משאבי טבע מתחדשים

הצורך במקורות אנרגייה נוספים

בשנת 2019 עמד חלקה של האנרגיה המתחדשת מסך ייצור החשמל העולמי על כ-27%.
משק החשמל, הוא רק חלק ממשק האנרגיה אשר כולל גם תחבורה, חימום ועוד. כאשר לוקחים בחשבון את כלל משק האנרגיה הגלובלי, חלקה של האנרגיה המתחדשת, נכון לשנת 2019 הוא כ-11% בלבד. בדו"ח של ארגון IPCC מטעם האו"ם (הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים) לשנת 2021 עולה כי היום קיים קונצנזוס בקהילה המדעית בעניין תוצרי הפליטה (פחמן דו חמצני , גז מתאן) של דלק מאובן הם גורמים להגברת אפקט החממה ולהתחממות עולמית ומסבים נזקים לסביבה כגון זיהום אוויר, ערפיח וגשם חומצי. ההתחממות העולמית כרוכה בבעיות סביבה נוספות ובהן שינויי אקלים, המסת קרחונים, עליית מפלס האוקיינוסים ועוד.

אנרגיית השמש - אנרגייה סולרית

אנרגיית השמש מקורה בקרינה ישירה המגיעה מהשמש. זוהי אנרגייה זמינה הנמצאת בשפע מעל ומעבר לתצרוכת האנושית. ואולם קיים קושי טכנולוגי בניצולה היעיל. מדינת ישראל נמנית עם המדינות המתקדמות בעולם במחקר ובתעשייה הנוגעים לאנרגייה סולרית.
חסרונותיה הבולטים של אנרגייה זו הם עלותה (פי ארבעה מזו של דלק מאובנים) ואי סדירות הפקתה כתוצאה ממחזורי העונות והימים.
קיימות כמה טכנולוגיות נפוצות המנצלות אנרגיית שמש: דוד שמש (קולטי שמש), תא פוטו-ווֹלְטָאִי, טורבינה סולרית, ארובות שרב ומגדלים סולריים.

אנרגיית הרוח

הדרך להפיק אנרגייה מהרוח היא על ידי מדחפים הממירים את תנועת הרוח לאנרגיית חשמל. טורבינת רוח מודרנית מאפשרת כיום לספק חשמל ל-2,000 משקי בית בקירוב. דנמרק נחשבת חלוצה בהקמת טורבינות רוח. כ-20% מהחשמל במדינה זו מיוצרים באמצעות טורבינות רוח. במדינות הסקנדינביות השימוש בטורבינות רוח נפוץ ביותר.
החסרונות העיקריים בשיטה זו הם רעש ופגיעה בנוף וסכנה לפגיעה בבעלי כנף. טורבינות חדשות יותר מזערו את הבעיות האלה. כיום רבות מהן מוצבות בים. כמו כן המגמה היא לייצר טורבינות גדולות יותר כדי להשתמש בפחות טורבינות. גם מהירות סיבוב הלהבים קטנה יותר.
בישראל הוקמו טורבינות רוח ברמת הגולן, באלוני הבשן ובגלבוע. טורבינות אלו מספקות פחות מאחוז מצריכת החשמל בישראל, ויש חילוקי דעות באשר לפוטנציאל של אנרגייה זו בישראל.

אנרגיית המים - אנרגייה הידרואלקטרית

אנרגיית מים היא אנרגיית חשמל המופקת מתנועה של מים ממקום גבוה למקום נמוך יותר.
תנועת המים אוצרת אנרגייה רבה ויכולה לנבוע מאידוי ומירידה של גשמים, מהבדלים בקליטת חום השמש בקווי הרוחב השונים, מזרמים תת מימיים וממחזורי גאות ושפל. כדי ליצור חשמל אפשר לנצל זרימת נהרות, מפלי מים, גלי ים והפרשי גאות ושפל בחופי הימים.
בתהליכים אלו המים הזורמים מניעים מדחפים אשר ממירים את האנרגייה הקינטית לאנרגייה חשמלית. שיטות אלו שימושיות במיוחד במדינות שבהן נהרות גדולים שלהם זרימת מים חזקה.
בישראל נבנה מפעל הידרואלקטרי בנהריים שבעמק הירדן בראשית שנות ה-40 של המאה העשרים. את המפעל בנה פנחס רוטנברג. תחנת הכוח שהקים הפיקה חשמל בעזרת אנרגיית מים וסיפקה את התצרוכת הנדרשת לאזור הצפון עד לעיר חיפה ולעיר אירביד וסביבתה. במלחמת העצמאות נכבשה התחנה בידי חיילים עיראקים ונהרסה.
בשנות החמישים החלו לעבד תכניות לייצור חשמל מטורבינות מים בתעלת הימים, שהייתה אמורה לזרום מהים התיכון או מים סוף לים המלח ולנצל את הפרשי הגבהים הגדולים. ואולם התכנית ננטשה.

אנרגייה גאותרמית

מקורה של אנרגייה גאותרמית בחום הטבעי האצור מתחת למעטה קרום כדור הארץ. אנרגייה זו זמינה באזורים מעטים בעולם הפעילים פעילות טקטונית. החום עולה אל פני כדור הארץ בהתפרצויות של הרי געש, של גייזרים ושל מעיינות מים חמים. ברוב תחנות הכוח לייצור חשמל ממקורות גאותרמיים נוהגים להשתמש בקיטור ולהחזיר את המים החמים בלא שימוש חזרה לאדמה. אחת המדינות הבולטות הנעזרת באנרגייה זו היא איסלנד שכמחצית מצורכי האנרגייה שלה מסופקים ממקורות גאותרמיים.

ביו-דלקים

המונח ביו-דלקים משמש לאנרגייה מתחדשת הנובעת מניצול חומרים אורגניים מהצומח ומתהליכי ריקבון של פסולת. השימוש באנרגייה זו נעשה בהפקת דלק אלכוהולי וביו-דיזל מגידולים חקלאיים, בהפקת גז מתאן ממטמנות וביצירת קיטור באמצעות שרֵפת פסולת וחומרים אורגניים.
יתרונם העיקרי של הביו-דלקים נמצא באופן שבו הם משפיעים על מחזור הפחמן בטבע. ביו-דלקים מגלגלים את הפחמן בתוך המחזור דרך צמחים-דלק-פחמן דו-חמצני באטמוספרה-צמחים – וחוזר חלילה.
ביו דיזל: כיום אפשר להפיק שמנים מצמחים רבים וליצור מהם חומר בעֵרה המתפקד בדומה לסולר אחרי תהליך עיבוד מסוים. הביו-דיזל אינו מתלקח. עלות ההפקה של ליטר דלק באמצעי זה זול מהפקתו מנפט
דלק מבוסס אלכוהול: כיום אתנול מופק מתירס בהיקף גדול יחסית בקנדה, בברזיל ובארצות הברית
הפקת גז בתהליכי ריקבון: בשיטה זו של הפקת אנרגייה מפסולת מפיקים גז מתאן שהוא תוצר לוואי של מטמנות או שפכים. דוח של האו"ם מציג השלכות חמורות לפליטת גז החממה מתאן, המאיץ את ההתחממות הגלובלית. מקורות פליטת גז המתאן: גידול בקר לצריכה אנושית, מטמנות אשפה, והשימוש האנושי בדלקים מאובנים.