5 nguồn năng lượng thay thế hàng đầu năm 2022

Chúng ta đang được sống trong một thời đại mà công nghệ, khoa học phát triển mạnh hơn bao giờ hết.

• Tai Nghe Không Dây Sử Dụng Năng Lượng Mặt Trời
• 10 Công Nghệ Có Khả Năng Cứu Lấy Hành Tinh Của Chúng Ta
• Lưới Điện Microgrid Vừa Xanh Sạch, Ổn Định Lại Vừa Hồi Phục Nhanh Chóng

Nhưng cùng với đó là những vấn đề về môi trường năng lượng cũng nóng hổi và có vẻ có nhiều điều cần suy xét.

Hiện tại chúng ta đang đứng trước một thời kì chuyển đổi khi giữa việc phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và sự thay thế của các nguồn năng lượng tái tạo. Sự chuyển đổi đang diễn ra nhanh chóng nhưng cũng cần có hiểu biết và chọn lựa. Bài viết này sẽ cung cấp đến bạn 5 quan niệm chưa được đúng về các nguồn năng lượng thay thế.

5. Than sạch là câu trả lời ?

Than đá có nhiều vấn đề, chúng bẩn và làm hại môi trường. Một vài thông số cho biết các nhà máy điện đốt than chiếm khoảng 59% tổng ô nhiễm sulfur dioxide của Hoa Kì, 40% tổng lượng khí CO2 thái ra môi trường. Ngoài ra vấn đề của than còn là khói, làm hại tầng ozone, sức khỏe con người… Và còn chưa kể đến những vấn đề tiêu cực trong lao động khi khai thác than đá.

Mặc dù là như vậy nhưng than đá vẫn đóng một vai trò cực kì quan trọng trong việc sản xuất ra năng lượng cho toàn cầu. Và việc yêu cầu dừng tất cả lại là bất khả thi. Tuy nhiên dường như chúng ta đã có cách giải quyết vấn đề là than sạch – về mặt lý thuyết thì nó có thể giảm thiểu tác hại tới môi trường.

Tưởng chừng như tất cả đã ổn thoải nhưng thực sự không phải vậy. Vì chúng vẫn gây ô nhiễm, chỉ là có giảm thiểu so với than đá. Thêm vào đó, các nhà môi trường cũng chỉ ra việc khai thác than vẫn còn phụ thuộc nhiều đến biến động địa chất, cơ cấu đất … Quan điểm than sạch hoàn hảo là sai lầm, nó có thể là một giải pháp thay thế ổn hơn so với than đá nhưng không hoàn toàn loại bỏ được tác động xấu cũng như việc khai thác tinh chế chưa thể phục vụ được cho nhu cầu lớn của thế giới.

4. Năng lượng mặt trời sẽ không cung cấp đủ điện

Năng lượng mặt trời cho đến thời điểm này có lẽ đã không còn quá xa lạ với chúng ta. Có không ít những ứng dụng nguồn năng lượng này thông dụng trong cuộc sống như bình nóng lạnh, một vài loại xe ô tô, …

Điện mặt trời nghĩa là phát điện dựa trên động cơ nhiệt và pin quang điện. Công nghệ năng lượng mặt trời được mô tả rộng rãi như là hoặc năng lượng mặt trời thụ động hoặc năng lượng mặt trời hoạt động tùy thuộc vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi và phân phối năng lượng mặt trời. Kỹ thuật năng lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng các tấm quang điện và năng lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác năng lượng. Kỹ thuật năng lượng mặt trời thụ động bao gồm các định hướng một tòa nhà về phía Mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc tài sản ánh sáng phân tán, và thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên (nguồn : Wikipedia).

Tuy nhiên rằng chúng ta có vẻ chưa thực sự khai thác triệt để nguồn năng lượng này và có suy nghĩ rằng năng lượng mặt trời sẽ không bao giờ có thể cung cấp đủ lượng điện năng cần thiết. Người ta thường chỉ nghiên cứu và đưa ra những ứng dụng nho nhỏ, cổ vũ cho phong trào sống xanh … hầu như chúng không có ảnh hưởng mấy đến lượng tiêu thụ năng lượng toàn cầu và chúng ta vẫn phải phụ thuộc gần như hoàn toàn vào những nguồn năng lượng hóa thạch là chính.

