टिकाऊ ऊर्जा

सतत ऊर्जा एक तरह से ऊर्जा का उपयोग करने का अभ्यास है जो "भविष्य की पीढ़ियों की अपनी जरूरतों को पूरा करने की क्षमता से समझौता किए बिना वर्तमान की जरूरतों को पूरा करता है।" ^[१]^[२]

स्थायी रूप से बिजली, हीटिंग, शीतलन और परिवहन के लिए बिजली की दुनिया की जरूरतों को पूरा करना व्यापक रूप से 21 वीं सदी में मानवता के सामने सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक माना जाता है। दुनिया भर में, लगभग एक अरब लोगों के पास बिजली की पहुंच नहीं है , और लगभग 3 बिलियन लोग खाना पकाने के लिए लकड़ी, लकड़ी का कोयला या जानवरों के गोबर जैसे धुएँ वाले ईंधन पर निर्भर हैं। वायु प्रदूषण में इन और जीवाश्म ईंधन का बहुत बड़ा योगदान है , जो प्रति वर्ष अनुमानित 7 मिलियन मौतों का कारण बनता है। ऊर्जा का उत्पादन और खपत मानव-कारण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 70% से अधिक का उत्सर्जन करता है ।

ग्लोबल वार्मिंग को 1.5 ° C तक सीमित करने के लिए प्रस्तावित रास्ते बिजली उत्पादन के कम उत्सर्जन के तरीकों के तेजी से कार्यान्वयन और परिवहन जैसे क्षेत्रों में बिजली के अधिक उपयोग की ओर एक बदलाव का वर्णन करते हैं। रास्ते में ऊर्जा की खपत को कम करने के उपाय भी शामिल हैं; और कार्बन-तटस्थ ईंधन का उपयोग , जैसे कि नवीकरणीय बिजली द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन या कार्बन कैप्चर और भंडारण के साथ । ^[३] इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए कार्बन मूल्य निर्धारण , ऊर्जा-विशिष्ट नीतियों और जीवाश्म ईंधन सब्सिडी के चरण-आउट सहित सरकारी नीतियों की आवश्यकता होगी ।

ऊर्जा उत्पादन के तरीकों का जिक्र करते समय, "स्थायी ऊर्जा" शब्द का इस्तेमाल अक्सर " अक्षय ऊर्जा " शब्द के साथ किया जाता है । सामान्य तौर पर, अक्षय ऊर्जा स्रोतों जैसे कि सौर , पवन और पनबिजली ऊर्जा को व्यापक रूप से टिकाऊ माना जाता है। हालांकि, विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा परियोजनाएं, जैसे जैव ईंधन के उत्पादन के लिए जंगलों को साफ करना , जीवाश्म ईंधन ऊर्जा का उपयोग करने की तुलना में इसी तरह या इससे भी बदतर पर्यावरणीय क्षति हो सकती है। परमाणु ऊर्जा एक है शून्य उत्सर्जन स्रोत और जबकि इसकी स्थिरता बहस का विषय है, ^[4]^[5] यूरोपीय संघने इसे 2050 तक कम कार्बन ऊर्जा रीढ़ की हड्डी का हिस्सा चुना है। ^[6]

पवन और सौर ऊर्जा की मध्यम मात्रा, जो आंतरायिक ऊर्जा स्रोत हैं, को ग्रिड ग्रिड भंडारण जैसे अतिरिक्त बुनियादी ढांचे के बिना विद्युत ग्रिड में एकीकृत किया जा सकता है । इन स्रोतों से 2018 में दुनिया भर में 7.5% बिजली उत्पन्न हुई, ^[7] एक हिस्सा जो तेजी से बढ़ा है। 2019 तक, पवन, सौर और बैटरियों की लागत में गिरावट जारी रहने का अनुमान है।

परिभाषाएँ

शॉलबर्ग में सौर निपटान में इमारतें छत सौर पैनलों को शामिल करती हैं और अधिकतम ऊर्जा दक्षता के लिए बनाई जाती हैं। परिणामस्वरूप, वे उपभोग करने की तुलना में अधिक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।

टिकाऊ विकास की अवधारणा का वर्णन विश्व पर्यावरण और विकास आयोग ने 1987 की पुस्तक हमारी आम भविष्य में किया था । ^[1] "स्थिरता" की अपनी परिभाषा, अब व्यापक रूप से इस्तेमाल किया है, था, "सतत विकास के लिए अपने स्वयं जरूरतों को पूरा करने भविष्य की पीढ़ियों की क्षमता समझौता किए बिना वर्तमान की जरूरतों को पूरा करना चाहिए।" ^[1]

अपनी पुस्तक में, आयोग ने ऊर्जा के संबंध में स्थिरता के चार प्रमुख तत्वों का वर्णन किया: बढ़ती मानव आवश्यकताओं, ऊर्जा दक्षता और संरक्षण, सार्वजनिक स्वास्थ्य और सुरक्षा को पूरा करने के लिए ऊर्जा की आपूर्ति बढ़ाने की क्षमता, और "जीवमंडल की सुरक्षा और रोकथाम प्रदूषण के अधिक स्थानीय रूप। " ^[[] तब से स्थायी ऊर्जा की विभिन्न परिभाषाएँ प्रस्तुत की गई हैं, जो कि सतत विकास के तीन स्तंभों, अर्थात् पर्यावरण, अर्थव्यवस्था और समाज पर आधारित हैं।

पर्यावरणीय मानदंडों में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन , जैव विविधता पर प्रभाव और खतरनाक अपशिष्ट और विषाक्त उत्सर्जन का उत्पादन शामिल है।
आर्थिक मानदंड में ऊर्जा की लागत शामिल है, चाहे ऊर्जा उपयोगकर्ताओं को उच्च विश्वसनीयता के साथ वितरित की जाए, और ऊर्जा उत्पादन से जुड़े नौकरियों पर प्रभाव।
सामाजिक-सांस्कृतिक मानदंडों में ऊर्जा आपूर्ति ( ऊर्जा सुरक्षा ) और ऊर्जा की दीर्घकालिक उपलब्धता पर युद्धों की रोकथाम शामिल है ।

आयोजन सिद्धांत स्थिरता के लिए है सतत विकास पारिस्थितिकी, अर्थशास्त्र, राजनीति और संस्कृति:, जो चार परस्पर डोमेन भी शामिल है। ^[9]

वर्तमान स्थिति

स्थायी ऊर्जा प्रदान करना व्यापक रूप से 21 वीं शताब्दी में मानवता के सामने सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक के रूप में देखा जाता है, वर्तमान की जरूरतों को पूरा करने और भविष्य की पीढ़ियों पर प्रभाव के संदर्भ में दोनों। ^[१०]^[११] बिल गेट्स ने २०११ में कहा:

यदि आपने मुझे अगले 10 अध्यक्षों को चुनने या यह सुनिश्चित करने के लिए विकल्प दिया कि ऊर्जा पर्यावरण के अनुकूल है और एक चौथाई महंगा है, तो मैं ऊर्जा चीज चुनूंगा। ^[12]

दुनिया भर में, लगभग एक अरब लोगों के पास बिजली की पहुंच नहीं है, और 2.5 बिलियन से अधिक लोग खाना पकाने के लिए गंदे ईंधन पर निर्भर हैं। ^[१३] वायु प्रदूषण , जो बड़े पैमाने पर ईंधन के जलने से होता है, हर साल अनुमानित each मिलियन लोगों को मारता है। ^[१४] संयुक्त राष्ट्र सतत विकास लक्ष्य 2030 तक "सभी के लिए सस्ती, विश्वसनीय, टिकाऊ और आधुनिक ऊर्जा तक पहुंच" के लिए कहते हैं। ^[15]

