Njia Mpya za Kutokeza Nishati

UPEPO:

▪ Kwa muda mrefu wanadamu wametumia upepo kuendesha merikebu, vinu, na kupiga maji. Hata hivyo, katika miaka ya karibuni, nchi nyingi ulimwenguni zimevutiwa na chanzo hicho cha nishati. Ulimwenguni pote, watu milioni 35 hupata umeme kutokana na vinu vya upepo vya hali ya juu ambavyo hutumiwa kutokeza nishati ya kutosha na inayodumu bila kuchafua mazingira. Nchini Denmark, upepo hutumiwa kutokeza asilimia 20 ya umeme unaotumiwa huko. Ujerumani, Hispania, na India zimeanza kutumia nishati inayotokana na upepo, na India ndiyo nchi ya tano ulimwenguni iliyo na uwezo mkubwa wa kutumia upepo kutokeza nishati. Kwa sasa, Marekani ina vinu vya upepo 13,000 vinavyotokeza umeme. Na wataalamu fulani wanasema kwamba maeneo yote yanayoweza kutokeza nishati ya upepo nchini Marekani yakitumiwa, nchi hiyo itaweza kutokeza zaidi ya asilimia 20 ya nguvu za umeme inazohitaji.

JUA:

▪ Betri fulani hutokeza umeme kwa kutumia mwangaza wa jua wakati miale ya jua inapochochea elektroni zilizo katika betri hizo. Ulimwenguni pote, karibu wati milioni 500 za umeme hutokezwa kwa njia hiyo, na uuzaji wa betri hizo huongezeka kwa asilimia 30 kwa mwaka. Hata hivyo, kwa sasa betri hizo hazitokezi nishati ya kutosha, na gharama ya kutokeza umeme kwa kutumia betri hizo ni kubwa ikilinganishwa na gharama ya kutumia vyanzo vingine kama vile makaa ya mawe, mafuta, na gesi ya asili. Isitoshe, kemikali zenye sumu kama vile salfaidi ya kadimiamu, aseniki, na gallium hutumiwa kutengeneza betri hizo. Kwa kuwa kemikali hizo huendelea kuwepo katika mazingira kwa karne nyingi, gazeti Bioscience linasema kwamba “huenda kuharibu betri zilizokwisha na kutumia tena vitu vilivyotumiwa kuzitengeneza kukawa tatizo kubwa.”

 NISHATI YA MVUKE UNAOTOKA ARDHINI:

▪ Mtu akichimba shimo kuanzia tabaka la nje la dunia na kuelekea kwenye kiini cha dunia ambacho kinakadiriwa kuwa na joto la nyuzi 4,000 Selsiasi, joto litaongezeka kwa wastani wa karibu nyuzi 30 Selsiasi kwa kila kilometa moja anayochimba. Hata hivyo, watu wanaoishi karibu na chemchemi za maji ya moto au nyufa za volkeno wanaweza kutumia joto la dunia kwa urahisi ili kutokeza nishati. Maji ya moto au mvuke unaotoka kwenye tabaka la nje la dunia hutumiwa katika nchi 58 kupasha nyumba joto au kutokeza umeme. Karibu asilimia 50 ya nishati inayotumiwa nchini Iceland hutokezwa kwa mvuke unaotoka ardhini. Nchi nyingine, kama vile Australia, zinapanga kupata nishati kutoka kwenye miamba yenye joto iliyo kilometa chache tu chini ya uso wa dunia. Gazeti Australian Geographic linaripoti hivi: “Watafiti fulani wanasema kwamba maji yakisukumwa chini kwa pampu hadi kwenye maeneo hayo yenye joto, kisha yanapokuwa moto yatumiwe kuendesha injini za mvuke wakati yanaporudi juu kwa nguvu nyingi sana, tunaweza kutokeza nishati kwa miaka mingi au hata kwa karne nyingi.”

MAJI:

▪ Tayari zaidi ya asilimia 6 ya nishati inayotumiwa ulimwenguni hutoka katika vituo vya kutokeza umeme kwa kutumia maji. Kulingana na ripoti ya International Energy Outlook 2003, katika kipindi cha miaka 20 ijayo, “miradi mikubwa ya kutokeza nguvu za umeme kwa maji katika nchi zinazoendelea, hasa barani Asia, itasababisha ongezeko la matumizi ya vyanzo vya nishati visivyoweza kuisha.” Hata hivyo, gazeti Bioscience linaonya hivi: “Mara nyingi maji yaliyohifadhiwa hufunika mashamba yenye rutuba na yanayofaa sana kwa kilimo. Isitoshe, mabwawa huathiri mimea, wanyama, na viumbe wadogo katika mazingira.”

