再生可能エネルギーは、今日の世界でますます重要な問題になりつつあります。化石燃料のコストの上昇と気候変動の脅威に加えて、効率の改善や価格の低下など、この分野での前向きな進展もありました。
これらすべてにより、代替エネルギーの需要が高まり、よりクリーンで持続可能な電力方法への移行が加速しています。ただし、バイオマス、太陽光、風力、潮力、地熱など多くの種類があり、それぞれに長所と短所があるという点に注意することが重要です。
バイオマス：
最も広く使用されている再生可能エネルギーの形態はバイオマスです。バイオマスとは、単に有機材料を使用し、それらを使用可能な他のエネルギーに変換することを指します。木を燃やすなど、いくつかの形態のバイオマスが何世紀にもわたって使用されてきましたが、他の新しい方法は、二酸化炭素を生成しない方法に焦点を当てています。
たとえば、石油やガスの代替となるクリーンな燃焼バイオ燃料があります。地質学的プロセスによって生成される化石燃料とは異なり、バイオ燃料は、農業や嫌気性消化などの生物学的プロセスを通じて生成されます。このプロセスに関連する一般的な燃料はバイオエタノールです。バイオエタノールは、砂糖またはデンプン作物（トウモロコシ、サトウキビ、スイートソルガムなど）に由来する炭水化物を発酵させてアルコールを生成することによって作成されます。
別の一般的なバイオ燃料は、バイオディーゼルとして知られています。これは、エステル交換と呼ばれるプロセスを使用して油または脂肪から製造されます。酸エステル分子は、触媒の助けを借りてアルコールに交換されます。これらのタイプの燃料はガソリンに代わる人気のある代替品であり、燃料で走るように改造された車両で燃やすことができます。
太陽光発電：
太陽光発電（別名太陽光発電）は、最も人気があり、最も急速に成長している代替エネルギー源の1つです。ここでは、プロセスには太陽電池（通常は結晶シリコンのスライスから作られる）が関与し、太陽電池（PV）効果に依存して光子を吸収し、それらを電子に変換します。一方、太陽熱発電（別の形式の太陽光発電）は、ミラーまたはレンズに依存して、広い範囲の太陽光、または太陽熱エネルギー（STE）を狭い範囲（つまり、太陽電池）に集中させます。
当初、太陽光発電は、太陽光発電デバイス（電卓など）から家庭用アレイに至るまで、中小規模の運用にのみ使用されていました。しかし、1980年代以来、商業用の集中型太陽光発電所がはるかに一般的になりました。それらは、グリッド電力が不便である、高すぎる、または単に利用できないといった比較的安価なエネルギー源であるだけではありません。太陽電池の効率の向上と価格の低下により、太陽光発電は従来の電力源（すなわち、化石燃料や石炭）との競争力を高めています。
今日、グリッドに接続された状況では、低炭素エネルギーをグリッドに供給する方法として、太陽光発電もますます使用されています。 2050年までに、国際エネルギー機関は、STEやPVの運用を含む太陽光発電が市場の25％以上を占めるようになり、世界最大の電力源になると予測しています（ほとんどの設備が中国とインドに配備されています）。
風力：
風力は何千年もの間、帆を動かしたり、風車に動力を与えたり、水ポンプの圧力を生成したりするために使用されてきました。風を利用して発電することは、19世紀後半から研究の対象となってきました。しかし、風力発電が重要な研究開発の中心となったのは、20世紀に代替の電源を見つけるための大きな努力があったときだけでした。
他の形式の再生可能エネルギーと比較して、風力は非常に信頼性が高く安定していると考えられています。風は年々一定であり、需要のピーク時に減少しません。当初、風力発電所の建設は費用のかかる事業でした。しかし、最近の改善のおかげで、風力発電は世界中の卸売エネルギー市場にピーク価格を設定し始め、化石燃料産業の収益と利益を削減し始めました。
今年3月にエネルギー省によって発行されたレポートによると、米国での風力発電の成長は、多くのカテゴリーでさらに高度なスキルを持つ仕事につながる可能性があります。 「風のビジョン：米国の風力発電の新時代」と題されたこの文書は、2050年までに、業界が米国の電力生産の35％を占める可能性があることを示しています。
さらに、昨年、グローバルウインドエネルギーカウンシルとグリーンピースインターナショナルが集まり、「グローバルウインドエネルギーアウトルック2014」というタイトルのレポートを発行しました。このレポートでは、世界的に風力は2050年までに世界の電力の25〜30％を供給することができると述べています。レポートの執筆時点では、90か国以上の商業施設には合計318ギガワット（GW）の容量があり、世界の供給の約3％。