ऊर्जा उत्पादन और खपत जलवायु परिवर्तन के लिए प्रमुख योगदानकर्ता हैं , जो 2014 के अनुसार वार्षिक मानव-निर्मित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के 72% के लिए जिम्मेदार हैं। बिजली और गर्मी का उत्पादन मानव-कारण ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 31% का योगदान देता है, परिवहन में ऊर्जा का उपयोग योगदान देता है 15%, और विनिर्माण और निर्माण में ऊर्जा का उपयोग 12% योगदान देता है। एक अतिरिक्त 5% जीवाश्म ईंधन उत्पादन से जुड़ी प्रक्रियाओं के माध्यम से जारी किया जाता है, और 8% ईंधन दहन के अन्य विभिन्न रूपों के माध्यम से। ^[१६]^[१]] २०१५ तक, दुनिया की ^]० % प्राथमिक ऊर्जा जीवाश्म ईंधन से पैदा होती है। ^[18]

विकासशील देशों में, 2.5 बिलियन से अधिक लोग पारंपरिक रसोइयों ^[13] पर भरोसा करते हैं और हीटिंग और खाना पकाने के लिए बायोमास या कोयले को जलाने के लिए खुली आग लगाते हैं। यह अभ्यास हानिकारक स्थानीय वायु प्रदूषण का कारण बनता है और आग से खतरे को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप सालाना अनुमानित 4.3 मिलियन मौतें होती हैं। ^{[१ ९]} इसके अतिरिक्त, मरुस्थलीकरण सहित गंभीर स्थानीय पर्यावरणीय क्षति, लकड़ी और अन्य दहनशील सामग्री की अत्यधिक कटाई के कारण हो सकती है। ^[२०] स्वच्छ ईंधन और खाना पकाने के लिए अधिक कुशल प्रौद्योगिकियों के उपयोग को बढ़ावा देना, इसलिए, संयुक्त राष्ट्र सतत ऊर्जा की सभी प्राथमिकताओं में से एक शीर्ष प्राथमिकता है । 2019 तक , डिजाइन के प्रयासस्वच्छ रसोई के उपकरण, जो सस्ती हैं, स्थायी ऊर्जा स्रोतों द्वारा संचालित हैं, और उपयोगकर्ताओं के लिए स्वीकार्य ज्यादातर निराशाजनक रहे हैं। ^[19]

जलवायु परिवर्तन शमन के लिए प्रस्तावित मार्ग

फिलीपींस में बनूंगी विंड फार्म ।

श्रमिक मलावी में एक सौर पैनल सरणी संरचना का निर्माण करते हैं

दुनिया की ऊर्जा आपूर्ति को कम करने के लिए सबसे अच्छा मार्ग निर्धारित करने के लिए विशेषज्ञों और एजेंसियों के एक विषम सरणी द्वारा लागत-लाभ विश्लेषण कार्य किया गया है। ^[२१]^[२२] १.५ ° C के ग्लोबल वार्मिंग पर IPCC की २०१ ^] की विशेष रिपोर्ट कहती है कि १.५ ° C तक वार्मिंग को सीमित करने और जलवायु परिवर्तन के सबसे बुरे प्रभावों से बचने के लिए, "वैश्विक शुद्ध मानव-निर्मित उत्सर्जन CO
22030 तक 2010 के स्तर से लगभग 45% गिरने की आवश्यकता होगी, 2050 के आसपास शुद्ध शून्य तक पहुंच जाएगा। "इस रिपोर्ट के हिस्से के रूप में, जलवायु परिवर्तन के शमन पर आईपीसीसी के कार्य समूह ने पहले प्रकाशित पत्रों की एक किस्म की समीक्षा की, जो रास्ते का वर्णन करते हैं (अर्थात परिदृश्यों) शमन विकल्पों के विभागों) ऊर्जा, भूमि उपयोग, कृषि और अन्य क्षेत्रों में परिवर्तन के माध्यम से जलवायु प्रणाली को स्थिर करने के लिए।

लगभग 1.5 डिग्री सेल्सियस पर चेतावनी को सीमित करने वाले मार्ग निम्न-उत्सर्जन विधियों के माध्यम से बिजली उत्पादन की ओर तेजी से संक्रमण का वर्णन करते हैं, और परिवहन जैसे क्षेत्रों में अन्य ईंधन के बजाय बिजली का उपयोग बढ़ाते हैं। ^[23] ये रास्ते निम्नलिखित विशेषताएं हैं (जब तक अन्यथा न कहा गया, निम्न मान सभी रास्ते भर में मंझला हैं):

नवीकरणीय ऊर्जा: नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा प्रदत्त प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात 2050 में 2020 में 15% से बढ़कर 60% हो जाता है। ^[24] बायोमास द्वारा आपूर्ति की जाने वाली प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात 10% से बढ़कर 27% हो जाता है, ^{[25] इस} पर प्रभावी नियंत्रण के साथ कि क्या बायोमास के बढ़ने में भूमि का उपयोग बदल जाता है। ^[२६] पवन और सौर से अनुपात १. ^] % से बढ़कर २१% हो जाता है। ^[25]
परमाणु ऊर्जा: प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात द्वारा आपूर्ति परमाणु ऊर्जा बढ़ जाती है 2050 अधिकांश रास्ते में 4% से 2020 में 2.1% से परमाणु ऊर्जा के उपयोग में वृद्धि का वर्णन है, लेकिन कुछ कमी का वर्णन। संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का कारण यह है कि परमाणु ऊर्जा की तैनाती "सामाजिक वरीयताओं द्वारा विवश हो सकती है।" ^[27]
कोयला और तेल: 2020 और 2050 के बीच, कोयले से प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात 26% से 5% तक घटता है, और तेल से अनुपात 35% से घटकर 13% हो जाता है। ^[25]
प्राकृतिक गैस: अधिकांश मार्गों में, प्राकृतिक गैस द्वारा आपूर्ति की जाने वाली प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात कम हो जाता है, लेकिन कुछ मार्गों में यह बढ़ जाता है। सभी रास्तों पर माध्य मूल्यों का उपयोग करते हुए, प्राकृतिक गैस से प्राथमिक ऊर्जा का अनुपात 2020 में 23% से 2050 में 13% हो जाता है। ^[25]
कार्बन कैप्चर और स्टोरेज: पाथवे कार्बन बायोप्सी और जीवाश्म ईंधन ऊर्जा के भंडारण और अधिक उपयोग का वर्णन करते हैं । ^[27]
विद्युतीकरण: 2020 में, बिजली द्वारा अंतिम ऊर्जा उपयोग का लगभग 20% प्रदान किया जाता है। 2050 तक, अधिकांश मार्गों में यह अनुपात दोगुना से अधिक हो गया। ^[28]
ऊर्जा संरक्षण: रास्ते सभी क्षेत्रों (उद्योग, भवन और परिवहन) में ऊर्जा दक्षता बढ़ाने और ऊर्जा की मांग को कम करने के तरीकों का वर्णन करते हैं। इन उपायों के साथ, रास्ते 2010 और 2030 के बीच समान रहने के लिए ऊर्जा उपयोग दिखाते हैं, और 2050 तक थोड़ा बढ़ जाते हैं। ^[29]

अक्षय ऊर्जा स्रोत

1965 से 2016 तक अक्षय ऊर्जा की खपत में वृद्धि

ऊर्जा के स्रोतों का जिक्र करते समय, शब्द "टिकाऊ ऊर्जा" और "अक्षय ऊर्जा" का उपयोग अक्सर एक-दूसरे के लिए किया जाता है, हालांकि विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा परियोजनाएं कभी-कभी महत्वपूर्ण स्थिरता चिंताओं को बढ़ाती हैं। अक्षय ऊर्जा प्रौद्योगिकियां स्थायी ऊर्जा के लिए आवश्यक योगदानकर्ता हैं क्योंकि वे आम तौर पर विश्व ऊर्जा सुरक्षा में योगदान करते हैं , और जीवाश्म ईंधन संसाधनों पर निर्भरता कम करते हैं जिससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम किया जाता है। ^[30]