Nhưng có lẽ quan niệm này cần phải xem xét lại một chút vì năng lượng mặt trời hoàn toàn có khả năng cung cấp đủ lượng điện năng chúng ta cần. Bộ Năng Lượng Hoa Kì (DOE) đã ước tính rằng nguồn năng lượng mặt trời chỉ trong khu vực 229km vuông trong bang Nevada có thể cung cấp đủ điện cho Hoa Kỳ, ước tính con số là 800 gigawat điện. Và điều đó chứng minh rằng mặt trời hoàn toàn có khả năng cung cấp đủ điện năng. Vấn đề chỉ là cách chúng ta khai thác nó mà thôi. Tất nhiên là điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Trong tương lai, chắc chắn rằng chúng ta sẽ phải chú trọng ơn đến công nghệ điện mặt trời nếu muốn có một nguồn thay thế đáng kể và đủ lớn.

3. Năng lượng gió : đắt đỏ, gây ồn và hại đến loài chim?

Ngoài năng lượng mặt trời ra thì năng lượng gió cũng là một nguồn năng lượng thay thế đáng để trông đợi. Tuy nhiên rằng loại hình sản xuất năng lượng này được cho là quá ồn ã, đắt đỏ và chúng được ví như một lò xay chim (?).Những tin đồn này là thất thiệt hay thực là vậy ???

Công bằng mà nói thì chúng có làm chết loài chim. Nhưng hãy nhìn nhận một chút là mọi hoạt động khác của con người như xây dựng, công nghiệp … tất cả đều làm chết loài này và thậm chí còn nhiều loài khác nữa. Và cũng theo thống kê của Bộ Năng Lượng Hoa Kì thì lượng chim bị chết do các tubin gió chẳng là gì so với những lý do khác.

Nhưng ngay cả không phải vấn đề liên quan đến loài chim thì vẫn có một cái nhìn tiêu cực khác về các tua bin gió – chúng phát ra tiếng ồn. Nhưng đó chỉ là trong quá khứ mà thôi vì với công nghệ hiện đại, chúng cơ bản chạy tương đối êm và ổn dịnh.

Theo Bộ Năng Lượng Mỹ, nếu bạn đứng cách khoảng 229 mét từ một trang trại tua bin gió thì tiếng ồn chỉ như một chiếc tủ lạnh trong bếp. Nếu 0 decibel là ngưỡng trần và 140 là ngưỡng đau đớn, âm thanh từ trang trại gió nằm trong mức 35 đến 45, kẹp giữa một phòng ngủ yên tĩnh (35 decibel) và một chiếc xe hơi đi với vận tốc 64 km/giờ (55 decibel).

Vấn đề cuối cùng chính là chi phí. Giống như mọi loại năng lượng khác, chúng ta phải chấp nhận một khoản đầu tư lớn ban đầu để đi vào thu hoạch. Theo các thống kê thì các trang trại gió trung bình sẽ trả lại được năng lượng dùng cho sản xuất trong từ 3 -5 tháng. Từ khi các trang trại gió phụ thuộc vào mô hình thời tiết biến thiên, chi phí hoạt động có xu hướng tăng lên.

Lý do đơn giản là gió sẽ không thổi với tốc độ cao trong cả một năm, tức là không sản xuất được điện năng tối đa theo lý thuyết. Nhưng tất nhiên rằng so với số đầu tư ban đầu thì về lâu dài lợi nhuận vẫn là đáng kể. Và vì nó là nguồn năng lượng thay thế nên so với những tài nguyên cũ thì chúng ta phải có sự đánh đổi nhất định ban đầu. Năng lượng gió rất hứa hẹn với môi trường và lâu dài thì cả với túi tiền của người tiêu thụ nữa.

