Na początek zastanówmy się, co rozumiemy pod pojęciem środowiska naturalnego. Ogólnie nasze rozumienie środowiska naturalnego wiąże się z otaczającą nas przyrodą. Składa się z takich elementów jak: rzeźba terenu i jego budowa geologiczna, szata roślina, zwierzęta, a także klimat, zasoby wodne, gleby. Samo środowisko charakteryzuje się ogromnym zróżnicowaniem, czy to pod względem gatunków roślin i zwierząt występujących w nim, czy pod względem ukształtowania geograficznego. Obserwuje różne typy środowisk naturalnych w każdym punkcie kuli ziemskiej. Przykładami różnych rodzajów środowisk są środowiska leśne, rolnicze, pustynne, równikowe, itp..
Człowiek jest integralną częścią środowiska naturalnego. Jest elementem, który ma największy wpływ na jego rozwój i kształt. Niestety człowiek w znaczący sposób przyczynił się do degradacji środowiska naturalnego. Postęp technologiczny, jaki został uczyniony przez ludzkość spowodował ogromne zanieczyszczenie i rabunkową eksploatację surowców naturalnych. Dlatego też bardzo często dzisiaj środowiskiem naturalnym, określa się teren, który, na który człowiek nie miał wpływu.
Metody produkcji energii.
Człowiek do zarania dziejów potrzebował energii, która mogłaby go ogrzać, czy wykonać za niego określoną pracę. Przez wieki sposoby wytwarzania energii ulegały zmianom i modyfikacjom. W wieku XIX do tego celu używano pary wodnej, natomiast w wieku XX elektryczności. Jednak W każdym z tych przypadków energią pierwotną była energia spalanego materiału. Materiałem tym było na początku drewno i inne substancje roślinne, jednak w miarę postępu w wydobyciu surowców naturalnym stał się nim węgiel kamienny i ropa naftowa. Dlatego też, ani para wodna, ani elektryczność to tak naprawdę nie źródła energii, a tylko ich pewne formy, które można z kolei zamienić na inne postaci.
Wydobycie węgla wiąże się z ogromnymi kosztami i nakładami ludzkiej pracy. Najbardziej kosztowne jest to dla przyrody, która zostaje pozbawiona olbrzymich pokładów surowców naturalnych, oraz zanieczyszczona efektami ich spalania. W 1941 roku wydobyto ok. 2, 5 miliarda ton paliw kopalnych. Natomiast gdybyśmy wykorzystali jako źródło energii energię jądrową, to energię tej ilości paliw kopalnych z powodzeniem zastąpiłoby tysiąc ton uranu.
W wyniku nieustannej eksploatacji paliw kopalnych, może się okazać, iż już za kilkadziesiąt lat ich zabraknie. Zasoby te powstały miliony lat temu, jako wynik rozkładu martwych szczątków pochodzenia roślinnego. Dziś ten proces praktycznie nie zachodzi. Dlatego też bardzo ważną kwestią dla człowieka jest uświadomienie sobie znaczenia w takiej sytuacji energii atomowej. Ludzkość posiada w ręku narzędzie do taniego i czystego dla środowiska naturalnego sposobu otrzymywania energii.
Jaki wpływ na środowisko wywierają procesy produkcji energii?
Jednak nie wszystko tak pięknie wygląda. Energia atomowa niesie ze sobą pewne zagrożenia. W czasie produkcji energii w elektrowniach jądrowych powstają odpady radioaktywne, których czas rozkładu może dochodzić nawet do milionów lat, czego przykładem jest pluton. Odpady te należy odpowiednio zabezpieczać, jednak nikt nie ma pewności, że dane ich miejsce składowania przez ten czas nie będzie stanowić zagrożenia dla środowiska i człowieka. Powstające w wyniku pracy elektrowni jądrowych radioaktywne opary, także przedostają się do środowiska i krążą w nim przez wiele tysięcy lat, przedostając się do roślin i organizmów żywych. Nie wspominamy tutaj nawet o katastrofalnych w skutkach awariach elektrowni jądrowych, które w przeszłości często się zdarzały.