सौर ऊर्जा

, पुर्तगाल के पास 11 मेगावाट सौर ऊर्जा संयंत्र

2018 में, सौर ऊर्जा ने लगभग 3% वैश्विक बिजली प्रदान की। ^[Production] सौर विद्युत उत्पादन प्रकाश को विद्युत धारा में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक (PV) कोशिकाओं का उपयोग करता है । फोटोवोल्टिक मॉड्यूल को भवनों में एकीकृत किया जा सकता है या विद्युत ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली स्टेशनों में उपयोग किया जा सकता है । वे दूरदराज के क्षेत्रों में बिजली प्रदान करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी हैं । हालांकि आम तौर पर 25 वर्षों के लिए वारंट किया जाता है, यह दावा किया जाता है कि एक औसत सौर पैनल 40 साल ^{[31] तक} चलेगा और लगभग सभी को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। ^[32]

वर्तमान में, फोटोवोल्टिक (पीवी) पैनलों में केवल 24% सूर्य के प्रकाश को बदलने की क्षमता है जो उन्हें बिजली में हिट करता है। ^[३३] इस दर पर, सौर ऊर्जा अभी भी व्यापक कार्यान्वयन के लिए कई चुनौतियां रखती है, लेकिन विनिर्माण लागत को कम करने और फोटोवोल्टिक दक्षता बढ़ाने के लिए लगातार प्रगति की गई है। 2008 में, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) के शोधकर्ताओं ने पानी से हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन करने के लिए सौर ऊर्जा का भंडारण करने के लिए एक विधि विकसित की। ^[३४] इस तरह के अनुसंधान को उस बाधा को संबोधित करने के लिए लक्षित किया जाता है, जो सौर ऊर्जा के संचय के लिए रात के समय में उपयोग के लिए होती है, जब सूरज नहीं चमक रहा होता है।

कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण पर बड़े राष्ट्रीय और क्षेत्रीय अनुसंधान परियोजनाएं नैनो-प्रौद्योगिकी आधारित प्रणालियों को डिजाइन कर रही हैं जो पानी को हाइड्रोजन ईंधन में विभाजित करने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करती हैं ^[35] और एक वैश्विक कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण परियोजना के लिए एक प्रस्ताव बनाया गया है। ^[36]

अनुसंधान अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा में चल रहा है , एक अवधारणा जिसमें सौर पैनल बाहरी अंतरिक्ष में लॉन्च किए जाते हैं और जो ऊर्जा वे कैप्चर करते हैं वह माइक्रोवेव के रूप में पृथ्वी पर वापस प्रेषित होती है। चीन में तकनीक के लिए एक परीक्षण सुविधा का निर्माण किया जा रहा है। ^[37]

MIT के सोलर हाउस # 1 का निर्माण 1939 में किया गया था, जो साल भर के ताप के लिए मौसमी थर्मल ऊर्जा भंडारण (STES) का उपयोग करता था ।

सौर ताप

एक परवलयिक गर्त कलेक्टर का स्केच

सौर ताप प्रणाली में आम तौर पर सौर तापीय कलेक्टर शामिल होते हैं, जो कलेक्टर से गर्मी को अपने उपयोग के बिंदु तक ले जाने के लिए एक द्रव प्रणाली है, और गर्मी भंडारण और बाद में उपयोग के लिए एक जलाशय या टैंक है। सिस्टम का उपयोग घरेलू गर्म पानी, स्विमिंग पूल के पानी को गर्म करने या अंतरिक्ष हीटिंग के लिए किया जा सकता है। ^[ ३ can ^] ऊष्मा का उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए या शीतलन उपकरण जैसे अन्य उपयोगों के लिए ऊर्जा इनपुट के रूप में भी किया जा सकता है। ^{[३ ९]} कई जलवायु में, एक सौर ताप प्रणाली घरेलू गर्म पानी की ऊर्जा का बहुत अधिक प्रतिशत (२० से In०%) प्रदान कर सकती है। थर्मल ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के माध्यम से गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, गर्मी को सर्दियों के ताप के लिए भंडारित किया जा सकता है। समर एयर कंडीशनिंग के लिए सर्दियों के ठंड को स्टोर करने के लिए इसी तरह के सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है।

पवन ऊर्जा

पवन ऊर्जा: दुनिया भर में स्थापित क्षमता ^[40]

2018 में, पवन ऊर्जा ने वैश्विक बिजली आपूर्ति का लगभग 6% प्रदान किया। ^[It] हालांकि, सौंदर्य या पर्यावरणीय कारणों से कुछ क्षेत्रों में पवन टरबाइन को रखना मुश्किल हो सकता है। ^[३०] एक बड़े पवन फार्म में कई सौ व्यक्तिगत पवन टर्बाइन शामिल हो सकते हैं, और सैकड़ों वर्ग मील के विस्तारित क्षेत्र को कवर कर सकते हैं, लेकिन टर्बाइनों के बीच की भूमि का उपयोग कृषि या अन्य उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। एक पवन खेत भी अपतटीय स्थित हो सकता है।

लगभग 20 वर्षों के बाद पवन टरबाइन ब्लेड को बड़े ब्लेड के साथ बदलने की आवश्यकता होती है, और अनुसंधान इस बात पर जारी रहता है कि उन्हें कैसे रीसायकल किया जाए और ब्लेड का निर्माण कैसे किया जाए जो रीसायकल करना आसान हो। ^[41]

जलविद्युत

पनबिजली बांध स्थायी ऊर्जा के सबसे व्यापक रूप से तैनात स्रोतों में से एक हैं।

नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोतों में, पनबिजली संयंत्रों को लंबे समय तक रहने के फायदे हैं - कई मौजूदा पौधों ने 100 से अधिक वर्षों तक काम किया है। इसके अलावा, पनबिजली संयंत्र साफ हैं, कुछ उत्सर्जन हैं और हवा और सौर ऊर्जा में बदलाव के लिए क्षतिपूर्ति कर सकते हैं। ^[४२] बड़े पैमाने पर पनबिजली संयंत्रों में निर्देशित आलोचनाओं में शामिल हैं: जलाशयों के निर्माण और बाढ़ के दौरान ग्रीनहाउस गैसों को छोड़ने, जहां जलाशयों की योजना बनाई जाती है, वहां रहने वाले लोगों की अव्यवस्था । ^[43]

हालांकि, यह पाया गया है कि उच्च उत्सर्जन केवल गर्म (उष्णकटिबंधीय) स्थानों में उथले जलाशयों के साथ जुड़ा हुआ है, और हाल ही में पनबिजली टरबाइन प्रौद्योगिकी में नवाचार कम-प्रभाव वाले रन-ऑफ-द-नदी पनबिजली परियोजनाओं के कुशल विकास को सक्षम कर रहे हैं । ^[४४] आम तौर पर, पनबिजली संयंत्र अन्य प्रकार की पीढ़ी की तुलना में बहुत कम जीवन-चक्र उत्सर्जन का उत्पादन करते हैं।

2015 में, हाइड्रोपावर ने दुनिया की 16% बिजली की आपूर्ति की, जो मध्य 20 वीं सदी के उत्तरार्ध में लगभग 20% की उच्च से नीचे थी। ^[४५] इसने कनाडा में ६०% बिजली का उत्पादन किया और ब्राजील में लगभग 60०%। ^[४५] २०१ 2017 तक, चीन को छोड़कर अधिकांश देशों में १ ९ most० से नए जलविद्युत निर्माण बंद या धीमा हो गए हैं। ^[45]

बायोमास

ब्राजील में इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए गन्ना बागान

फ्रांस में 30.000 से अधिक घरों में बिजली प्रदान करने के लिए लकड़ी का उपयोग कर एक सीएचपी पावर स्टेशन

