Energie regenerabilă și neregenerabilă: avantaje și impact asupra mediului

Fără energie, lumea nu ar putea funcționa așa cum o cunoaștem. Este motorul progresului, alimentează industria, iluminează orașele de pe întreaga planetă și ne ține conectați unii cu alții. Dicționarul definește energia ca fiind capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dată în altă stare. Dar, dincolo de termenii tehnici, energia este ceea ce face ca lumea să funcționeze așa cum o cunoaștem și ne influențează fiecare aspect al vieții noastre de zi cu zi.

Energia se împarte în două mari categorii, regenerabilă și neregenerabilă, iar fiecare prezintă avantaje și dezavantaje atât pentru utilizatorii finali, cât și pentru mediul înconjurător. Resursele regenerabile sunt acelea care pot fi reînnoite în timp, spre deosebire de sursele neregenerabile. Prin înțelegerea diferenței dintre resursele regenerabile și cele neregenerabile, putem lua decizii mai informate despre cum utilizăm energia electrică și cum protejăm mediul pentru generațiile viitoare.

Ce este energia?

Energia, în fizică, este capacitatea de a efectua lucru mecanic. Poate exista sub diverse forme: potențială, cinetică, termică, electrică, chimică sau nucleară. Un corp în mișcare are energie cinetică, iar un arc tensionat, deși în repaus, are energie potențială datorită configurației sale.

Energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar transformată dintr-o formă în alta, conform principiului conservării energiei sau primei legi a termodinamicii. De exemplu, când un obiect alunecă pe o pantă, energia potențială se transformă în energie cinetică. Pe măsură ce obiectul încetinește din cauza frecării, energia cinetică devine energie termică, încălzind obiectul și suprafața de contact.

Energia poate fi convertită dintr-o formă în alta prin diverse metode, cum ar fi motoare termice, generatoare, baterii și celule de combustie. În Sistemul Internațional de Unități (SI), energia este măsurată în jouli, unde un joule reprezintă lucrul mecanic efectuat de o forță de un newton pe o distanță de un metru.

Ce forme de energie există?

Există două categorii principale de energie: potențială și cinetică. 

Energia potențială include: 

• energia chimică – în baterii, biomasă, petrol;
• energia mecanică – în arcuri comprimate;
• energia nucleară – în nucleul atomului;
• energia gravitațională – în obiecte ridicate la înălțime.

Energia cinetică include:

• energia radiantă – lumina vizibilă, razele X;
• energia termică – căldura, energia de mișcare, respectiv vântul;
• energia electrică – electroni în mișcare.

Energiile potențiale și cinetice se împart și ele în două forme mari, respectiv cea regenerabilă și aceea neregenerabilă.

Energia neregenerabilă provine din combustibili fosili precum cărbunele, gazele naturale și petrolul, care, odată consumați, nu se mai regenerează. Majoritatea vehiculelor și avioanelor folosesc acest tip de energie.

Pe de altă parte, energia regenerabilă, precum cea solară sau eoliană, se regenerează continuu și nu se epuizează – gândește-te la vântul care mișcă palele unei turbine eoliene pentru a produce electricitate.

Ce este energia regenerabilă?

Energia regenerabilă provine din surse naturale care se reînnoiesc continuu pe termen scurt, precum lumina solară și vântul. Spre deosebire de sursele neregenerabile, precum cărbunele sau petrolul, care sunt finite și se formează în milioane de ani, sursele de energie regenerabilă sunt abundente și durabile. Ele nu se epuizează în timp, avantaj care, explorat suficient, ar putea contribui la reducerea schimbărilor climatice și asigurării securității energetice pe termen lung.

Sursele de energie regenerabilă sunt:

• energia solară;
• energia eoliană;
• energia geotermală;
• hidroenergia;
• bioenergia.

Panourile fotovoltaice și sistemele de concentratoare de radiație solară transformă radiația solară în electricitate și căldură. Energia solară este extrem de versatilă, capabilă să furnizeze electricitate chiar și în condiții meteorologice nefavorabile, datorită progreselor tehnologice.

Energia eoliană utilizează energia cinetică a aerului în mișcare prin turbine eoliene atât pe uscat, cât și în larg. Este un sector în creștere rapidă la nivel global, beneficiind de designuri îmbunătățite ale turbinelor care maximizează producția de energie din vitezele variabile ale vântului și din diverse locații.

Energia geotermală exploatează căldura internă a Pământului, folosind rezervoare de abur sau apă caldă sub suprafață. Această căldură poate fi utilizată direct pentru încălzirea clădirilor sau convertită în electricitate prin centrale geotermale, oferind o sursă de energie fiabilă și cu emisii scăzute.

