Energia potrzebna jest ludziom w życiu codziennym. Jej postać, forma czy wykorzystanie może być różne, ale przede wszystkim potrzebujemy jej przy produkcji przemysłowej, transporcie, ogrzewaniu domostw czy oświetlaniu.
Początkowo tej energii dostarczało nam środowisko w postaci zasobów naturalnych nie przetworzonych: opałów i paliw np. drewna, węgla brunatnego, kamiennego, ropy naftowej czy gazu. Również dawniej przetwarzano energię w wiatrakach lub młynach wodnych. Jednak ciągły wzrost zapotrzebowania na energię i to w różnych postaciach, spowodowało nagłe skurczenie się zasobów naturalnych, względy ekologiczne i ekonomiczne stawiają przed ludźmi nowe zadania i wyzwania w tej dziedzinie.
Kryzys energetyczny, który spowodował skokowy wzrost najpierw cen ropy naftowej, a następnie wszystkich innych paliw oraz względy ochrony środowiska zwiększyły zainteresowanie nowymi niekonwencjonalnymi źródłami i technologiami wytwarzania energii.
Niekonwencjonalne źródła energii można podzielić na: odnawialne i nieodnawialne.
Odnawialne źródła energii elektrycznej:
energia słoneczna,
energia wiatru,
energia pływów morskich,
fal morskich.
energia cieplna oceanów (maretermiczna)
Źródła nieodnawialne:
wodór,
energia magnetohydrodynamiczna ,
ogniwa paliwowe,
Energia geotermalna (energia geotermiczna) − energia termiczna skał znajdujących się we wnętrzu Ziemi. Jest pobierana za pomocą odwiertów, do których wtłaczana jest chłodna woda i odbierana gorąca po wymianie ciepła z gorącymi skałami. Służy również jako naturalne źródło ciepła w źródłach termalnych.
Energię geotermalną wykorzystuje się w 24 krajach, a łączna moc działających elektrowni geotermalnych wynosi 10,9 GW (2010 rok). Najistotniejszym źródłem energii jest na Islandii i na Filipinach. Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje dziewięć geotermalnych zakładów ciepłowniczych oraz kilka w budowie:
Bańska Niżna (4,5 MW, docelowo 70 MW),
Pyrzyce (15 MW, docelowo 50 MW),
Stargard Szczeciński (14 MW, nieczynna)
Mszczonów (7,3 MW),
Uniejów (2,6 MW),
Słomniki (1 MW),
Lasek (2,6 MW),
Klikuszowa (1 MJ/h),
Toruń - w budowie.
Energetyka słoneczna – gałąź przemysłu zajmująca się wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego zaliczanej do odnawialnych źródeł energii. Od początku XXI wieku rozwija się w tempie około 40% rocznie. W 2011 roku łączna moc zainstalowanych ogniw słonecznych wynosiła 67 GW i zaspokajały one 0,5% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną.
Z 89 petawatów (180 W/m2) docierających do powierzchni, około 0,1% jest wykorzystywane przez rośliny w procesie fotosyntezy. Zmagazynowana w ten sposób energia jest źródłem zarówno żywności jak i paliw kopalnych. Całkowita moc wykorzystywana przez ludzi stanowi około 18 terawatów, czyli około 0,02% mocy promieniowania słonecznego. W ciągu pół roku do Ziemi dociera tyle energii słonecznej, ile zawierają w sumie wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy, gazu i uranu.
Cała energia promieniowania słonecznego pochłonięta przez Ziemię, również ta wykorzystana w jakikolwiek sposób przez rośliny i zwierzęta, przekształca się w ciepło, a następnie jest emitowana w postaci promieniowania podczerwonego w kosmos.
Konwersja fototermiczna, to bezpośrednia zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną.
Konwersja fototermiczna aktywna wykorzystywana jest głównie do podgrzewania wody. Popularne są zarówno zastosowania w domkach jednorodzinnych (kolektorów słonecznych) jak i duże instalacje (ciepłownie) dostarczające ciepłą wodę do budynków wielorodzinnych, dzielnic, czy miasteczek.
Biopaliwo – paliwo powstałe z przetwórstwa produktów organizmów żywych np. roślinnych, zwierzęcych czy mikroorganizmów.
Prace nad biopaliwami zaczęto prowadzić bo obawiano się:
niestabilności Bliskiego Wschodu
globalnego ocieplenia pod wpływem wzrostu stężenia dwutlenku węgla w atmosferze
Wyróżnia się paliwa:
stałe - słoma w postaci bel lub kostek albo brykietów, granulat trocinowy lub słomiany - tzw. pellet, drewno, siano i inne przetworzone odpady roślinne;
ciekłe - otrzymywane w drodze fermentacji alkoholowej węglowodanów do etanolu, fermentacji butylowej biomasy do butanolu lub z estryfikowanych w biodiesel olejów roślinnych (np. olej rzepakowy)[potrzebne źródło] czy etanol z kukurydzy - jedyne biopaliwo produkowane w Stanach Zjednoczonych na skalę przemysłową[1];
gazowe:
powstałe w wyniku fermentacji beztlenowej ciekłych i stałych odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej (gnojowica, obornik, słoma etc.) - biogaz;
powstałe w procesie zgazowania biomasy - gaz generatorowy (gaz drzewny).
Etanol pozwala uzyskać 2/3 energii jaką daje benzyna.
Biogaz, gaz wysypiskowy – gaz palny, produkt fermentacji anaerobowej związków pochodzenia organicznego (m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody zwierzęce, gnojowica, odpady przemysłu rolno-spożywczego, biomasa) a częściowo także ich rozpadu gnilnego, powstający w biogazowni.
Definicja Biogazu:
paliwo gazowe otrzymywane z surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości przemysłu rolno-spożywczego lub biomasy leśnej w procesie fermentacji metanowej. Biogaz to gaz pozyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów.
Składnikami biogazu są: metan, dwutlenek węgla, azot, wodór, siarkowodór, tlen.
Biogaz ma szerokie zastosowanie: wykorzystuje się go głównie w Indiach, Chinach, Szwajcarii, Francji, Niemczech i USA jako paliwo dla generatorów prądu elektrycznego (ze 100 m3 biogazu można wyprodukować około 540-600 kWh energii elektrycznej), jako źródło energii do ogrzewania wody, a po oczyszczeniu i sprężeniu jako paliwo do napędu silników (instalacje CNG).