बायोमास जैविक सामग्री है जो जीवित, या हाल ही में रहने वाले जीवों से ली गई है। एक ऊर्जा स्रोत के रूप में, बायोमास को गर्मी पैदा करने के लिए या बिजली पैदा करने के लिए जलाया जा सकता है या बायोडीजल और इथेनॉल जैसे आधुनिक जैव ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है ।

बायोमास अत्यंत बहुमुखी है और अक्षय ऊर्जा के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले स्रोतों में से एक है। यह कई देशों में उपलब्ध है, जो आयातित जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने के लिए इसे आकर्षक बनाता है। यदि बायोमास का उत्पादन अच्छी तरह से किया जाता है, तो कार्बन उत्सर्जन को पौधों द्वारा उनके जीवनकाल के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण से काफी हद तक दूर किया जा सकता है। हालांकि इस "कार्बन ऋण" को बहुत देर से वापस भुगतान किया जा सकता है, या (विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में) इसका ठीक से हिसाब नहीं है। ^[४६] यदि बायोमास स्रोत कृषि या नगरपालिका अपशिष्ट है, तो इसे जलाना या इसे बायोगैस में परिवर्तित करना भी इस कचरे को निपटाने का एक तरीका प्रदान करता है। ^[४ production ^] बायोएनेर्जी उत्पादन को कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के साथ जोड़ा जा सकता हैएक शून्य-कार्बन या नकारात्मक-कार्बन प्रणाली बनाने के लिए, लेकिन यह संदिग्ध है कि इसे जल्दी से पर्याप्त रूप से बढ़ाया जा सकता है। ^[48]

बायोमास इस तरह के पेड़ वृक्षारोपण के रूप में फसलों, से काटा जाता है, तो इन फसलों की खेती कर सकते हैं प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र को विस्थापित , नीचा मिट्टी , और जल संसाधन और कृत्रिम उर्वरकों खपत करते हैं। ^[^४ In ^]^{[४ ९]} कुछ मामलों में, ये प्रभाव वास्तव में पेट्रोलियम आधारित ईंधन का उपयोग करने की तुलना में उच्च समग्र कार्बन उत्सर्जन में परिणाम कर सकते हैं। ^{[४ ९]}^[५०]

जैव ईंधन

जैव ईंधन ईंधन हैं, जैसे कि इथेनॉल , विभिन्न प्रकार के बायोमास से निर्मित होते हैं , जैसे मकई या चुकंदर। जैव ईंधन आमतौर पर तरल होते हैं और बिजली परिवहन के लिए उपयोग किए जाते हैं, अक्सर गैस, जीवाश्म ईंधन जैसे गैसोलीन, डीजल या मिट्टी के तेल के साथ मिश्रित होते हैं। 2020 तक जो टिकाऊ जैव ईंधन हैं उन पर बहस चल रही है ।

सेल्युलोसिक इथेनॉल के पारंपरिक मकई-इथेनॉल पर कई फायदे हैं। यह भोजन की आपूर्ति के साथ दूर या सीधे संघर्ष नहीं करता है क्योंकि यह लकड़ी, घास या पौधों के गैर-खाद्य भागों से उत्पन्न होता है। ^[५१] इसके अलावा, कुछ अध्ययनों ने कॉर्न-आधारित इथेनॉल की तुलना में सेल्यूलोसिक इथेनॉल को संभावित रूप से अधिक लागत प्रभावी और आर्थिक रूप से टिकाऊ दिखाया है। ^[५२] २०१ 201 तक, सेल्युलोसिक इथेनॉल के उत्पादन के व्यवसायीकरण के प्रयास ज्यादातर निराशाजनक रहे हैं, लेकिन नए वाणिज्यिक प्रयास जारी हैं। ^[५३]^[५४]

बढ़ते ईंधन के लिए खेत का उपयोग करने के परिणामस्वरूप कम भूमि बढ़ती भोजन के लिए उपलब्ध हो सकती है । चूंकि प्रकाश संश्लेषण स्वाभाविक रूप से अक्षम है, और फसलों को फसल, सूखा, और परिवहन के लिए ऊर्जा की महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है, भूमि क्षेत्र की प्रति यूनिट उत्पादित ऊर्जा की मात्रा 0.25 W / m ² से 1.2 W / m की सीमा में बहुत कम होती है ^२ । ^[५५] संयुक्त राज्य अमेरिका में, मकई-आधारित इथेनॉल ने 2011 के बाद से 10% से कम मोटर गैसोलीन उपयोग की जगह ले ली है, लेकिन देश में वार्षिक मकई की फसल का लगभग 40% खपत किया है। ^{[४ ९]} मलेशिया और इंडोनेशिया में, बायोडीजल के लिए ताड़ के तेल का उत्पादन करने के लिए जंगलों को साफ करने के लिए नेतृत्व किया गया हैगंभीर सामाजिक और पर्यावरणीय प्रभाव , क्योंकि ये जंगल संकटग्रस्त प्रजातियों के लिए महत्वपूर्ण कार्बन सिंक और आवास हैं। ^[५६] २०१५ में, तरल जैव ईंधन का वार्षिक वैश्विक उत्पादन कच्चे तेल से निकाली गई ऊर्जा के १.%% के बराबर था। ^[४५] यह सुझाव दिया गया है कि सीमित मात्रा में, जो निरंतर उत्पादन किया जा सकता है, के कारण यह सभी विमानन जैव ईंधन होना चाहिए : क्योंकि परिवहन के अन्य रूपों के विपरीत लंबी दूरी की विमानन बैटरी, हाइड्रोजन, अमोनिया या ईंधन कोशिकाओं द्वारा संचालित नहीं की जा सकती। ^[57]

भूतापीय

द गीजर में कई पावर प्लांट में से एक, उत्तरी कैलिफोर्निया में एक भू-तापीय ऊर्जा क्षेत्र, जिसमें 750 मेगावाट से अधिक का कुल उत्पादन होता है।

भू- तापीय ऊर्जा पृथ्वी के भीतर निर्मित और संग्रहित तापीय ऊर्जा में दोहन द्वारा निर्मित होती है। यह पोटेशियम के आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय और पृथ्वी की पपड़ी में पाए जाने वाले अन्य तत्वों से उत्पन्न होता है। ^[५ energy ^] भू-तापीय ऊर्जा जमीन में ड्रिलिंग करके, तेल की खोज के समान ही प्राप्त की जा सकती है, और फिर इसे एक गर्मी-स्थानांतरण तरल पदार्थ (जैसे पानी, नमकीन या भाप) द्वारा ले जाया जाता है। ^[५ systems ^] जियोथर्मल सिस्टम जो मुख्य रूप से पानी के प्रभुत्व वाले हैं, सिस्टम को अधिक लाभ प्रदान करने की क्षमता रखते हैं और अधिक शक्ति उत्पन्न करेंगे। ^[59]इन तरल-वर्धित प्रणालियों के भीतर, भू-जल संसाधनों के निर्वाह और संदूषण की संभावित चिंताएँ हैं। इसलिए, इन प्रणालियों में भू-जल संसाधनों का संरक्षण आवश्यक है। इसका मतलब है कि तरल-बहुल भू-तापीय जलाशय प्रणालियों में सावधानीपूर्वक जलाशय उत्पादन और इंजीनियरिंग आवश्यक है। ^{[५ ९]} जियोथर्मल ऊर्जा को टिकाऊ माना जाता है क्योंकि थर्मल ऊर्जा की लगातार पूर्ति होती है। ^[60]