Jednak używanie zwykłych źródeł energii, jako paliwa które się spala, dokonując w ten sposób zamiany energii chemicznej na energię mechaniczną, jest sposobem jeszcze bardziej trującym dla przyrody. W wyniku spalania węgla kamiennego, czy ropy naftowej, powstaje mnóstwo toksycznych związków które przedostają się do atmosfery i powodują olbrzymie zanieczyszczenie. Efektami tego zanieczyszczenia są występujące kwaśne deszcze, smog, a także efekt cieplarniany. W wyniku efektu cieplarnianego może dojść do stopienia lodowców i globalnej powodzi.
Jednak istnieją inne źródła - tzw. niekonwencjonalne źródła energii, które są jak najbardziej przyjazne środowisku pod każdym względem i stanowią niewyczerpalne źródło energii.
Niekonwencjonalne źródła energii.
Stanowią bardzo ciekawą alternatywę w produkowaniu energii, głównie że są to sposoby na ogół bardzo tanie i przede wszystkim czyste i przyjazne dla środowiska naturalnego.
Energia słoneczna
W ostatnich latach powstało kilka ciekawych projektów elektrowni wykorzystujących jako źródło energię emitowaną przez Słońce. W latach 1984 - 1992 wybudowano na pustyni Mojave w USA kompleks 13 elektrowni słonecznych. Także w 1984 w USA wybudowano inną elektrownię słoneczną o nazwie Carrissa Plain. W elektrowni tej dochodziło do zamiany energii słonecznej na energię elektryczną za pomocą ogniw fotoelektrycznych. Co ciekawe, to ogniwa takie nie tylko przetwarzają energię słoneczną przy słonecznej pogodzie, ale także w przypadku zachmurzonego nieba, kiedy to światło dociera do nich rozproszone. Jeśli chodzi o Europę to w 1983 roku wybudowano w Niemczech elektrownię słoneczną, która osiąga moc 300 kW. Jednak największą elektrownią heliotermiczną znajdującą się na starym kontynencie jest elektrownie zbudowana we Włoszech, która wytwarza energię elektryczną o mocy 3 MW. W planach jest wybudowanie w 2003 roku przez Grecję elektrowni Słonecznej, której moc wynosić będzie 50 MW. Taka ilość energii, byłaby w stanie zaspokoić potrzeby 100 tys. mieszkańców pobliskiego miasta.
Jednak energia słoneczna nie jest energią tanią. Elektrownie słoneczne wymagają dużych nakładów finansowych. Dlatego też, obecnie uważa się, że wykorzystanie energii słonecznej ma większe szanse powodzenia w przypadku niewielkich instalacjach przy domowych. Mogłaby wtedy służyć jako źródło energii potrzebnej do ogrzania wody w domu. Woda taka mogłaby osiągnąć temperaturę 400 C, co już wystarczyłoby do ogrzania domu w systemie ogrzewania podłogowego. Możliwe jest także wykorzystanie większych kolektorów słonecznych, które dostarczałyby większej ilości energii. Obecnie takie ogniwa wykorzystuje się w rolnictwie, czy przy niektórych basenach kąpielowych.
Ciekawy pomysł zbierania energii słonecznej zaprezentowano w Szwajcarii. W kraju tym, w pobliżu miejscowości Interlaken, zainstalowano system który zbiera ciepło z nagrzanej przez Słońce pobliskiej szosy. Ciepło to jest magazynowane i wykorzystywane w zimie do ogrzania tej samej szosy, tak aby śnieg i lód się na niej nie zbierał.