Hidroenergia folosește energia apei în mișcare fie din râuri direct, fie stocată în rezervoare create de baraje. Este în prezent cea mai mare sursă de electricitate regenerabilă la nivel global, oferind nu doar energie, ci și beneficii în gestionarea apei, precum irigații și controlul inundațiilor.
Bioenergia implică utilizarea materialelor organice, cum ar fi lemnul, deșeurile agricole și chiar algele, pentru a produce căldură, electricitate sau biocombustibili. În timp ce bioenergia poate emite unele gaze cu efect de seră, este considerată regenerabilă dacă este gestionată într-un mod sustenabil, cum ar fi prin utilizarea deșeurilor organice sau a culturilor energetice dedicate.

Care sunt avantajele energiei regenerabile?

Energia regenerabilă este singura formă de energie de care ne putem folosi nelimitat și care contribuie la reducerea nivelului de poluare la nivel mondial. Fiind un sector în creștere, energia regenerabilă poate duce treptat la apariția unor noi locuri de muncă și, implicit, la creșterea economiei globale. Iată care sunt cele mai importante avantaje ale energiei regenerabile:

Utilizarea ei contribuie la combaterea schimbărilor climatice

Poate cel mai mare avantaj al energiei regenerabile este că nu emite gaze cu efect de seră, principala cauză a încălzirii globale și a schimbărilor climatice. Sursele de energie regenerabilă, precum cele eoliene sau cele solare, contribuie semnificativ la reducerea emisiilor de dioxid de carbon (CO2) și a altor poluanți nocivi în atmosferă. Impactul pozitiv al energiei regenerabile nu se oprește aici.

Energia regenerabilă, fie că vorbim despre cea solară, fie despre cea eoliană sau geotermală, contribuie la protejarea mediului înconjurător, prin încetinirea procesului de degradare a ecosistemelor, limitarea nivelului mărilor și minimizarea fenomenelor meteorologice extreme asociate schimbărilor climatice. Aceste beneficii nu sunt doar locale, ci au un impact global, ajutând la protejarea biodiversității și a resurselor naturale de care depinde viața pe Pământ. Pentru a reduce efectele schimbărilor climatice, este necesar să ne reorientăm către surse regenerabile de energie.

Uniunea Europeană are ca obiectiv ca, până în 2030, cel puțin 32% din energia produsă să provină din surse regenerabile, ca parte a eforturilor de a ajunge la neutralitatea carbonului până în 2050.

Este o sursă inepuizabilă de energie

Spre deosebire de sursele de energie neregenerabile, cele regenerabile sunt inepuizabile. Motivul este pentru că acestea provin din resurse naturale și procese care sunt în mod constant regenerabile, spre exemplu, soarele, vântul, apa sau deșeurile de biomasă. Ceea ce înseamnă că ele pot fi utilizate în mod constant, fără grija că se vor epuiza vreodată. 

Aduce beneficii economice

Industria energiei regenerabile se află în plină expansiune. Această creștere generează o cerere crescută de personal pentru a ocupa locurile de muncă din sectorul energiilor regenerabile, necesare pentru finalizarea proiectelor și menținerea eforturilor către un viitor cu emisii neutre. Beneficiile economice ale energiilor regenerabile sunt de asemenea semnificative. Energia regenerabilă poate economisi bani atât întreprinderilor, cât și consumatorilor. De exemplu, pe măsură ce costurile pentru energiile solară și eoliană scad, acestea devin competitive cu sursele neregenerabile și, în unele cazuri, chiar mai economice. 

Pe termen lung, energia regenerabilă are potențialul de a stabiliza prețurile energiei pentru întreaga populație.

Care sunt dezavantajele energiei regenerabile?

Energia regenerabilă are multe beneficii pentru planetă și populație, însă poate prezenta și anumite dezavantaje de care este bine să fim conștienți.

Nu este disponibilă nonstop

Chiar dacă energia regenerabilă este infinită, sursele de energie nu sunt disponibile 24h/7 zile, deoarece depind de resursele naturale. Spre exemplu, în cazul în care deții panouri solare fotovoltaice pentru generarea de energie electrică, există riscul ca acestea să nu funcționeze la capacitate maximă în cazul vremii nefavorabile și în absența soarelui. De aceea, atunci când iei decizia să îți instalezi panouri fotovoltaice, este important să ții cont de clima locală și să fii foarte atent cum le poziționezi, astfel încât să funcționeze la randament maxim. În cazul energiei eoliene, dacă forța vântului nu este suficient de puternică, atunci parcurile eoliene de pe uscat și de pe mare nu pot funcționa optim. De asemenea, în cazul energiei hidroelectrice, dacă nivelurile de apă nu sunt suficient de ridicate sau este secetă, acest lucru va afecta producția de energie.

