Περιεχόμενο
- Πηγές ενέργειας
- Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Επεξήγηση
- Ενέργεια από ορυκτά καύσιμα
- Ενέργεια από τη βιομάζα
- Ενέργεια από τον ήλιο
- Ενέργεια από τον άνεμο
- Πυρηνική δύναμη
Τι είναι η ενέργεια και από πού προέρχεται; Στην καθημερινή γλώσσα, η ενέργεια είναι κάποια ακαθόριστη αλλά επιθυμητή ποιότητα που σας επιτρέπει να κάνετε πράγματα όπως άσκηση, ολοκληρωμένες ταξικές αναθέσεις και να κάνετε τη δουλειά σας. Στη φυσική, η δύναμή του πολλαπλασιάζεται με απόσταση και εκφράζεται στις ίδιες μονάδες όπως η εργασία και η θερμότητα. Πρακτικά, ποιες ανθρώπινες κοινωνίες βασίζονται στη ζεστασιά, το φως, τη μεταφορά, την κατασκευή και άλλες διαδικασίες που χωρίζουν τους ανθρώπους σήμερα από εκείνους που ζούσαν σε προϊστορικούς και πρώιμους ιστορικούς χρόνους.
Αυτές τις μέρες, η ενέργεια είναι επίσης αμφιλεγόμενη - τι isnt; - χάρη κυρίως στο ζήτημα της κλιματικής αλλαγής. Η καύση ορυκτών καυσίμων, κυρίως του άνθρακα, έχει εδραιωθεί ως ένας από τους κύριους συντελεστές στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη λόγω του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Αλλά ο κόσμος πρέπει να παράγει μεγάλη ενέργεια για να διατηρήσει τα σύγχρονα προσωπικά και εμπορικά πρότυπα διαβίωσης. Ευτυχώς για την υγεία του περιβάλλοντος, άλλες πηγές ενέργειας διερευνώνται με αυξανόμενη ένταση, καθώς ο πλανήτης αναπόφευκτα επηρεάζεται ολοένα και περισσότερο από τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Πηγές ενέργειας
Γενικά, η παραγωγή ενέργειας προέρχεται από δύο πρωταρχικός πηγές; αυτά είναι τα ορυκτά καύσιμα και η καθαρή ενέργεια. Δευτερεύων πηγές προέρχονται από πρωτογενείς πηγές · ένα παράδειγμα είναι η ηλεκτρική ενέργεια. Στις ΗΠΑ, η κατανάλωση ενέργειας παρέχεται συνήθως σε κιλοβατώρες, ή σε kWh. Αυτή η μονάδα είναι ίση με 3,6 εκατομμύρια ζεύγη, με το joule ή το newton-meter να είναι η τυπική μονάδα ενέργειας στη φυσική. Άλλες κοινές μονάδες είναι η erg, η βρετανική θερμική μονάδα και οι θερμίδες. (Trivia: Οι "θερμίδες" που βλέπετε στις ετικέτες διατροφής είναι στην πραγματικότητα ένα κιλοβατώριο, ή 1.000 "πραγματικές" θερμίδες.)
Οι όροι "καθαρή ενέργεια" και "ανανεώσιμη ενέργεια" χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά. Αυτό δεν είναι αυστηρά ακριβές γιατί, όπως θα δείτε, ενώ η πυρηνική ενέργεια είναι μια μορφή καθαρής ενέργειας, μπορεί να χαρακτηριστεί ως ανανεώσιμη είναι ανοικτή σε ερώτηση. Ανεξάρτητα από αυτό, οι μορφές καθαρής ενέργειας περιλαμβάνουν - μαζί με την πυρηνική ενέργεια - ηλιακή ενέργεια, αιολική ενέργεια, υδροηλεκτρική ενέργεια, γεωθερμική ενέργεια και βιοενέργεια.
Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Επεξήγηση
Ένας σημαντικός κατάλογος ανανεώσιμων πόρων για την παραγωγή ενέργειας στον 21ο αιώνα θα περιλαμβάνει τη βιομάζα (π.χ. απόβλητα ξύλου και ξύλου, αστικά στερεά απόβλητα, αέρια υγειονομικής ταφής και βιοαέριο, αιθανόλη και βιοντίζελ). υδροηλεκτρική ενέργεια ή ενέργεια ύδατος. γεωθερμική ενέργεια, η οποία προέρχεται από βαθιά μέσα στη Γη. και αιολική και ηλιακή ενέργεια. Αυτά ονομάζονται "ανανεώσιμα" επειδή προέρχονται από μια προσφορά η οποία είναι θεωρητικά ανεξάντλητη. Δηλαδή, ενώ η Γη αναμένεται να αποδώσει μια τελευταία ημέρα της τελευταίας ουγγιάς φυσικού αερίου και της τελευταίας ουγγιάς άνθρακα, η ιδέα του ηλιακού φωτός, του ανέμου και των ποταμών που εξαφανίζονται εντελώς είναι - ελπίζουμε, τουλάχιστον! - χωρίς νόημα.