2. Chính phủ chưa quan tâm đúng mức nên năng lượng mới không phát triển được mấy

Chính phủ, tất nhiên là chính phủ luôn là vấn đề. Họ là những người cầm quyền, việc khuyến khích hay không khuyến khích thứ gì đó sẽ đem lại ảnh hưởng lớn. Vấn đề năng lượng mới dường như cũng phụ thuộc vào thái độ của chính phủ. Nhiều người đã ngao ngán cho rằng không có biện pháp khuyến khích của chính phủ thì những loại năng lượng thay thế sẽ chẳng đi đâu về đâu. Chúng tôi không bác bỏ quan niệm này, nhưng nó cũng không hoàn toàn chính xác.

Đối với một số đất nước không chú trọng lắm thì việc đầu tư vào năng lượng thay thế có vẻ như chưa cần thiết. Vấn đề của họ là cần phân phối nguồn tiền vào nhiều lĩnh vực khác để phát triển.

Trong năm 2007, Hoa Kỳ đã cấp 724 triệu USD trợ cấp cho dự án phát triển năng lượng gió, 174 triệu USD cho năng lượng mặt trời và 14 triệu USD cho năng lượng địa nhiệt. Tuy nhiên, cùng thời gian đó số tiền đầu tư vào sản xuất than là 854 triệu USD và 1,267 tỉ USD cho năng lượng hạt nhân. Những thông số trên cho chúng ta cái nhìn toàn cảnh.

Nếu so sánh với số tiền đầu tư vào than hay hạt nhân thì rõ ràng năng lượng thay thế đã bị bỏ xó. Nhưng khi nhìn riêng biệt thì năng lượng mới đã được đầu tư một số tiền lớn phù hợp. Điều này cho thấy có thể chính phủ không quan tâm đến lĩnh vực này nhiều nhưng chắc chắn rằng nó vẫn phát triển và trong tương lai sẽ còn hơn thế, ngoài ra thì chúng ta nên nhìn nhận riêng biệt chứ không nên nhìn trên cục diện quá lớn bởi hiện nay thế giới vẫn phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch là chính. Quá trình xây dựng nền tảng mới chỉ bắt đầu và không cần phải đổ nguồn tài chính quá lớn vào đó.

1. Năng lượng thay thế không thể thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch

Chúng ta đã trải qua quá nhiều thế kỉ bị phụ thuộc vào nguồn máu đen của trái đất – dầu mỏ. Và đây là nguồn tài nguyên không tái tạo nên có lẽ chúng ta sẽ phải sớm tạm biệt nó thôi. Và liệu nền văn minh của chúng ta liệu có thể tiếp tục bằng cách chỉ dựa vào các nguồn năng lượng tái tạo như là gió và mặt trời.

Trong năm 2007, nhiên liệu hóa thạch chiếm gần 72 % sản xuất điện của Hoa Kỳ , trong khi thuỷ điện cung cấp chỉ có 5,8% và năng lượng tái tạo khác cung cấp chỉ 2,5% [nguồn : Manhattan Institute ]. Ước tính rằng đến năm 2030 thì nhiên liệu hóa thạch và uranium vẫn sẽ là nguồn cung cấp chính.

Và với sự phát triển tương đối từ từ của năng lượng thay thế thì suy nghĩ rằng chẳng bao giờ nguồn năng lượng này thay thế được nhiên liệu hóa thạch cũng là dễ hiểu. Nhưng vấn đề là chúng ta đang phải đối mặt với nhiều nguy cơ và đòi hỏi cần một hướng đi mới. Và điều không thể cũng sẽ phải trở thành điều có thể.

Điều cần thiết chính là thúc đẩy sự phát triển của những nguồn năng lượng này. Việc chuyển đổi sẽ mất nhiều thời gian nhưng không phải là không thể. Chúng ta có nhiều loại năng lượng thay thế như gió, mặt trời, thủy triều, … sự thay thế trong tương lai là hoàn toàn có thể trông chờ.

