Οι ήπιες μορφές ενέργειας (ή ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), ή νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια) είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία τού νερού καί άλλες. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σέ δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Καταρχάς, γιά τήν εκμετάλλευσή τους δέν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως μέ τίς μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στήν φύση. Δεύτερον, πρόκειται γιά «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές» στό περιβάλλον, που δέν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο τού άνθρακα ή τοξικά καί ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σέ μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία γιά τήν επίλυση τών οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γή.
Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές τών παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. τού πετρελαίου ή τού άνθρακα), όπως η ηλιακή καί η αιολική. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιάς καί ορισμένες από αυτές τίς πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δέν ανανεώνονται σέ κλίμακα χιλιετιών. Σέ κάθε περίπτωση οι ΑΠΕ έχουν μελετηθεί ως λύση στό πρόβλημα τής αναμενόμενης εξάντλησης τών (μή ανανεώσιμων) αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Τελευταία από τήν Ευρωπαϊκή Ένωση, αλλά καί από πολλά μεμονωμένα κράτη, υιοθετούνται νέες πολιτικές γιά τήν χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές καί γιά τά κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ αποτελούν τήν βάση τού μοντέλου οικονομικής ανάπτυξης τής πράσινης οικονομίας καί κεντρικό σημείο εστίασης τής σχολής τών οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στό οικολογικό κίνημα.
Γενικά
Οι ήπιες μορφές ενέργειας βασίζονται κατ' ουσίαν στήν ηλιακή ακτινοβολία, μέ εξαίρεση τήν γεωθερμική ενέργεια, η οποία είναι ροή ενέργειας από τό εσωτερικό τού φλοιού τής γής, καί τήν ενέργεια απ' τίς παλίρροιες που εκμεταλλεύεται τήν βαρύτητα. Οι βασιζόμενες στήν ηλιακή ακτινοβολία ήπιες πηγές ενέργειας είναι ανανεώσιμες, μιάς καί δέν πρόκειται νά εξαντληθούν όσο υπάρχει ο ήλιος, δηλαδή γιά μερικά ακόμα δισεκατομμύρια χρόνια. Ουσιαστικά είναι ηλιακή ενέργεια "συσκευασμένη" κατά τόν ένα ή τόν άλλο τρόπο: η βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια δεσμευμένη στούς ιστούς τών φυτών μέσω τής φωτοσύνθεσης, η αιολική εκμεταλλεύεται τούς ανέμους που προκαλούνται απ' τήν θέρμανση τού αέρα ενώ αυτές που βασίζονται στό νερό εκμεταλλεύονται τόν κύκλο εξάτμισης-συμπύκνωσης τού νερού καί τήν κυκλοφορία του. Η γεωθερμική ενέργεια δέν είναι ανανεώσιμη, καθώς τά γεωθερμικά πεδία κάποια στιγμή εξαντλούνται.
Χρησιμοποιούνται είτε άμεσα (κυρίως γιά θέρμανση) είτε μετατρεπόμενες σέ άλλες μορφές ενέργειας (κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια). Υπολογίζεται ότι τό τεχνικά εκμεταλλεύσιμο ενεργειακό δυναμικό απ' τίς ήπιες μορφές ενέργειας είναι πολλαπλάσιο τής παγκόσμιας συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Η υψηλή όμως μέχρι πρόσφατα τιμή τών νέων ενεργειακών εφαρμογών, τά τεχνικά προβλήματα εφαρμογής καθώς καί πολιτικές καί οικονομικές σκοπιμότητες που έχουν νά κάνουν μέ τήν διατήρηση τού παρόντος στάτους κβο στόν ενεργειακό τομέα εμπόδισαν τήν εκμετάλλευση έστω καί μέρους αυτού τού δυναμικού.
Τό ενδιαφέρον γιά τίς ήπιες μορφές ενέργειας ανακινήθηκε τήν δεκαετία τού 1970, ως αποτέλεσμα κυρίως τών απανωτών πετρελαϊκών κρίσεων τής εποχής, αλλά καί τής αλλοίωσης τού περιβάλλοντος καί τής ποιότητας ζωής από τήν χρήση κλασικών πηγών ενέργειας. Ιδιαίτερα ακριβές στήν αρχή, ξεκίνησαν σάν πειραματικές εφαρμογές. Σήμερα όμως λαμβάνονται υπόψη στούς επίσημους σχεδιασμούς τών ανεπτυγμένων κρατών γιά τήν ενέργεια καί, αν καί αποτελούν πολύ μικρό ποσοστό τής ενεργειακής παραγωγής, ετοιμάζονται βήματα γιά παραπέρα αξιοποίησή τους. Τό κόστος δέ τών εφαρμογών ήπιων μορφών ενέργειας πέφτει συνέχεια τά τελευταία είκοσι χρόνια καί ειδικά η αιολική καί υδροηλεκτρική ενέργεια, αλλά καί η βιομάζα, μπορούν πλέον νά ανταγωνίζονται στά ίσα παραδοσιακές πηγές ενέργειας όπως ο άνθρακας καί η πυρηνική ενέργεια. Ενδεικτικά, στίς Η.Π.Α. ένα 6% τής ενέργειας προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, ενώ στήν Ευρωπαϊκή Ένωση τό 2010 τό 25% τής ενέργειας θα προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές (κυρίως υδροηλεκτρικά καί βιομάζα).
Πλεονεκτήματα καί μειονεκτήματα
Πλεονεκτήματα
Είναι πολύ φιλικές πρός τό περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικά κατάλοιπα καί απόβλητα.