Innym sposobem przetwarzania energii, jest metoda którą wykorzystują rośliny. W wyniku przeprowadzania przez nie procesu fotosyntezy, energia słoneczna jest wykorzystywana do ich rozwoju. Możemy powiedzieć, że energia słoneczna jest wykorzystywana do produkcji biomasy. Taka biomasa może następnie posłużyć jako paliwo, w wyniku którego spalania otrzymamy energię. Typami biomasy, które wchodzą tutaj w grę są np. słoma, drewno, czy torf. Biomasa charakteryzuje się nieco mniejszą wydajnością niż węgiel kamienny, jednak jej spalanie nie powoduje zanieczyszczenia, a powstałe odpady są częścią naturalnego obiegu przyrody. Nawet dwutlenek węgla, który powstaje w wyniku spalania jest równy tej samej ilości, która jest absorbowana przez rośliny w czasie ich wegetacji. Aby biomasa nadawała się do spalenia musi zostać dokładnie wysuszona. Jednak przedtem może posłużyć, jako produkt, z którego można otrzymać tzw. biogaz na drodze fermentacji beztlenowej. Przykład takiego zastosowania można znaleźć w naszym kraju, a dokładnie w Toruniu, gdzie taki system pracuje na wysypisku śmieci. System ten jest zdolny wyprodukować 550 kW energii elektrycznej i 800 kW energii cieplnej w ciągu każdej godziny. Tak wytworzona energia jest następnie zużywana do ogrzania pobliskich mieszkań. Całoroczna produkcja tak otrzymywanej energii, odpowiada spaleniu 2, 6 tysięcy ton węgla. Istnieją także inne sposoby otrzymywania energii z biomasy wykorzystujące ciepło wydzielane w czasie jej tzw. kompostowania. Metody takie zastosowano w Szwecji, gdzie wybudowano specjalne plantacje energetyczne.
Energia wodna
Oprócz wykorzystania energii wodnej poprzez budowanie różnego rodzaju tam możliwe jest także wykorzystanie energii pływów morskich, energii cieplnej wody, a także energii fal morskich. W przypadku fal morskich energie można wykorzystać, poprzez zastosowanie pływaka poruszającego się w górę i w dół. W ten sposób taki pływak porusza pompę, która z kolei pompuje wodę na turbinę zasilającą generator. W przypadku elektrowni wykorzystujących energię pływów morskich istotne jest położenie elektrowni. Najbardziej odpowiednie miejsca do ujścia rzek, a zasada działania takiej elektrowni jest bardzo podobna do zasady działania zwykłej elektrowni wodnej. Tutaj także do produkcji energii elektrycznej wykorzystywany jest ruch turbin. Możliwym jest także wykorzystanie energii cieplnej oceanów. W tym wypadku wykorzystuje się różnicę temperatur pomiędzy powierzchnią wody a jej głębinami. Takie elektrownie powstają bezpośrednio na wodzie i noszą nazwę elektrowni maretermicznych.
Energia wiatru
Wykorzystywanie energii wiatru, było swego czasu najbardziej popularnym sposobem otrzymywania energii w gospodarstwach rolnych. Jako, że wiatr towarzyszy nam od zarania dziejów, już tysiące lat temu ludzie nauczyli się go wykorzystywać do swoich celów. Obliczenia wskazują na to, że obecna energia wiatrów byłaby w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne całej naszej planety.
W dzisiejszym świecie istnieje bardzo dużo elektrowni wiatrowych. Ich rozrost nastąpił po 1973 roku, kiedy to nastąpił kryzys energetyczny. Najwięcej z nich istnieje w Niemczech, bo aż 5850, następnym w kolejności krajem jest Dania, która posiada ich 4700. Jak wiadomo, ich działanie jest silnie uzależnione od siły wiatru. Dlatego też najbardziej opłacalne jest budowanie ich w miejscach gdzie wiatr, często i silnie wieje. Energia, jaką w ten sposób otrzymujemy jest całkowicie czysta. Jednak bolączką tychże elektrowni jest ich niska wydajność. Aby zastąpić jedną zwykłą elektrownie spalającą paliwa kopalne, należałoby użyć 1000 wiatraków, o średnicy 50 metrów.