Theo Genk

Các loại nguồn năng lượng thay thế khác nhau

Trong nhiều thập kỷ, đã có khá nhiều cuộc thảo luận về thiệt hại gây ra cho môi trường bằng cách xả rác và bơm các khí có hại vào khí quyển.Nhiều ý tưởng về cách bảo vệ môi trường đã được đưa ra, bằng ý thức xã hội hoặc theo luật pháp, để giúp làm sạch trái đất và giảm ô nhiễm trong tương lai.Những ý tưởng này bao gồm từ tái chế, nhặt rác, đến sử dụng các nguồn năng lượng thay thế.Chúng tôi sẽ tập trung vào các lợi ích, khả năng và các rào cản đi kèm với việc sử dụng năng lượng thay thế.

Năng lượng thay thế được định nghĩa tốt nhất là việc sử dụng các nguồn năng lượng khác với nhiên liệu hóa thạch truyền thống, được coi là có hại về môi trường và bị thiếu hụt.Nhiên liệu hóa thạch bao gồm khí đốt tự nhiên, than và dầu.Hiện tại, nhiên liệu hóa thạch là nguồn năng lượng được sử dụng nhiều nhất để làm nóng ngôi nhà của chúng tôi và cung cấp năng lượng cho những chiếc xe của chúng tôi.Để sử dụng các nhiên liệu này làm năng lượng, chúng phải được đốt cháy và đốt cháy các loại nhiên liệu này giải phóng các loại khí có hại vào khí quyển, gây ô nhiễm.Một vấn đề khác liên quan đến nhiên liệu hóa thạch là nguồn cung của họ: không rõ dự trữ dầu và than sẽ tồn tại trong bao lâu với tỷ lệ tiêu thụ hiện tại của chúng tôi hoặc nếu dự trữ mới sẽ được tìm thấy trước khi hết dự trữ hiện tại.Ước tính về thời gian dự trữ hiện tại sẽ kéo dài ở bất cứ đâu từ 20 năm đến 400 năm.Do những mối quan tâm này với nhiên liệu hóa thạch, nhiều người bắt đầu sử dụng các nguồn năng lượng thay thế.Một số nguồn năng lượng thay thế phổ biến là năng lượng gió, thủy điện (năng lượng nước), năng lượng mặt trời, nhiên liệu sinh học và hydro.Những nhiên liệu này đều có hai điểm chung: & nbsp;Tác động môi trường nhỏ của họ đối với trái đất và tính bền vững của chúng (không bao giờ kết thúc nguồn cung) như một nguồn năng lượng.

Vì vậy, nếu các nguồn năng lượng thay thế được cho là khắc phục các vấn đề về môi trường và cung cấp của chúng tôi, tại sao chúng ta không chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng thay thế chỉ?Vâng, câu trả lời đơn giản là các nguồn năng lượng thay thế cũng có xu hướng có các rào cản chung đối với việc sử dụng chúng như các nguồn năng lượng rộng rãi.Những rào cản này bao gồm vị trí, lưu trữ, chi phí cao để sản xuất và sử dụng, và cung cấp năng lượng không nhất quán.

Năng lượng gió

Năng lượng gió không phải là một nguồn năng lượng mới.Trong hàng trăm năm, con người đã sử dụng sức mạnh của gió để gửi tàu của họ qua các đại dương và sử dụng cối xay gió để nghiền hạt, nước bơm và nhìn thấy gỗ.Sức mạnh của gió có thể dễ dàng nhìn thấy nhất bằng cách sử dụng cối xay gió trẻ con.Khái niệm cơ bản là khi cối xay gió được giữ trong các dòng gió sắp tới, gió bắt trong đường cong của lưỡi dao, khiến cối xay gió quay.Đây là năng lượng gió trong công việc.