 HIDROJENI:

▪ Hidrojeni ni gesi ambayo haina rangi wala harufu, lakini inaweza kushika moto. Ni elementi inayopatikana kwa wingi ulimwenguni. Hidrojeni inayopatikana duniani hufanyiza sehemu kubwa ya chembe za mimea na za wanyama, inapatikana katika makaa ya mawe, mafuta, na gesi ya asili, na ni kimojawapo cha vitu viwili vinavyofanyiza maji. Zaidi ya hayo, mazingira hayachafuliwi sana hidrojeni inapounguzwa na ina faida kubwa ikilinganishwa na makaa ya mawe, mafuta, na gesi ya asili.

Jarida Science News Online linasema kwamba maji “yanaweza kugawanywa kuwa hidrojeni na oksijeni kwa kutumia umeme.” Ijapokuwa mbinu hiyo inaweza kutumiwa kutokeza kiasi kikubwa cha hidrojeni, jarida hilo linasema kwamba “mbinu hiyo inayoonekana kuwa rahisi inagharimu pesa nyingi.” Ulimwenguni pote, tani milioni 45 hivi za hidrojeni hutokezwa viwandani ili kutengeneza mbolea na bidhaa za usafi. Lakini hidrojeni hiyo hutokezwa kwa kutumia makaa ya mawe, mafuta, na gesi ya asili, na hilo hutokeza gesi yenye sumu inayoitwa kaboni-monoksidi na gesi ya kaboni-dioksidi ambayo husababisha ongezeko la joto duniani.

Hata hivyo, watu wengi husema kwamba kati ya vyanzo vingine vya nishati vinavyopangiwa kutumiwa, hidrojeni ndiyo inayotarajiwa kuwa chanzo kikuu cha nishati na kwamba inaweza kutosheleza mahitaji ya wanadamu ya nishati ya wakati ujao. Maoni hayo yanategemea hatua kubwa iliyochukuliwa hivi majuzi kuboresha kifaa fulani cha kutokeza hidrojeni.

NISHATI INAYOTOKANA NA HIDROJENI:

▪ Kuna kifaa ambacho hutokeza umeme kwa kutumia hidrojeni. Badala ya kuunguza hidrojeni, kifaa hicho huiunganisha na oksijeni katika utendaji fulani wa kemikali unaodhibitiwa kwa usahihi. Hidrojeni safi inapotumiwa badala ya vyanzo vingine vya nishati vyenye hidrojeni nyingi, vitu vya ziada vinavyotokezwa ni joto na maji pekee.

Katika mwaka wa 1839, Sir William Grove, ambaye alikuwa hakimu na mwanafizikia Mwingereza, alibuni kifaa cha kwanza kinachotokeza umeme kwa kutumia hidrojeni. Lakini, kutengeneza vifaa hivyo kuligharimu pesa nyingi, na ilikuwa vigumu kupata vitu vilivyohitajiwa ili kutokeza nishati kwa njia hiyo. Hivyo, mbinu hiyo ya kutokeza nishati haikutumiwa hadi katikati ya karne ya 20, wakati ambapo vifaa hivyo vilipoboreshwa ili vitumiwe kutokeza nishati ya kuendesha vyombo vya angani vya Marekani. Vyombo vya angani vya kisasa vingali vinatumia vifaa hivyo ili kutokeza nishati vinapokuwa angani, lakini mbinu hiyo inaboreshwa ili itumiwe hasa duniani.

Leo vifaa vya aina hiyo vinaboreshwa ili vitumiwe badala ya injini za magari zinazotumia petroli, pia vinaboreshwa ili vitokeze umeme unaotumiwa katika majengo ya kibiashara na ya makazi, na katika vifaa vidogo vya elektroni kama vile simu za mkononi na kompyuta. Hata hivyo, wakati ambapo makala hii ilikuwa ikiandikwa, gharama ya kutokeza umeme kwenye vituo ambavyo hutumia vifaa hivyo ilizidi mara nne gharama ya kutokeza umeme kwa makaa ya mawe, mafuta, na gesi ya asili. Hata hivyo, mamia ya mamilioni ya dola hutumiwa kuboresha teknolojia hiyo mpya.

Ni wazi kwamba kuna faida za kuanza kutumia vyanzo vya kutokeza nishati bila kuchafua mazingira. Hata hivyo, gharama ya kutokeza nishati kwa njia hiyo ni kubwa sana hivi kwamba huenda isiwezekane kufanya hivyo. Ripoti ya IEO2003 inasema hivi: “Inasemekana kwamba wakati ujao watu wengi watataka . . . nishati inayotokana na vyanzo vya nishati vyenye kaboni (mafuta, gesi ya asili, na makaa ya mawe), kwani inatazamiwa kwamba nishati hiyo itapatikana kwa bei nafuu, na gharama ya kutokeza nishati kwa njia nyingine itakuwa juu zaidi.”

[Picha katika ukurasa wa 9]

Gari linalotumia vifaa vinavyotokeza nishati kwa hidrojeni, 2004

[Hisani]

Mercedes-Benz USA

[Hisani ya Picha katika ukurasa wa 8]

DOE Photo