Μέχρι τα μέσα του 1800, η Αμερική απέκτησε την ενέργεια που χρειάζονταν από την καύση του ξύλου. Επειδή ο πληθυσμός των Η.Π.Α. ήταν συγκριτικά χαμηλός και το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ενέργειας ήταν για θέρμανση, φως και μαγείρεμα, με μηχανήματα όπως αυτοκίνητα και κλιματιστικά ακόμα μακριά, το ξύλο ήταν αρκετό για να κάνει τη δουλειά. Από τα τέλη του 18ου αιώνα μέχρι τις αρχές του 21ου αιώνα, τα ορυκτά καύσιμα (άνθρακας, πετρέλαιο και φυσικό αέριο) χρησίμευαν ως πηγή ενέργειας των εθνών. Μέχρι τη δεκαετία του 1990, οι κύριες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - ένας όρος που ήταν περισσότερο θεωρητικός παρά πραγματικός μέχρι τις τελευταίες δεκαετίες - ήταν η υδροηλεκτρική ενέργεια και η στερεή βιομάζα. σήμερα, τα βιοκαύσιμα, η ηλιακή ενέργεια και η αιολική ενέργεια διαδραματίζουν σοβαρούς και συνεχώς αυξανόμενους ρόλους.
Το 2017, η ανανεώσιμη ενέργεια παρείχε περίπου το ένατο ένατο της συνολικής χρήσης ενέργειας από τις ΗΠΑ. Το 57% της κατανάλωσης είχε τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας και περίπου το ένα έκτο προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η ανανεώσιμη ενέργεια είναι σημαντική για τη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, επειδή μειώνει την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Ενώ ο άνθρακας, το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο μαζί είναι ο μακροχρόνιος αδιαμφισβήτητος παγκόσμιος πρωταθλητής ενέργειας, η κατανάλωση βιοκαυσίμων και άλλων μη υδροηλεκτρικών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ήταν περισσότερο από διπλάσια σε σχέση με το 2017, όπως ήταν στην αρχή του 21ου αιώνα. Η τάση αυτή προκάλεσε ο συνδυασμός τυπικής ρυθμιστικής δράσης και οικονομικών κινήτρων για τις εταιρείες για την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτή η τάση αύξησης της χρήσης μη υδρογονοκαυσίμων αναμένεται να συνεχιστεί έως το 2050.
Ενέργεια από ορυκτά καύσιμα
Το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο εξακολουθούν να αποτελούν τις πρώτες πηγές ενέργειας στις ΗΠΑ και παγκοσμίως από το 2018. Η καύση αυτών των καυσίμων είναι υπεύθυνη για το 75% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τότε στα τέλη του 20ου αιώνα.
Τα ορυκτά καύσιμα σχηματίστηκαν όταν προϊστορικά φυτά και ζώα έχασαν τη ζωή τους και, για μια περίοδο εκατομμυρίων ετών, θάφτηκαν και συνθλίφθηκαν κάτω από στρώματα βράχου. Κυρίως ως αποτέλεσμα της μηχανικής συμπίεσης, διάφοροι τύποι αυτών των καυσίμων σχηματίστηκαν ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες, όπως το περιεχόμενο που περιείχε άνθρακα, πόσο καιρό θάφτηκε και ποιες ήταν οι συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης εκείνη τη στιγμή. Οι βιομηχανίες ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο και φυσικό αέριο) ή ορυχείο (άνθρακας) για τις εν λόγω πηγές ενέργειας και στη συνέχεια τους καίνε για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια ή να τις τροποποιήσουν για χρήση ως καύσιμο για σκοπούς θέρμανσης (π.χ. πετρέλαιο κλιβάνου) ή μεταφοράς (π.χ.