Một tuabin gió hoạt động giống như một cối xay gió kiểu cũ ở chỗ nó cũng sử dụng động năng của gió (năng lượng gây ra bởi chuyển động) để biến các lưỡi dao.Các lưỡi dao quay một trục được kết nối với một máy phát.Máy phát điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.Bên trong máy phát, một cuộn đồng được di chuyển qua từ trường bằng trục được kết nối với các lưỡi di chuyển.Chuyển động này làm cho một dòng điện chảy qua cuộn đồng.Khi máy phát điện được cung cấp năng lượng cho gió qua tuabin gió, nó có thể tạo ra điện.

Năng lượng gió được xem xét là một nguồn năng lượng sạch vì không có quá trình hóa học liên quan đến việc phát điện gió.& nbsp;Không có sản phẩm phụ nào được thực hiện, chẳng hạn như carbon dioxide, gây ô nhiễm không khí hoặc nước.Thế hệ gió là một nguồn tài nguyên tái tạo sẽ không bao giờ hết, và đó là một nguồn năng lượng tuyệt vời cho những người sống ở những khu vực xa xôi, nơi có thể khó cung cấp cho họ sức mạnh bằng cách sử dụng dây được kết nối với nhà máy điện ở rất xa.Không gian thực tế được đưa lên bởi một tuabin gió tương đối nhỏ so với các nguồn năng lượng thay thế khác.Một đường kính chỉ cần khoảng sáu feet tại căn cứ, làm cho chi phí bất động sản cho một tuabin gió tương đối rẻ.

Một vấn đề với việc sử dụng năng lượng gió là nó không phải lúc nào cũng là nguồn năng lượng được đảm bảo.Khi gió không thổi, điện không thể được tạo ra và nguồn năng lượng dự phòng phải được dựa vào.Các trang trại gió là cần thiết cho thế hệ thương mại, điều này làm tăng vấn đề tắc nghẽn cảnh quan do rất nhiều tuabin gió xếp hàng bên cạnh nhau.Nhiều người không muốn nhìn thấy nhiều tuabin gió bên ngoài cửa sổ nhà bếp của họ.Một vấn đề khác là mối nguy hiểm mà những lưỡi kiếm di chuyển này gây ra cho các loài chim bay qua khu vực.Việc xây dựng mới các tuabin gió có lưỡi lớn hơn xoay với tốc độ chậm hơn để chim có thể nhìn thấy chúng và không bị bắt trong lưỡi dao.

Thủy điện

Thuật ngữ thủy điện đề cập đến việc tạo ra điện thông qua năng lượng của nước.Tiếng Hydro Hydro đến từ tiếng Hy Lạp Hydra có nghĩa là nước.Giống như năng lượng gió, sử dụng nước cho năng lượng cũng có nguồn gốc sớm hơn thời hiện đại.Bánh xe nước lần đầu tiên được sử dụng để thu được năng lượng nước và xay hạt.Sau đó, chúng được sử dụng để bơm nước, tưới cây, lái xe cưa và cung cấp năng lượng cho các nhà máy dệt.Ngày nay chúng ta sử dụng tua -bin nước giống như tuabin gió để tạo ra điện.

Nguồn phổ biến nhất để nắm bắt năng lượng của nước ngày nay là nhà máy thủy điện.Các nhà máy thủy điện thường yêu cầu một con đập được xây dựng trên một dòng sông tạo ra một hồ chứa nước.Đập giữ nước trở lại cho đến khi cổng mở để cho phép nước chảy qua.Với sự trợ giúp của trọng lực, nước chạy qua một đường ống, được gọi là một cây bút, đến tuabin.Sự thay đổi độ cao thông qua penstock giúp nước tích tụ áp lực khi nó tiếp cận tuabin.Nước di chuyển đến tuabin và xoay các lưỡi tuabin.Phía trên tuabin là một máy phát, được kết nối với tuabin bằng trục.Giống như máy phát điện trong tuabin gió, máy phát trong tuabin nước cũng tạo ra điện bằng cách di chuyển một loạt các cuộn dây đồng qua nam châm.Một máy biến áp sau đó lấy điện do máy phát sản xuất và chuyển đổi nó thành dòng điện áp cao hơn.Điện hiện đã sẵn sàng để cung cấp năng lượng cho các doanh nghiệp và nhà cửa thông qua các đường dây điện.