विद्युत उत्पादन और ताप के लिए भूतापीय ऊर्जा का दोहन किया जा सकता है। उपयोग में आने वाली तकनीकों में ड्राई स्टीम पावर स्टेशन, फ्लैश स्टीम पावर स्टेशन और बाइनरी साइकिल पावर स्टेशन शामिल हैं। 2010 तक, भू-तापीय विद्युत उत्पादन 24 देशों में उपयोग किया जाता है, ^[61] जबकि भूतापीय तापन 70 देशों में उपयोग किया जाता है। ^[६२] अंतर्राष्ट्रीय बाजार तीन वर्षों में 2015 तक औसत वार्षिक दर से ५ प्रतिशत बढ़े। ^[६३]

भूतापीय ऊर्जा को ऊर्जा का एक स्थायी , नवीकरणीय स्रोत माना जाता है क्योंकि पृथ्वी की गर्मी सामग्री की तुलना में गर्मी निष्कर्षण छोटा है । ^[६४] भूतापीय विद्युत स्टेशनों का ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन औसतन ४५ ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड प्रति किलोवाट-घंटा बिजली, या पारंपरिक कोयला आधारित संयंत्रों के ५ प्रतिशत से कम है। ^[62]

समुद्री ऊर्जा

समुद्री ऊर्जा मुख्य रूप से ज्वारीय शक्ति और तरंग शक्ति है । 2020 तक , फ्रांस और चीन में कुछ छोटे ज्वारीय ऊर्जा संयंत्र काम कर रहे हैं, ^[६५] और इंजीनियरों ने तूफानों के खिलाफ लहर बिजली उपकरणों को और अधिक मजबूत बनाने की कोशिश जारी है। ^[66]

गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत

परमाणु शक्ति

27 मई 2020 तक फ्रांस में विद्युत उत्पादन से संबंधित सीओ ₂ उत्सर्जन 52 GCO ₂ eq / kWh की समग्र सीओ ₂ तीव्रता के साथ । स्रोत: बिजलीमप ..org

परमाणु विखंडन पर आधारित परमाणु ऊर्जा की स्थिरता पर बहस की जाती है क्योंकि आज व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक खनन यूरेनियम अयस्क का उपभोग करती है जो एक गैर-नवीकरणीय संसाधन है। हालाँकि, ईंधन की प्रति यूनिट परमाणु ऊर्जा की मात्रा किसी भी अन्य ईंधन की रासायनिक ऊर्जा की तुलना में मिलियन गुना बड़ी है, क्योंकि परमाणु विखंडन में उपयोग किए जाने वाले ईंधन की मात्रा आनुपातिक रूप से छोटी है। अपेक्षाकृत कम ईंधन उपयोग, उच्च खर्च किए गए ईंधन रीसाइक्लिंग दर (96% तक) और विशाल भंडार के कारण, परमाणु ऊर्जा को सैकड़ों वर्षों के पैमाने पर व्यावहारिक रूप से टिकाऊ माना जा सकता है। ^[67]

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग 1950 के दशक से स्थानीय वायु प्रदूषण पैदा किए बिना, शून्य उत्सर्जन , बिजली की निरंतर आपूर्ति का उत्पादन करने के लिए किया गया है । 2012 में, 30 देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों ने 11% वैश्विक बिजली पैदा की। ^[68] आईपीसीसी परमाणु ऊर्जा मानता है के साथ, एक कम कार्बन ऊर्जा स्रोत होने के लिए जीवन चक्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन (खनन सहित और के प्रसंस्करण यूरेनियम ), अक्षय ऊर्जा स्रोतों से उत्सर्जन के समान है। ^{[६ ९]} २०२० तक परमाणु ऊर्जा यूरोपियन यूनियन को ५०% कम कार्बन बिजली और यूरोप में कुल ऊर्जा उत्पादन का २६% प्रदान करती है। ^[70]

बिजली उत्पादन से संबंधित CO
2समग्र सीओ के साथ 27 मई 2020 तक जर्मनी में उत्सर्जन
2257 gCO2eq / kWh की तीव्रता। स्रोत: बिजलीमप ..org

विरोधी परमाणु आंदोलन के बाद से 1993 वैश्विक बिजली की आपूर्ति करने के लिए परमाणु ऊर्जा के योगदान में कमी के लिए प्रेरित किया ^[71] परमाणु ऊर्जा के लिए जनता का समर्थन अक्सर सुरक्षा चिंताओं की वजह से कम है, ^[72] की प्रत्येक इकाई के लिए तथापि ऊर्जा का उत्पादन, परमाणु ऊर्जा जीवाश्म ईंधन ऊर्जा की तुलना में कहीं अधिक सुरक्षित है। ^[Groups३] पारंपरिक पर्यावरण समूह जैसे ग्रीनपीस और सिएरा क्लब परमाणु ऊर्जा के सभी उपयोग के विरोधी हैं। ^[Who४] जिन व्यक्तियों ने परमाणु ऊर्जा को हरित ऊर्जा स्रोत के रूप में वर्णित किया है , उनमें स्टीवर्ट ब्रांड , ^[ George४ ^] जॉर्ज मोनबोट , ^[ , ^५] बिल गेट्स शामिल हैं ।^[Lock६] जेम्स लवलॉक ^[lock]] और ग्रीनपीस यूके (२००१-२०० Step ) केनिदेशक स्टीफन टिंडले । ^[78]

2018 में यूरोपीय संघ द्वारा कम कार्बन वाली यूरोपीय बिजली प्रणाली के हिस्से के रूप में परमाणु ऊर्जा को चुना गया था । ^[6]

भविष्य के डिजाइन

नए परमाणु रिएक्टर डिजाइन परमाणु कचरे से ऊर्जा निकालने में सक्षम हैं जब तक कि यह (या नाटकीय रूप से कम) खतरनाक नहीं है, और डिजाइन विशेषताएं हैं जो परमाणु दुर्घटना की संभावना को बहुत कम कर देती हैं। इन डिजाइनों (उदाहरण के लिए पिघला हुआ नमक रिएक्टर ) का अभी तक व्यावसायीकरण नहीं किया गया है। कुछ अन्य रिएक्टर, जैसे इंटीग्रल फास्ट रिएक्टर , परमाणु संचारण के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया के माध्यम से परमाणु कचरे को "जला" सकते हैं । नाभिकीय ऊर्जा संयंत्रों को परमाणु पुनरुत्थान और नए संयंत्रों जैसे फास्ट ब्रीडर संयंत्रों के माध्यम से परमाणु कचरे की उनकी समस्या से कम या ज्यादा हटाया जा सकता है ।

थोरियम थोरियम-आधारित परमाणु शक्ति में उपयोग की जाने वाली एक विखंडनीय सामग्री है । थोरियम ईंधन चक्र का दावा है एक पर कई संभावित फायदे यूरेनियम ईंधन चक्र , सहित अधिक से अधिक बहुतायत , बेहतर शारीरिक और परमाणु संपत्तियों, के लिए बेहतर प्रतिरोध परमाणु हथियारों के प्रसार ^[79]^[80]^[81] और कम प्लूटोनियम और actinide उत्पादन। ^[It१] इसलिए, इसे कभी-कभी टिकाऊ भी कहा जाता है। ^[[२] अपने जीवनकाल का विस्तार करने के लिए पहले से ही संचालित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का सुरक्षा मूल्यांकन, शायद Safety० साल तक, ^[of३] जारी है।^[Less४] अतीत की दुर्घटनाओं के बावजूद, परमाणु ऊर्जा अन्य स्रोतों की तुलना में ऊर्जा की प्रति यूनिट उपलब्ध सबसे सुरक्षित ऊर्जा स्रोत बनी हुई है। ^[85]

फ्यूजन

एक संभावित ऊर्जा स्रोत परमाणु संलयन है ( आज इस्तेमाल किए जाने वाले परमाणु विखंडन के विपरीत )। यह वह प्रतिक्रिया है जो सूर्य सहित सितारों में मौजूद है। वर्तमान में निर्माण ( ITER ) में संलयन रिएक्टर श्रृंखला प्रतिक्रिया की कमी के कारण स्वाभाविक रूप से सुरक्षित होने की उम्मीद कर रहे हैं और लंबे समय तक ठोस अपशिष्ट का उत्पादन नहीं करते हैं। ^[For६] परमाणु संलयन रिएक्टरों के लिए ईंधन बहुत व्यापक रूप से उपलब्ध ड्यूटेरियम , लिथियम और ट्रिटियम हैं । ^[87]