Ενέργεια από τη βιομάζα
Η βιομάζα αναφέρεται σε πρώην ζωντανή ύλη, δηλαδή φυτά και ζώα. Οι πηγές ενέργειας της βιομάζας περιλαμβάνουν τα απόβλητα επεξεργασίας ξύλου, τα οποία μπορούν να καούν για να θερμάνουν τα κτίρια, να παράγουν θερμότητα στη βιομηχανία και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. γεωργικά απόβλητα, τα οποία μπορούν να καούν ως καύσιμα ή να μετατραπούν σε υγρά βιοκαύσιμα · μερικά από τα σκουπίδια που μπορούν να καούν για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια σε μονάδες παραγωγής ενέργειας ή να μετατραπούν σε βιοαέριο σε χώρους υγειονομικής ταφής. και ακόμη και κοπριά και λύματα, τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε βιοαέριο.
Ενέργεια από τον ήλιο
Ο ήλιος ήταν προφανώς πηγή ενέργειας για όλα τα ζωντανά πράγματα σε όλη την ανθρώπινη ιστορία. Πιο πρόσφατα, οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει την ικανότητα να αξιοποιήσουν αυτήν την ενέργεια και να την τοποθετήσουν σε διάφορες σύγχρονες χρήσεις. Τα συστήματα ηλιακής θερμικής ενέργειας χρησιμοποιούνται σήμερα για τη θέρμανση του νερού για χρήση σε σπίτια, κτίρια και υδρομασάζ. ζεστό το εσωτερικό των σπιτιών, τα υπόστεγα και τα θερμοκήπια? και να θερμαίνουν τα υγρά στις πολύ υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται στις ηλιακές εγκαταστάσεις.
Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα φωτοβολταϊκά ή τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρισμό. Ορισμένες από αυτές μπορούν να τροφοδοτήσουν μικρές συσκευές όπως αριθμομηχανές και ρολόγια, ενώ μεγάλες σειρές φωτοβολταϊκών κυψελών μπορεί να παράγει αρκετό ηλεκτρικό ρεύμα για ένα τυπικό σπίτι. Ορισμένες από αυτές τις μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν μαζικές συστοιχίες φωτοβολταϊκών κυψελών που εκτείνονται σε πολλαπλά στρέμματα και είναι αρκετά μεγάλες ώστε να εξυπηρετούν τις ανάγκες σε ηλεκτρισμό σε χιλιάδες σπίτια.
Ενέργεια από τον άνεμο
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο αέρας πάνω από το έδαφος θερμαίνεται πιο γρήγορα από τον αέρα πάνω από το νερό. Ο αέρας πάνω από τη γη αναπτύσσεται και αυξάνεται καθώς θερμαίνεται και όλο και βαρύτερος, πιο δροσερός αέρας ρέει για να πάρει τη θέση του, δημιουργώντας άνεμο. Τη νύχτα, οι άνεμοι αντιστρέφουν την κατεύθυνση. Ομοίως, οι ατμοσφαιρικοί άνεμοι που περιβάλλουν τη Γη δημιουργούνται επειδή η γη κοντά στον ισημερινό είναι θερμότερη από τη γη κοντά στους πόλους. Η αιολική ενέργεια, που συλλαμβάνεται από τους ανεμόμυλους (συχνά σε μεγάλες συστοιχίες) χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρισμού
Πυρηνική δύναμη
Η πυρηνική ενέργεια είναι ένα παράδειγμα ενέργειας που είναι "καθαρό" και θεωρείται ανανεώσιμο από ορισμένες πηγές, ωστόσο είναι από μόνη της εξαιρετικά αμφιλεγόμενο. Δεδομένου ότι η παγκόσμια προσφορά ουρανίου, το υλικό που χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, είναι πεπερασμένο, η πυρηνική ενέργεια τυπικά συγκεντρώνεται με ορυκτά καύσιμα και ταξινομείται ως μη ανανεώσιμη.
Σε κάθε περίπτωση, η πυρηνική ενέργεια παρείχε το 20% της ενέργειας στις Η.Π.Α. από το 2018, αφού είχε χρησιμοποιηθεί για πάνω από 60 χρόνια. Λόγω του ρόλου τους στην έμμεση συμβολή στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, τα «πυρηνικά εργοστάσια» παραμένουν βασικό στρώμα στις ΗΠΑ και στο εξωτερικό. Λόγω των καλά δημοσιευμένων ατυχημάτων και φοβιών κατά τη διάρκεια των ετών σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να υποφέρουν από αυτή την πηγή ενέργειας, αλλά η επιστημονική συναίνεση ευνοεί την περαιτέρω ανάπτυξη σε αυτόν τον τομέα με επίκεντρο την ασφάλεια.