Công suất thủy điện là một nguồn tái tạo gây ra chất thải hoặc ô nhiễm.Không giống như năng lượng gió, thủy điện là đáng tin cậy hơn.Năng lượng có thể được lưu trữ để sử dụng bởi đập giữ nước trở lại cho đến khi cần nhiều năng lượng hơn.Tuy nhiên, thủy điện đòi hỏi một nhà máy điện lớn, rất tốn kém để xây dựng.Những nhà máy điện này cũng yêu cầu xây dựng đập trên sông, thay đổi hệ sinh thái của khu vực.Thay vì một dòng sông trong khu vực phía trên đập, giờ đây có một hồ nước lớn mở rộng trên môi trường sống của động vật đất đai.Lượng và chất lượng nước chảy ra khỏi đập có thể có tác dụng bất lợi (tiêu cực) đối với cây sống trên đất và trong nước bên dưới.

Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời chỉ đơn giản là sử dụng ánh sáng mặt trời làm năng lượng.Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng pin mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện, sử dụng các tấm nhiệt mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng không khí và nước, hoặc sử dụng năng lượng mặt trời bằng cách để ánh sáng mặt trời đi qua cửa sổ để làm nóng tòa nhà.Tổng năng lượng chúng ta nhận được từ mặt trời mỗi năm là năng lượng gấp khoảng 35.000 lần so với những gì loài người sử dụng, có nghĩa là nguồn năng lượng này có lẽ là một trong những nguồn tốt nhất cho tương lai.Thách thức nằm ở việc khai thác và lưu trữ năng lượng này một cách hiệu quả về chi phí.

Một trong những cách phổ biến nhất để khai thác năng lượng mặt trời là bằng cách sử dụng các tế bào quang điện (PV), còn được gọi là pin mặt trời.Các tế bào PV hoạt động bằng cách hấp thụ các hạt năng lượng mặt trời tạo nên ánh sáng mặt trời.Những hạt này được gọi là photon.Các photon hấp thụ được chuyển vào vật liệu bán dẫn, thường là silicon..Cả các electron lỏng lẻo và không gian mở có thể mang dòng điện.Các tế bào PV được xây dựng với một hoặc nhiều điện trường để kiểm soát dòng điện của các electron, do đó kiểm soát dòng chảy của dòng điện.Khi các tiếp điểm kim loại được đặt trên đỉnh và đáy của tế bào PV (giống như pin), chúng ta có thể trích xuất dòng điện này để sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Giống như các nguồn năng lượng thay thế ở trên, năng lượng mặt trời có thể tái tạo và không có nguồn gốc.Không giống như tuabin gió và thủy điện, chuyển đổi quang điện sang điện là trực tiếp, có nghĩa là một máy phát điện đắt tiền, không cần thiết.Giống như tuabin gió, năng lượng mặt trời cũng có thể được sử dụng ở các địa điểm xa, nơi không thể cung cấp năng lượng từ một nhà máy điện xa.Năng lượng mặt trời cũng có thể rất hiệu quả trong việc cung cấp nhiệt và ánh sáng thông qua việc sử dụng lò nướng năng lượng mặt trời, máy nước nóng năng lượng mặt trời, máy sưởi năng lượng mặt trời và sử dụng giếng trời.

Năng lượng mặt trời chia sẻ một nhược điểm chung với tuabin gió: sự không thể đoán trước của chúng.Năng lượng mặt trời chỉ hoạt động khi mặt trời tắt, tạo ra một tế bào PV không hiệu quả vào ban đêm và đánh hoặc bỏ lỡ trong một ngày nhiều mây.Trong thời gian này, việc lưu trữ năng lượng cần được thực hiện để biến năng lượng mặt trời thành nguồn năng lượng chính.Nhiều hình thức năng lượng mặt trời vẫn không thực tế về mặt kinh tế.Các trạm năng lượng quang điện rất tốn kém để xây dựng và chỉ có hiệu quả khoảng 10% trong việc sản xuất năng lượng.Phải mất khoảng năm năm để một nhà máy điện sản xuất cùng một lượng năng lượng đi vào tòa nhà ban đầu của nhà máy điện.Với công nghệ hiện tại, năng lượng mặt trời được sử dụng tốt nhất ở quy mô nhỏ hơn, chẳng hạn như các ngôi nhà riêng lẻ.