कार्बन कब्जा और भंडारण

सिद्धांत रूप में, जीवाश्म ईंधन और बायोमास बिजली संयंत्रों के ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कार्बन कैप्चर और भंडारण के माध्यम से काफी कम किया जा सकता है , हालांकि यह प्रक्रिया महंगी है। के अनुसार जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल , 2 डिग्री सेल्सियस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सबसे कम लागत पथ में से एक विशेष प्रकार के बड़े पैमाने पर तैनाती भी शामिल है नकारात्मक उत्सर्जन प्रौद्योगिकी बुलाया कार्बन कैप्चर और ज़ब्ती के साथ जैव , या BECCS। ^[ Achieving this ^] हालांकि, BECCS के माध्यम से इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए दुनिया भर में वर्तमान में उपलब्ध संसाधनों की तुलना में अधिक संसाधनों की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, प्रति वर्ष सीओ _{2 के} 10 बिलियन टन (GtCO ₂ ) पर कब्जा करना/ y) को विश्व के वर्तमान क्रॉपलैंड के 40 प्रतिशत से बायोमास की आवश्यकता होगी। ^[89]

आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों का प्रबंधन

एक पंप-भंडारण पनबिजली सुविधा में, पानी को पंप किया जाता है अपघटन बिजली उत्पादन मांग से अधिक है। जल को बाद में जलविद्युत उत्पन्न करने के लिए छोड़ा जाता है ।

सौर और पवन परिवर्तनशील अक्षय ऊर्जा (VRE) स्रोत हैं जो मौसम और दिन के समय के आधार पर बिजली की आपूर्ति करते हैं। इन स्रोतों के संयोजन से कुल मिलाकर आंतरायिकता को कम किया जा सकता है। ^{[९ ०]}^{[९ २]}

अधिकांश विद्युत ग्रिड का निर्माण गैर-आंतरायिक ऊर्जा स्रोतों जैसे कि कोयला आधारित बिजली संयंत्रों के लिए किया गया था। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार : "पावर सिस्टम लचीलेपन की आवश्यकता होती है कई समयसीमा, और विभिन्न लचीलेपन हार्डवेयर समाधान और परिचालन अभ्यास समाधान टाइमसेल-विशिष्ट क्षमताओं की पेशकश करते हैं"। ^{[९ २]} २०३० तक २०३० तक दुनिया की आधी बिजली और हवा को गर्म करने की आवश्यकता होगी, २०५० तक तापमान में वैश्विक वृद्धि को २ डिग्री सेल्सियस से कम करने के लिए। ^{[९ ३]} चूंकि बड़ी मात्रा में सौर और पवन ऊर्जा ग्रिड में एकीकृत हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए समग्र प्रणाली में परिवर्तन करने के लिए आवश्यक हो जाता है कि बिजली की आपूर्ति मांग से मेल खाती है। इन परिवर्तनों में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं:

बैकअप शक्ति का उत्पादन करने के लिए पनबिजली, प्राकृतिक गैस संयंत्रों, या अन्य जीवाश्म ईंधन या परमाणु संयंत्रों का उपयोग करना
अतिरिक्त सौर और पवन ऊर्जा को संग्रहीत करने और आवश्यकतानुसार इसे जारी करने के लिए ग्रिड ऊर्जा भंडारण का उपयोग करना । सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली भंडारण विधि पंप-स्टोरेज पनबिजली है , जो केवल उन स्थानों पर संभव है जो एक बड़ी पहाड़ी या गहरी भूमिगत खदान के बगल में हैं। बैटरियों को व्यापक रूप से तैनात किया जा रहा है। अन्य भंडारण प्रौद्योगिकियों जैसे कि पावर-टू-गैस का उपयोग सीमित स्थितियों में किया गया है। ^[94]
एक क्षेत्रीय ग्रिड में या लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से अन्य स्थानों पर बिजली का व्यापार करें
ऊर्जा की मांग प्रबंधन और स्मार्ट ग्रिड के उपयोग के माध्यम से निश्चित समय पर बिजली की मांग को कम करना ।
ऊर्जा बाजार , या अधिक विशेष रूप से बिजली के बाजार में परिवर्तन, ताकि बिजली की आपूर्ति लचीलापन बेहतर भुगतान हो ^[95]^[96]

2019 तक, बड़े जनसंख्या केंद्रों के लिए ऊर्जा भंडारण की लागत और रसद एक महत्वपूर्ण चुनौती है, हालांकि बैटरी सिस्टम की लागत नाटकीय रूप से कम हो गई है। ^{[९ []} उदाहरण के लिए, २०१ ९ के एक अध्ययन में पाया गया है कि सौर और पवन ऊर्जा के लिए पूर्वी और मध्य पश्चिम संयुक्त राज्य में अत्यधिक ठंड के एक सप्ताह के लिए सभी जीवाश्म ईंधन उत्पादन को बदलने के लिए, ऊर्जा भंडारण क्षमता को ११ गीगावॉट से बढ़ाना होगा। उस समय 230 GW और 280 GW के बीच, यह निर्भर करता है कि परमाणु ऊर्जा कितनी सेवानिवृत्त है। ^[97]

पंप-स्टोरेज के साथ-साथ कोयला, जीवाश्म गैस और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को लोड करना 2020 तक रुक-रुक कर ऊर्जा स्रोतों को संतुलित करने की सबसे व्यापक तकनीक है।

यूरोपीय संघ में 2020 तक यह उन देशों में वास्तविक मानक बन गया है, जिन्होंने जर्मनी जैसे अपने शून्य-उत्सर्जन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को बंद करने का फैसला किया है । ^{[९ []}^[९९]^[१००]^[१०१] इस अभ्यास से जर्मनी के बीच एक बहस छिड़ गई है, जिसने जीवाश्म गैस आयात में महत्वपूर्ण निवेश किया लेकिन इसके सीओ में असफल रहा
2उत्सर्जन में कमी के लक्ष्य, ^[102] और फ्रांस, जिसका ऊर्जा मिश्रण काफी हद तक परमाणु ऊर्जा से बना है और जिनका ऊर्जा क्षेत्र से औसत CO2 उत्सर्जन जर्मनी से ५ गुना छोटा है। ^[१०३]^[१०४]

ऊर्जा दक्षता

ऊर्जा स्थिरता की ओर बढ़ने के लिए न केवल ऊर्जा की आपूर्ति के तरीके में बदलाव की आवश्यकता होगी, बल्कि जिस तरह से इसका उपयोग किया जाता है, और विभिन्न वस्तुओं या सेवाओं को वितरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को कम करना आवश्यक है। ऊर्जा समीकरण के मांग पक्ष में सुधार के अवसर उतने ही समृद्ध और विविध हैं जितने आपूर्ति पक्ष पर, और अक्सर महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदान करते हैं। ^[105]