Δέν πρόκειται νά εξαντληθούν ποτέ, σέ αντίθεση μέ τά ορυκτά καύσιμα.
Μπορούν νά βοηθήσουν τήν ενεργειακή αυτάρκεια μικρών καί αναπτυσσόμενων χωρών, καθώς καί νά αποτελέσουν τήν εναλλακτική πρόταση σέ σχέση μέ τήν οικονομία τού πετρελαίου.
Είναι ευέλικτες εφαρμογές που μπορούν νά παράγουν ενέργεια ανάλογη μέ τίς ανάγκες τού επί τόπου πληθυσμού, καταργώντας τήν ανάγκη γιά τεράστιες μονάδες παραγωγής ενέργειας (καταρχήν γιά τήν ύπαιθρο) αλλά καί γιά μεταφορά τής ενέργειας σέ μεγάλες αποστάσεις.
Ο εξοπλισμός είναι απλός στήν κατασκευή καί τήν συντήρηση καί έχει μεγάλο χρόνο ζωής.
Επιδοτούνται από τίς περισσότερες κυβερνήσεις.
Μειονεκτήματα
Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, τής τάξης τού 30% ή καί χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σέ μεγάλη επιφάνεια γής. Γι' αυτό τό λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σάν συμπληρωματικές πηγές ενέργειας.
Γιά τόν παραπάνω λόγο πρός τό παρόν δέν μπορούν νά χρησιμοποιηθούν γιά τήν κάλυψη τών αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων.
Η παροχή καί απόδοση τής αιολικής, υδροηλεκτρικής καί ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από τήν εποχή τού έτους αλλά καί από τό γεωγραφικό πλάτος καί τό κλίμα τής περιοχής στήν οποία εγκαθίστανται.
Γιά τίς αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δέν είναι κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο καί θανάτους πουλιών. Μέ τήν εξέλιξη όμως τής τεχνολογίας τους καί τήν προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκατάστασης (π.χ. σέ πλατφόρμες στήν ανοιχτή θάλασσα) αυτά τά προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.
Γιά τά υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από τήν αποσύνθεση τών φυτών που βρίσκονται κάτω απ' τό νερό κι έτσι συντελούν στό φαινόμενο τού θερμοκηπίου.
Είδη ήπιων μορφών ενέργειας
Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιήθηκε παλιότερα γιά τήν άντληση νερού από πηγάδια καθώς καί γιά μηχανικές εφαρμογές (π.χ. τήν άλεση στούς ανεμόμυλους). Έχει αρχίσει νά χρησιμοποιείται ευρέως γιά ηλεκτροπαραγωγή.
Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο γιά θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες καί φούρνοι) ενώ η χρήση της γιά τήν παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει νά κερδίζει έδαφος, μέ τήν βοήθεια τής πολιτικής προώθησης τών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από τό ελληνικό κράτος καί τήν Ευρωπαϊκή Ένωση.
Υβριδικό αυτόνομο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, αποτελούμενο από φωτοβολταϊκή συστοιχία, ανεμογεννήτρια, εφεδρικό Η/Ζ καί συσσωρευτές
Υδατοπτώσεις. Είναι τά γνωστά υδροηλεκτρικά έργα, που στό πεδίο τών ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται περισσότερο στά μικρά υδροηλεκτρικά. Είναι η πιό διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας.
Βιομάζα. Χρησιμοποιεί τούς υδατάνθρακες τών φυτών (κυρίως αποβλήτων τής βιομηχανίας ξύλου, τροφίμων καί ζωοτροφών καί τής βιομηχανίας ζάχαρης) μέ σκοπό τήν αποδέσμευση τής ενέργειας που δεσμεύτηκε απ' τό φυτό μέ τήν φωτοσύνθεση. Ακόμα μπορούν νά χρησιμοποιηθούν αστικά απόβλητα καί απορρίμματα. Μπορεί νά δώσει βιοαιθανόλη καί βιοαέριο, που είναι καύσιμα πιό φιλικά πρός τό περιβάλλον από τά παραδοσιακά. Είναι μία πηγή ενέργειας μέ πολλές δυνατότητες καί εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθεί πλατιά στό μέλλον.
Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τήν θερμότητα που παράγεται απ' τήν ραδιενεργό αποσύνθεση τών πετρωμάτων τής γής. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει μέ φυσικό τρόπο στήν επιφάνεια, π.χ. στούς θερμοπίδακες ή στίς πηγές ζεστού νερού. Μπορεί νά χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας γιά θερμικές εφαρμογές είτε γιά τήν παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει τό 80-90% τών ενεργειακών της αναγκών, όσον αφορά τήν θέρμανση, καί τό 20%, όσον αφορά τόν ηλεκτρισμό, μέ γεωθερμική ενέργεια.
Ενέργεια από παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται τήν βαρύτητα τού Ήλιου καί τής Σελήνης, που προκαλεί ανύψωση τής στάθμης τού νερού. Τό νερό αποθηκεύεται καθώς ανεβαίνει καί γιά νά ξανακατέβει αναγκάζεται νά περάσει μέσα από μία τουρμπίνα, παράγοντας ηλεκτρισμό. Έχει εφαρμοστεί στήν Αγγλία, τήν Γαλλία, τήν Ρωσία καί αλλού.
Ενέργεια από κύματα. Εκμεταλλεύεται τήν κινητική ενέργεια τών κυμάτων τής θάλασσας.
Ενέργεια από τούς ωκεανούς. Εκμεταλλεύεται τήν διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στά στρώματα τού ωκεανού, κάνοντας χρήση θερμικών κύκλων. Βρίσκεται στό στάδιο τής έρευνας.
11