Biofuels

There are many energy sources that fall under the category of biofuels: biomass, biodiesel, ethanol, and methanol are just a few. The basic idea here is to use organic matter (usually plant derived) as a fuel source. Biomass refers to using garbage and vegetation as a fuel source. When garbage is decomposing (breaks down) it produces a gas called methane that can be captured and later burned to produce energy that can be turned into electricity. Vegetation can be burned directly, much like fossil fuels, to generate energy. While these methods do help in the cost and sustainability areas, they still cause a significant environmental impact much like fossil fuels.

Ethanol and methanol are two alcohols that are made from biomass. Ethanol is usually made from corn, but can also be made from agricultural, logging, and paper wastes. Methanol is also known as wood alcohol because it can be made from wood; however, most methanol is produced using natural gas because it is cheaper. Whereas biodiesel is the alternative for diesel engines, ethanol and methanol are the alternatives for gasoline engines. Most private vehicles have gasoline engines and can use ethanol blends with little or no modification of the engine. Ethanol also burns cleaner and produces lower greenhouse emissions than gasoline. However, comparing the price of ethanol with the price of gasoline is a bit tricky. One gallon of pure ethanol contains 34% less energy than one gallon of pure gasoline. A common ethanol blend, E85, is a mixture of 85% ethanol and 15% gasoline and produces 27% less fuel economy than 100% gasoline. So in order for E85 to cost less than gasoline, it must have more than a 27% price reduction than gasoline. Gasoline that costs $3.00 a gallon has the same fuel economy as E85 that costs $2.19 a gallon.

Biodiesel is made by combining a vegetable oil, such as canola or soy oil, and an alcohol such as methanol or ethanol. A catalyst is often added to increase the rate of the reaction between the vegetable oil and alcohol. This process to make biodiesel is called transesterification(for more information on transesterification, click here). This chemical process causes the glycerin to separate from the fat in the vegetable oil, leaving behind two products: methyl ester or ethyl ester (the chemical name for biodiesel) and glycerin. Glycerin is a valuable byproduct often used to make soaps and other products.

Biodiesel is considered an ideal fuel because it is clean burning and can be used in any diesel engine. It is often mixed with regular petroleum diesel to avoid complications with cold weather usage. Pure biodiesel gels at a higher temperature than petroleum diesel. (Soy biodiesel bought in the U.S. begins to gel up at about 40 °F.) This means that it is harder to start a truck in sub-zero temperatures that runs on biodiesel than a truck that runs on petroleum diesel. Biodiesel costs more to produce and therefore costs more to buy than petroleum diesel. Otherwise, biodiesel tends to work as well as petroleum diesel. Pure biodiesel and biodiesel blends release fewer greenhouse gases, are biodegradable (able to decompose by natural processes), and can extend the life of diesel engines. Some filling stations that provide diesel also provide biodiesel. These retailers are more prevalent in the Midwestern states. Here is a map of retailers who sell biodiesel in the United States.

Hydrogen

One of the most promising alternative fuels of the future is hydrogen. Its large supply and clean burning properties have many scientists and environmentally conscious citizens looking to it as the solution to replacing fossil fuels without drastically changing our current lifestyles and dependency on personal vehicles. Unlike fossil fuels, it is a non-carbon fuel so when it is burned it does not produce more carbon dioxide. Hydrogen is the simplest and most abundant element found on earth and is found in water, air, and all organic matter. However, even with these all these positives, two major problems stand in the way of using hydrogen as a main fuel source: its production and its storage.