潮力：
風力発電と同様に、潮汐力は潮汐が安定していて予測可能であるため、再生可能エネルギーの潜在的な供給源であると考えられています。風車と同様に、古代ローマや中世の時代から潮車が使用されてきました。流入する水は大きな池に蓄えられ、潮が満ちると、水車を回して穀物を粉砕する機械的な力を生み出しました。
流水と回転タービンを使用して発電するプロセスが米国とヨーロッパで導入されたのは、19世紀になってからです。そして、これらの種類の操作が川だけでなく海岸線に沿った建設のために改造されたのは、20日以来です。
伝統的に、潮力は比較的高いコストと十分に高い潮汐範囲または流速を持つサイトの限られた可用性に悩まされてきました。しかし、設計とタービン技術の両方における最近の多くの技術開発と改善は、潮力の総利用可能性が以前に想定されたよりもはるかに高くなる可能性があり、経済的および環境的コストが競争力のあるレベルに引き下げられる可能性があることを示しています。
世界で最初の大規模潮力発電所は、1966年に操業を開始したフランスのランス潮力発電所です。スコットランドのオークニーでは、世界で最初の海洋エネルギー試験施設である欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）が、 2003年に英国で波力および潮力エネルギー産業の開発を開始する。
2015年、世界で最初のグリッド接続の波力発電所（CETO、ギリシャの海の女神にちなんで名付けられました）は、西オーストラリア州の沖合でオンラインになりました。カーネギーウェーブエナジーによって開発されたこの発電所は、水中で稼働し、海中のブイを使用して一連の海底アンカーポンプをポンプでくみ上げ、次に発電します。
地熱：
地熱発電は、持続可能で信頼できると考えられる代替エネルギーのもう1つの形式です。この場合、熱エネルギーは地球から（通常はマグマ導管、温泉、熱水循環から）タービンから回転したり、建物を加熱したりするために得られます。地球には10個の31 ジュールに相当する熱エネルギー。自然に44.2テラワット（TW）の速度で伝導によって表面に流れます。これは、人類の現在のエネルギー消費量の2倍以上です。
欠点の1つは、このエネルギーが拡散し、特定の場所でしか安価に利用できないことです。しかし、アイスランド、インドネシア、およびその他の地熱活動が活発な地域など、世界の特定の地域では、簡単にアクセスでき、コスト効率の高い方法で、化石燃料や石炭への依存を減らして発電します。地熱源から電力の15％以上を生成している国には、エルサルバドル、ケニア、フィリピン、アイスランド、コスタリカが含まれます。
2015年の時点で、世界の地熱発電容量は12.8ギガワット（GW）に達し、2020年までに14.5ギガワットから17.6ギガワットに増加すると予想されています。 IPCCは地熱発電の可能性が35 GWから2 TWの範囲内であると報告している一方で、これまでにタップされています。
採用に関する問題：
多くの形態の再生可能エネルギーに伴う問題の1つは、風、水の供給、十分な太陽光など、自然の状況に依存しているため、制限が課される可能性があることです。もう1つの問題は、石油や天然ガスなどの従来の資源と比較して、多くの形態の代替エネルギーの相対的な費用です。ごく最近まで、石炭火力または石油発電プラントの稼働は、大規模な太陽光発電、風力発電、潮力発電または地熱発電の建設に数百万ドルを投資するよりも安価でした。
ただし、太陽電池、風力タービン、およびその他の機器の生産で行われている継続的な改善–生成されたエネルギーの量で行われた改善は言うまでもない–は、他の方法と競合するさまざまな形の代替エネルギーをもたらしました。世界中で、国とコミュニティは、よりクリーンで、より持続可能な、より自給自足の方法への移行を加速するためにステップアップしています。
Space Magazineでは、代替エネルギーに関する多くの興味深い記事を書いています。代替エネルギーとは何ですか？、太陽エネルギーとは何ですか？そして、地熱エネルギーはどこから来るのでしょうか、世界は太陽光と風力で動くことができますか？そして宇宙から太陽光を収穫します。
また、国立再生可能エネルギー研究所と再生可能エネルギー政策プロジェクトをチェックする必要があります。
天文学キャストは主題についてのエピソードも持っています。これがエピソード51：地球です。
出典：
- ウィキペディア–再生可能エネルギー
- 米国エネルギー情報局–再生可能および代替燃料
