej pochádzajúcej - biomasy, veternej alebo vodnej energie. Priamo je možné slnečné žiarenie využívať napríklad slnečnými kolektormi na prípravu teplej vody alebo fotovoltaickými článkami na výrobu elektrickej energie. Nepriamo sa dá slnečná energia využívať, či už vo forme spaľovania biomasy (rastliny využívajú slnečné žiarenie prostredníctvom fotosyntézy na svoj rast), veternej energie, ktorá vzniká v dôsledku nerovnomerného zohrievania zemského povrchu slnečnými lúčmi a následnej cirkulácie vzduchu alebo vodnej energie, ktorá ma svoj pôvod vo vyparovaní vodných plôch (moria, oceány) v dôsledku slnečného žiarenia a následných zrážkach dopadajúcich na Zem, ktoré zase dávajú silu vodným tokom.

Iným potenciálnym zdrojom, ktorý sa často zaraďuje medzi zdroje obnoviteľné je geotermálna energia. Ta síce nemá svoj priamy pôvod v slnečnej energii, pretože pochádza z horúceho jadra Zeme, ale vzhľadom na jej obrovské zásoby pod zemským povrchom, je možné považovať geotermálnu energiu za zdroj nevyčerpateľný.

Často opakovaný argument, že energia získaná z obnoviteľných zdrojov je drahšia ako energia z fosílnych palív, ma obmedzenú platnosť a to len v podmienkach dokedy je poškodzovanie životného prostredia v dôsledku spaľovania fosílnych palív bezplatné, čo je bohužiaľ charakteristické pre súčasný stav. Navyše v cenách energii z obnoviteľných zdrojov nie sú zahrnuté iné pozitívne vplyvy na ekonomiku a sociálnu oblasť. V tejto súvislosti je nutné poznamenať, že situácia nie je nemenná a pomaly sa vyvíja v prospech obnoviteľných zdrojov. Niektoré z týchto palív ako napr. drevo, bioplyn, veterná energia sú už dnes schopné vo viacerých rozvinutých krajinách (SRN, Rakúsko, Švédsko a iné) konkurovať klasickým palivám.

Ukazuje sa, že aj tie najdrahšie spôsoby výroby energie, napr. fotovoltaickými článkami, by sa po započítaní externých nákladov a cien pri ich masovom využívaní stali cenovo porovnateľné s tými palivami, ktoré využívame dnes.

Keď pripustíme, že spoľahlivé zásobovanie energiou je otázka prežitia ľudstva, mala by sa mu venovať aj náležitá pozornosť, minimálne taká ako napr. zbrojeniu ak nie väčšia. 

Posledná aktualizácia: 09.02.2001