Necesită un spațiu semnificativ pentru implementarea proiectelor

Proiectele de energie regenerabilă au nevoie de anumite condiții și un spațiu geografic extins pentru a se dezvolta, lucru care nu este întotdeauna posibil. Spre exemplu, țările care beneficiază de o climă caldă, cu soare regulat, ar putea produce energie solară. Cu toate acestea, dacă există alte infrastructuri care ocupă deja spațiul sau condițiile terenului nu ajută, producerea energiei nu va fi posibilă. În același timp, hidroenergia cu acumulare pompată este o modalitate mai eficientă de a stoca energie, dar necesită un teren adecvat, care nu este disponibil în întreaga lume.

Ce este energia neregenerabilă?

Energia neregenerabilă este o formă de energie care provine din surse limitate și care nu se vor reînnoi într-un timp util pentru noi sau pentru generațiile următoare.

Principalele tipuri de energie neregenerabilă includ:

• combustibilii fosili;
• energia nucleară.

Combustibilii fosili

Combustibilii fosili sunt cea mai comună formă de energie neregenerabilă și includ cărbunele, petrolul și gazele naturale. Aceste resurse s-au format într-un proces care a durat sute de milioane de ani. Plantele, algele și planctonul acumulau energie solară prin fotosinteză în vechile zone umede ale Pământului. În timp, aceste organisme moarte s-au acumulat pe fundul mărilor și lacurilor, fiind supuse unor presiuni și temperaturi mari, ceea ce a dus la formarea cărbunelui, gazelor naturale și petrolului. Aceste resurse sunt acum stocate subteran în mari rezervoare și sunt extrase pentru a furniza energie.

Cărbunele este o rocă de culoare neagră sau brună, care este arsă pentru a produce energie. Exploatarea acestui tip de combustibil se face prin metode subterane sau de suprafață, fiecare având un impact negativ semnificativ asupra mediului prin poluarea aerului și apei, precum și prin degradarea habitatelor naturale.

Petrolul este un lichid fosilifer, cunoscut și sub numele de țiței sau petrol brut. Acesta se formează prin transformarea materialului organic îngropat sub presiune și temperaturi ridicate timp de milioane de ani, iar apoi este extras din rezervoare subterane folosind mașini de foraj uriașe. Este folosit pe scară largă ca sursă de energie și materie primă pentru produse precum benzină, plastice și alte materiale.

Gazele naturale sunt în principal compuse din metan și se regăsesc în formațiunile rocilor subterane. Extracția de gaze naturale implică uneori utilizarea tehnicii de fracturare hidraulică. Acest proces presupune extracția de petrol și gaze naturale din roci aflate adânc sub pământ, prin pomparea unor cantități mari de apă, amestecate cu nisip și substanțe chimice, sub presiune ridicată în puțuri de foraj. Fracturarea hidraulică este considerată un proces controversat din cauza impactului său asupra mediului și a resurselor de apă.

Energia nucleară

Energia nucleară utilizează reacțiile nucleare pentru a produce energie, de obicei prin fisiunea nucleelor atomice. Deși energia nucleară în sine este considerată o sursă de energie regenerabilă din perspectivă teoretică, resursele nucleare precum uraniul sunt neregenerabile și necesită perioade lungi de timp pentru a se forma și acumula în natură. Utilizarea energiei nucleare ridică îngrijorări semnificative legate de gestionarea deșeurilor radioactive și de siguranța instalațiilor nucleare.

Care sunt avantajele energiei neregenerabile?

La nivel mondial, depindem în mare proporție de energia neregenerabilă, deoarece prezintă anumite avantaje pe care cea regenerabilă nu le are. Iată care sunt acestea:

Costuri competitive în anumite regiuni

Deși prețul energiei din surse neregenerabile a crescut în ultimii ani, în anumite regiuni și scenarii, aceasta rămâne competitivă datorită infrastructurii existente și capacității de a furniza energie constantă, indiferent de condițiile meteo. Cu toate acestea, pe termen lung, costurile energiei regenerabile devin din ce în ce mai avantajoase, în special în contextul politicilor de tranziție energetică din Uniunea Europeană.