दक्षता ऊर्जा मांग की वृद्धि को धीमा कर देती है ताकि बढ़ती स्वच्छ ऊर्जा आपूर्ति जीवाश्म ईंधन के उपयोग में गहरी कटौती कर सके। हाल के एक ऐतिहासिक विश्लेषण से पता चला है कि ऊर्जा दक्षता में सुधार की दर आम तौर पर ऊर्जा की मांग में वृद्धि की दर से आगे निकल गई है, जो निरंतर आर्थिक और जनसंख्या वृद्धि के कारण है । परिणामस्वरूप, ऊर्जा दक्षता लाभ के बावजूद, कुल ऊर्जा उपयोग और संबंधित कार्बन उत्सर्जन में वृद्धि जारी रही है। इस प्रकार, ऊर्जा दक्षता में सुधार के थर्मोडायनामिक और व्यावहारिक सीमा को देखते हुए, ऊर्जा की मांग में वृद्धि को धीमा करना आवश्यक है। ^[106]हालांकि, जब तक स्वच्छ ऊर्जा की आपूर्ति तेजी से ऑनलाइन नहीं होती है, तब तक मांग में वृद्धि धीमी हो जाएगी और कुल उत्सर्जन में कमी आएगी; ऊर्जा स्रोतों की कार्बन सामग्री को कम करने की भी आवश्यकता है। इस तरह एक स्थायी ऊर्जा अर्थव्यवस्था के किसी भी गंभीर दृष्टिकोण को नवीकरण और दक्षता दोनों के लिए प्रतिबद्धताओं की आवश्यकता होती है। ^[107]

रुझान

2019 तक जीवाश्म ईंधन अभी भी विश्व ऊर्जा की खपत का 80% से अधिक की आपूर्ति करता है , हालांकि प्रति व्यक्ति ऊर्जा की खपत 2020 के दशक में चरम पर होने की उम्मीद है, पेरिस समझौते के 2 डिग्री लक्ष्य को पूरा करने के लिए टिकाऊ ऊर्जा का उपयोग तेजी से नहीं बढ़ रहा है। ^[108]

2019 में 400 गीगावॉट परमाणु ऊर्जा क्षमता के लिए पूर्वानुमान, जो 2018 में दुनिया की 10% बिजली की आपूर्ति करता है, 2030 तक 25% की वृद्धि के साथ 8% की कमी से भिन्न होता है। ^[109]

2020 में, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी ने चेतावनी दी कि कोरोनावायरस के प्रकोप से उत्पन्न आर्थिक उथल-पुथल कंपनियों को हरित ऊर्जा में निवेश करने से रोक या देरी कर सकती है। ^[११०]^[१११]^[११२] यदि कोई कार्य नहीं किया जाता है, तो प्रकोप संभावित रूप से दुनिया के स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण में मंदी का कारण बन सकता है। ^[113]

कोयले से प्राकृतिक गैस में जाने वाला ईंधन

उत्पादित ऊर्जा की एक इकाई के लिए औसतन, प्राकृतिक गैस का ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन कोयले के आधे उत्सर्जन के आसपास होता है जब बिजली का उत्पादन किया जाता है, और लगभग दो-तिहाई कोयले का उत्सर्जन होता है जब गर्मी का उत्पादन किया जाता है: हालांकि मीथेन लीक को कम करना है। अनिवार्य। ^[११४] प्राकृतिक गैस भी कोयले की तुलना में काफी कम वायु प्रदूषण पैदा करती है। इसलिए गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों और गैस पाइपलाइनों का निर्माण करना उत्सर्जन को कम करने और कोयला उपयोग के चरण के रूप में प्रचारित किया जाता है, हालांकि यह अभ्यास विवादास्पद है। विरोधियों का तर्क है कि प्राकृतिक गैस बुनियादी ढांचे के विकास से कार्बन लॉक-इन और फंसे हुए संपत्ति के दशकों का निर्माण होगा, और कि नवीकरणीय तुलनात्मक लागत पर कम उत्सर्जन पैदा करते हैं। ^[115] जीवन चक्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को प्राकृतिक गैस के लगभग 40 बार हवा और परमाणु ऊर्जा के उत्सर्जन कर रहे हैं।

विद्युतीकरण

विद्युतीकरण के बावजूद जीवाश्म ईंधन 2040 तक दो तिहाई से अधिक ऊर्जा प्रदान कर सकता है। ^[१०]]

सरकार की ऊर्जा नीतियां

दुनिया भर में ऊर्जा के उपयोग के रुझानों की तुलना, 2015 तक नवीकरणीय ऊर्जा की वृद्धि को हरी रेखा द्वारा दिखाया गया है ^[116]

आईपीसीसी के अनुसार, ग्लोबल वार्मिंग को 1.5 ° C तक सीमित करने के लिए स्पष्ट कार्बन मूल्य निर्धारण और पूरक ऊर्जा-विशिष्ट नीतियां दोनों आवश्यक हैं। ^[117]

ऊर्जा-विशिष्ट कार्यक्रम और नियम ऐतिहासिक रूप से जीवाश्म ईंधन उत्सर्जन को कम करने के प्रयासों का मुख्य आधार रहे हैं। ^[११ include ^] सफल मामलों में १ ९ s० और १ ९ and० के दशक में फ्रांस में परमाणु रिएक्टरों का निर्माण और संयुक्त राज्य अमेरिका में ईंधन दक्षता मानकों को शामिल किया गया, जिसमें अरबों बैरल तेल का संरक्षण हुआ। ^[११ energy ^] ऊर्जा-विशिष्ट नीतियों के अन्य उदाहरणों में कोड निर्माण में ऊर्जा दक्षता आवश्यकताओं, नए कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों पर प्रतिबंध लगाना, बिजली के उपकरणों के लिए प्रदर्शन मानकों और इलेक्ट्रिक वाहन के उपयोग के लिए समर्थन शामिल हैं। ^{[११ ९]}^[११ remain ^] फिर भी जीवाश्म ईंधन सब्सिडी एक स्वच्छ ऊर्जा प्रणाली में संक्रमण के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा है। ^[120]

कार्बन टैक्स कम कार्बन अर्थव्यवस्था की ओर आंदोलन को प्रोत्साहित करने का एक प्रभावी तरीका है , जबकि राजस्व का एक स्रोत प्रदान करता है जिसका उपयोग अन्य करों को कम करने के लिए किया जा सकता है ^[121] या निम्न-आय वाले परिवारों को उच्च ऊर्जा लागत वहन करने में मदद करने के लिए। ^[१२२] कार्बन करों में कुछ न्यायालयों में मजबूत राजनीतिक धक्का-मुक्की हुई है, जबकि ऊर्जा-विशिष्ट नीतियां राजनीतिक रूप से अधिक सुरक्षित हैं। ^{[११ O]} ओईसीडी जलवायु परिवर्तन के अनुसार ऊर्जा पर कार्बन करों के बिना अंकुश नहीं लगाया जा सकता है, लेकिन २०१ the में of०% ऊर्जा-संबंधित CO2 उत्सर्जन पर कर नहीं लगाया गया। ^[१२३] कुछ अध्ययनों का अनुमान है कि ऊर्जा-विशिष्ट के साथ कार्बन कर का संयोजन नीतियां केवल कार्बन टैक्स की तुलना में अधिक लागत प्रभावी होंगी।^[117]

सतत ऊर्जा अनुसंधान

टिकाऊ ऊर्जा के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर उन्नत अनुसंधान करने वाले शैक्षणिक, संघीय और वाणिज्यिक क्षेत्रों के भीतर कई संगठन हैं। सतत ऊर्जा प्रणालियों के प्रति वैज्ञानिक उत्पादन तेजी से बढ़ रहा है, 1992 में लगभग 500 अंग्रेजी जर्नल के कागजात से अक्षय ऊर्जा के बारे में 2011 में लगभग 9,000 कागजात तक बढ़ रहे हैं। ^[124]