There are two main ways to produce hydrogen: electrolysis and reforming natural gas. Electrolysis involves using an electric current to split the water molecule into hydrogen and oxygen. (To separate hydrogen at home using electrolysis, click here.) In the process of reforming natural gas, methane (which is a principal component in the natural gas used to produce hydrogen) is heated using steam, causing a reaction between the methane and water vapor that produces hydrogen, carbon dioxide, and trace amounts of carbon monoxide. Currently, both methods use natural gas to produce hydrogen. Reforming methane requires splitting the hydrogen from the carbon in methane, but electrolysis requires a power source to produce electricity to split the water molecule. Natural gas is most often used as the fuel source to produce this electricity. Since both of these methods require the consumption of natural gas to produce hydrogen, hydrogen costs more to use than natural gas.

Hydrogen có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phương tiện theo hai cách: để sản xuất điện trong pin nhiên liệu hoặc được sử dụng trực tiếp trong động cơ đốt trong.Sử dụng hydro trong pin nhiên liệu là phương pháp sạch hơn.Tế bào nhiên liệu là một thiết bị điện hóa kết hợp hydro và oxy để sản xuất điện.Các sản phẩm phụ duy nhất của nó là nhiệt và nước, không gây ô nhiễm môi trường.Khi sử dụng hydro trực tiếp trong động cơ đốt trong, hydro được đốt cháy bằng không khí bên ngoài (khoảng hai phần ba nitơ) tạo ra khí oxit dựa trên nitơ, gây ô nhiễm và hơi nước.Cho dù hydro được sử dụng trực tiếp trong động cơ đốt trong hoặc trong pin nhiên liệu, cả hai phương pháp đều yêu cầu lưu trữ hydro để sử dụng khi xe được điều khiển.Trên cơ sở trọng lượng, hydro tạo ra nhiều năng lượng nhất khi bị đốt cháy so với bất kỳ nhiên liệu nào khác - một pound hydro tạo ra năng lượng gấp 2,6 lần so với một pound xăng.Tuy nhiên, hydro là một loại khí, vì vậy một pound hydro chiếm gấp bốn lần lượng không gian cũng như một pound xăng.Ví dụ, một chiếc xe chứa 15 gallon xăng sẽ cần chứa 60 gallon giá trị tương đương của hydro để tạo ra cùng một lượng năng lượng.Xe tăng trong xe sẽ phải có kích thước của hai bồn tắm trung bình để giữ hydro cần thiết để lái một khoảng cách hợp lý mà không cần tiếp nhiên liệu.Tuy nhiên, 15 gallon xăng sẽ nặng 90 pound trong khi 60 gallon hydro sẽ chỉ nặng 34 pounds.

Để giải quyết vấn đề không gian này, hydro có thể được biến thành một chất lỏng chiếm ít không gian hơn hydro dưới dạng khí, nhưng để biến hydro thành chất lỏng, nó phải được làm mát và giữ đến -423.2 ° Fahrenheit.Lưu trữ hydro dưới dạng khí hoặc một chất lỏng rất đắt tiền và cồng kềnh.Tuy nhiên, vẫn có hy vọng trên đường chân trời.Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã cung cấp các khoản tài trợ cho các nhà khoa học để tìm cách cải thiện việc lưu trữ hydro trên các phương tiện nhỏ bằng cách cải thiện sự nén và hóa lỏng của hydro, sử dụng hydro kim loại để lưu trữ nhiều hydro hơn mà không cần thêm quá nhiều trọng lượng cho xe và cải thiệnSử dụng các vật liệu hấp phụ để thu thập và giữ khí hydro trên bề mặt chất rắn.Tuy nhiên, ngay cả khi chúng tôi khắc phục vấn đề lưu trữ, chúng tôi vẫn phải đối mặt với trở ngại và chi phí thay thế tất cả những chiếc xe chạy bằng xăng bằng những chiếc xe chạy bằng hydro và thay thế các trạm đổ xăng bằng các trạm làm đầy hydro để trở thành một nước Mỹ dựa trên hydro.

5 nguồn năng lượng hàng đầu là gì?

Nguồn năng lượng thay thế hiệu quả nhất là gì?