Se generează mai multă energie din surse neregenerabile

În prezent, sursele de energie neregenerabilă continuă să domine producția globală de energie. Potrivit raportului World Energy Outlook 2023, combustibilii fosili au acoperit în mod constant aproximativ 80% din cererea globală de energie timp de decenii, iar în scenariul politicilor actuale (STEPS), aceștia vor reprezenta încă 73% din cerere în 2030. De exemplu, în 2023, sursele neregenerabile au contribuit semnificativ la mixul energetic, în ciuda creșterii continue a energiei regenerabile.

Deși energia regenerabilă a devenit principala sursă de electricitate în Uniunea Europeană, cu o pondere de 44,7% din totalul producției, energia neregenerabilă încă joacă un rol dominant în satisfacerea cererii globale de energie. Acest lucru se datorează în parte faptului că sursele de energie neregenerabilă, precum gazul natural, cărbunele și petrolul, au o densitate energetică ridicată și beneficiază de o infrastructură globală bine dezvoltată. În schimb, tehnologiile regenerabile, deși mai rapide de implementat, precum parcurile fotovoltaice, se confruntă cu provocări legate de intermitența resurselor și necesitatea unor soluții eficiente de stocare, aflate încă în dezvoltare.

Este furnizată oriunde și oricând

Spre deosebire de sursele de energie regenerabile, cele neregenerabile sunt disponibile aproape oriunde pe glob. Acest lucru este deosebit de benefic pentru țările în care producția de energie regenerabilă nu a ajuns încă sau nu este o opțiune. De exemplu, o țară cu aprovizionare neuniformă de apă probabil nu va produce energie hidroelectrică, dar probabil va produce energie fotovoltaică. Totodată, sursele de energie neregenerabilă pot genera electricitate 24 de ore pe zi, șapte zile pe săptămână, și poate fi produsă în orice condiții meteorologice.

Care sunt dezavantajele energiei neregenerabile?

Indiferent de sursa din care provine, energia neregenerabilă are dezavantaje care se reflectă în multiple moduri asupra planetei și a sănătății populației globale:

Afectează mediul înconjurător

Probabil că ai auzit până acum de gazele cu efect de seră, care sunt eliberate în timpul arderii combustibililor fosili pentru generarea de energie. Aceste gaze joacă un rol important în ceea ce privește schimbările climatice și determină emisii de CO2, contribuind astfel la creșterea nivelului mărilor, la fenomene meteorologice extreme și la topirea calotelor glaciare.

Sursele de energie neregenerabilă nu doar că provoacă probleme legate de încălzirea globală, ci sunt, de asemenea, responsabile pentru poluarea aerului și a apei. De exemplu, mineritul cărbunelui poate contamina rezervele de apă cu metale grele, iar deversările de petrol pot devasta viața marină și comunitățile de coastă. Impactul pe care îl au aceste surse de energie asupra mediului este considerabil și de durată, necesitând măsuri riguroase de control și prevenție.

Sănătatea populației, pusă în pericol

Poluarea generată de emisiile de gaze cu efect de seră afectează implicit sănătatea umană. În urma producerii de energie neregenerabilă se eliberează în aer poluanți precum dioxidul de sulf, oxizii de azot și monoxidul de carbon, care pot genera probleme de sănătate, de la afecțiuni respiratorii la cancer pulmonar.

Are un caracter finit

Sursele de energie neregenerabilă se formează pe parcursul a milioane de ani din rămășițele plantelor și ale animalelor și nu pot fi înlocuite odată ce sunt epuizate. Anumite estimări arată că rezervele de combustibili fosili ar putea fi complet epuizate până în anul 2060. Și, din acest motiv, devine necesar să facem tranziția către sursele de energie regenerabilă, astfel încât să asigurăm viabilitatea pe termen lung a sistemului energetic global.

Privind spre viitor, e limpede că tranziția către surse de energie regenerabilă devine tot mai necesară. Creșterea populației globale și dezvoltarea economică impulsionează cererea de energie, iar dependența de resursele neregenerabile nu mai este o opțiune viabilă pe termen lung.

Investițiile în cercetare și dezvoltare, precum și politicile favorabile și susținerea guvernelor vor accelera adoptarea surselor de energie regenerabilă. De asemenea, inovarea, diversificarea modalităților de stocare a energiei și eficiența energetică vor contribui la stabilitatea și fiabilitatea rețelelor energetice viitoare.

Dacă fiecare locuitor va adopta practici energetice sustenabile, indiferent că alege să își monteze panouri fotovoltaice sau turbine eoliene, ori că preferă să recicleze, va reduce astfel impactul negativ asupra mediului și va contribui la bunăstarea comunităților globale.