हाइड्रोजन

हाइड्रोजन एक शून्य-उत्सर्जन ईंधन है जो पानी के अणुओं को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है । हाइड्रोजन एक स्थायी ऊर्जा प्रणाली में एक भूमिका निभा सकता है अगर इसका उपयोग करने के लिए उपयोग की जाने वाली बिजली टिकाऊ स्रोतों से उत्पन्न होती है, जैसे कि हवा या सौर। हाइड्रोजन का उत्पादन तब किया जा सकता है जब आंतरायिक नवीकरणीय बिजली का अधिशेष होता है, फिर गर्मी उत्पन्न करने या फिर से बिजली उत्पन्न करने के लिए संग्रहित किया जाता है। हाइड्रोजन को जहाज ^[125] या पाइपलाइनों के माध्यम से वितरित किया जा सकता है । 20% तक पाइपलाइनों या उपकरणों को बदलने के बिना प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों में मिलाया जा सकता है, ^[126] लेकिन हाइड्रोजन इतना हल्का होने के कारण यह केवल 7% उत्सर्जन को बचाएगा। ^[१२।] २०२० तकपरीक्षणों कैसे 100% हाइड्रोजन के लिए एक प्राकृतिक गैस ग्रिड परिवर्तित करने के लिए पर चल रहे हैं, ^[128] आदेश को कम करने या आवासीय और औद्योगिक प्राकृतिक गैस हीटिंग से उत्सर्जन को खत्म करने के। ^{[१२ ९]} इसका उपयोग उन वाहनों को किया जा सकता है जिनमें हाइड्रोजन ईंधन सेल होते हैं । ^[१३०] चूंकि इसमें सामग्री की मात्रा कम होती है, इसलिए कारों और हवाई जहाजों की तुलना में हाइड्रोजन से चलने वाले जहाजों या भारी सड़क वाहनों ^[१३१] में उपयोग करना आसान होता है ।

2018 तक, हाइड्रोजन की दुनिया में बहुत कम आपूर्ति स्थायी स्रोतों से बनाई गई है। लगभग सभी हाइड्रोजन भाप मीथेन सुधार (एसएमआर) द्वारा बनाई गई है , जिसके परिणामस्वरूप उच्च ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन होता है लेकिन वर्तमान में इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन बनाने से सस्ता है। हालाँकि, SMR से कुछ कार्बन को कैप्चर किया जा सकता है, अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड को निकालने के लिए कार्बन कैप्चर और स्टोरेज तकनीकों के साथ ऑटोथर्मल सुधार का उपयोग करके इस प्रक्रिया को और अधिक टिकाऊ बनाया जा सकता है। ^[129]

यह भी देखें

ऊर्जा उद्योग का पर्यावरणीय प्रभाव
जीवाश्म ईंधन विभाजन
ऊर्जा स्रोतों का जीवन-चक्र ग्रीनहाउस-गैस उत्सर्जन
सभी पहल के लिए सतत ऊर्जा

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प्रदर्शन ऊर्जा
रेखांकित करें इतिहास सूची
बुनियादी सिद्धांत	ऊर्जा इकाइयों ऊर्जा का संरक्षण एनर्जेटिक्स ऊर्जा परिवर्तन ऊर्जा की स्थिति ऊर्जा संक्रमण ऊर्जा स्तर Energy system Mass Negative mass Mass–energy equivalence Power Thermodynamics Quantum thermodynamics Laws of thermodynamics Thermodynamic system Thermodynamic state Thermodynamic potential Thermodynamic free energy Irreversible process Thermal reservoir Heat transfer Heat capacity Volume (thermodynamics) Thermodynamic equilibrium Thermal equilibrium Thermodynamic temperature Isolated system Entropy Free entropy Entropic force Negentropy Work Exergy Enthalpy
Types	Kinetic Internal Thermal Potential Gravitational Elastic Electric potential energy Mechanical Interatomic potential Electrical Magnetic Ionization Radiant Binding Nuclear binding energy Gravitational binding energy Chromodynamic Dark Quintessence Phantom Negative Chemical Rest Sound energy Surface energy Mechanical wave Sound wave Vacuum energy Zero-point energy
Energy carriers	Radiation Enthalpy Fuel fossil fuel Heat Latent heat Work Electricity Battery Capacitor
Primary energy	Fossil fuel Coal Petroleum Natural gas Nuclear fuel Natural uranium Radiant energy Solar Wind Hydropower Marine energy Geothermal Bioenergy Gravitational energy
Energy system components	Energy engineering Oil refinery Electric power Fossil fuel power station Cogeneration Integrated gasification combined cycle Nuclear power Nuclear power plant Radioisotope thermoelectric generator Solar power Photovoltaic system Concentrated solar power Solar thermal energy Solar power tower Solar furnace Wind power Wind farm Airborne wind energy Hydropower Hydroelectricity Wave farm Tidal power Geothermal power Biomass
Use and supply	Energy consumption Energy storage World energy consumption Energy security Energy conservation Efficient energy use Transport Agriculture Renewable energy Sustainable energy Energy policy Energy development Worldwide energy supply South America USA Mexico Canada Europe Asia Africa Australia
Misc.	Jevons paradox Carbon footprint
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प्रदर्शन पर्यावरण प्रौद्योगिकी
Appropriate technology Clean technology Environmental design Environmental impact assessment Sustainable development Sustainable technology
Pollution	Air pollution (control dispersion modeling) Industrial ecology Solid waste treatment Waste management Water (agricultural wastewater treatment industrial wastewater treatment sewage treatment waste-water treatment technologies water purification)
Renewable energy	Alternative energy Efficient energy use Energy development Energy recovery Fuel (alternative fuel biofuel carbon negative fuel hydrogen technologies) List of energy storage projects Renewable energy (commercialization) Sustainable energy Transportation (electric vehicle hybrid vehicle)
Conservation	Birth control Building (green natural sustainable architecture New Urbanism New Classical) Conservation biology Conservation ethic Ecoforestry Environmental preservation Environmental remediation Green computing Land rehabilitation Permaculture Recycling

प्रदर्शन स्थिरता
Outline History Index
Principles	Anthropocene Earth system governance Ecological modernization Environmental governance Environmentalism Global catastrophic risk Human impact on the environment Planetary boundaries Social sustainability Stewardship Sustainable development
Consumption	Anthropization Anti-consumerism Earth Overshoot Day Ecological footprint Ethical Over-consumption Simple living Steady-state economy Sustainability advertising Sustainability brand Sustainability marketing myopia Sustainable Systemic change resistance Tragedy of the commons
Population	Birth control Family planning Control Overpopulation Zero growth
Technology	Appropriate Environmental Sustainable
Biodiversity	Biosecurity Biosphere Conservation biology Endangered species Holocene extinction Invasive species
Energy	Carbon footprint Climate change mitigation Conservation Descent Efficiency Emissions trading Fossil-fuel phase-out Peak oil Poverty Rebound effect Renewable
Food	Civic agriculture Community-supported agriculture Forest gardening Foodscaping Local Permaculture Security Sustainable agriculture Sustainable fishery Urban horticulture Vegetable box scheme
Water	Conservation Crisis Efficiency Footprint Reclaimed
Accountability	Sustainability accounting Sustainability measurement Sustainability metrics and indices Sustainability reporting Standards and certification Sustainable yield
Applications	Advertising Architecture Art Business City College programs Community Design Ecovillage Education for Sustainable Development Fashion Gardening Geopark Green marketing Industries Landscape architecture Living Low-impact development Sustainable market Organizations Packaging Practices Procurement Tourism Transport Urban drainage systems Urban infrastructure Urbanism
Management	Environmental Fisheries Forest Landscape Materials Natural resource Planetary Waste
Agreements and conferences	UN Conference on the Human Environment (Stockholm 1972) Brundtlandt Commission Report (1983) Our Common Future (1987) Earth Summit (1992) Rio Declaration on Environment and Development (1992) Agenda 21 (1992) Convention on Biological Diversity (1992) ICPD Programme of Action (1994) Lisbon Principles (1997) Kyoto Protocol (1997) Earth Charter (2000) UN Millennium Declaration (2000) Earth Summit 2002 (Rio+10, Johannesburg) UN Conference on Sustainable Development (Rio+20, 2012) Sustainable Development Goals (2015) Paris Agreement (2015) UN Ocean Conference (2017)
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