Tartalom
- Energia források
- Megújuló energia magyarázata
- Fosszilis tüzelőanyagokból származó energia
- Biomasszaból származó energia
- Energia a Napból
- Szélből származó energia
- Atomenergia
Mi az energia és honnan származik? A mindennapi nyelvben az energia valamilyen meghatározhatatlan, de kívánatos tulajdonság, amely lehetővé teszi olyan tevékenységeket, mint a testmozgás, az osztálytervezés teljesítése és a munka elvégzése. A fizikában annak erőssége, szorozva a távolsággal, és ugyanazon egységekben fejeződik ki, mint a munka és a hő. Gyakorlati szempontból az, hogy az emberi társadalmak mennyire támaszkodnak a melegre, a fényre, a szállításra, a gyártásra és egyéb folyamatokra, amelyek elválasztják ma az embereket az őskor és a korai történelmi időkben élőktől.
Manapság az energia szintén ellentmondásos - mi az? - elsősorban az éghajlatváltozás kérdésének köszönhetően. A fosszilis tüzelőanyagok, főleg a szén égetését szilárdan bebizonyították, hogy a szén-dioxid (CO2) az égési folyamat során szabadul fel a légkörbe. De a világnak sok energiát kell termelnie a modern személyes és kereskedelmi életszínvonal fenntartása érdekében. A környezet egészségének szerencséjére egyre növekvő lendülettel kutatnak más energiaforrásokat, mivel a bolygót megváltozhatatlanul egyre inkább érintik az éghajlatváltozás pusztításai.
Energia források
Az energiatermelés általában kettőből származik elsődleges források; ezek fosszilis tüzelőanyagok és tiszta energia. Másodlagos a források elsődleges forrásokból származnak; az egyik példa a villamos energia. Az Egyesült Államokban az energiafogyasztást általában kilowatt-órában vagy kWh-ban adják meg. Ez az egység 3,6 millió joule, azaz a joule vagy newton-mértéke a fizika szokásos energiaegysége. Egyéb általános egységek az erg, a brit hőegység és a kalória. (Trivia: A tápanyag-címkén látható "kalória" valójában kilokaloria, vagy 1000 "valódi" kalória.)
A "tiszta energia" és a "megújuló energia" kifejezéseket gyakran felváltva használják. Ez nem szigorúan pontos, mert amint látni fogja, miközben az atomenergia a tiszta energia egyik formája, megkérdőjelezhető, hogy lehet megújulónak minősíteni. A tiszta energia formái - az atomenergiával együtt - magában foglalják a napenergia, a szélenergia, a vízenergia, a geotermikus energiát és a bioenergiát.
Megújuló energia magyarázata
A 21. század energiatermelésére szolgáló megújuló erőforrások értelmezett listája magában foglalja a biomasszát (például fa és fahulladék, szilárd települési hulladék, hulladéklerakóban lévő gáz és biogáz, etanol és biodízel); víz- vagy vízenergia; geotermikus energia, amely a Föld mélyéből származik; valamint a szél- és a napenergia. Ezeket "megújuló" -nak nevezzük, mert azok olyan ellátásból származnak, amely elméletben kimeríthetetlen. Vagyis, bár várhatóan a Föld egy nap elhozza az utolsó uncia földgázt és a végleges uncia a szénből, a napfény, a szél és a folyók teljes eltűnésének gondolata - legalább reméli! - értelmetlen.
Az 1800-as évek közepéig Amerika a szükséges energiát a fa égetéséből nyerte el. Mivel az Egyesült Államok lakossága viszonylag alacsony volt, és ennek az energianak a nagy részét fűtésre, világításra és főzésre használták fel, mivel a gépek, például az autók és a légkondicionálók még mindig messze vannak, a fa elég volt a munka elvégzéséhez. Az 1800-as évek végétől a 21. század elejéig a fosszilis tüzelőanyagok (szén, olaj és földgáz) szolgáltak a nemzetek energiaforrásául. Az 1990-es évekig a fő megújuló energiaforrások - ez a fogalom inkább elméleti, mint valós volt az utóbbi évtizedekig - a vízenergia és a szilárd biomassza voltak; ma a bioüzemanyagok, a napenergia és a szélenergia komoly és egyre növekvő szerepet játszanak.
2017-ben a megújuló energia az USA teljes energiafelhasználásának körülbelül egynegyedét tette ki. A fogyasztás 57% -a villamos energia, és körülbelül egyhatodát megújuló energiaforrásokból származik.
A megújuló energia fontos az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésében, mivel csökkenti a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget. Míg a szén, a gáz és az ásványolaj együttesen régóta vitathatatlanul világszerte az energia bajnok, a bioüzemanyagok és más nem hidroelektromos megújuló energiaforrások felhasználása több mint kétszer olyan magas volt 2017-ben, mint a 21. század elején volt. Ezt a tendenciát a formális szabályozási intézkedések és a vállalatok pénzügyi ösztönzőinek kombinációja ösztönözte a megújuló energiák fejlesztésére. A nem hidrohidroüzemanyag-felhasználás növekvő tendenciája várhatóan 2050-ig folytatódni fog.
Fosszilis tüzelőanyagokból származó energia
Bár manapság persona non grata az energiavilágban, az olaj, a földgáz és az ásványolaj továbbra is a legfontosabb energiaforrások az Egyesült Államokban és világszerte 2018-tól kezdve. Ezen üzemanyagok égése felelős a szén-dioxid-kibocsátás 75 százalékáért, mivel század vége.
A fosszilis tüzelőanyagok akkor keletkeztek, amikor az őskori növények és állatok elpusztultak, és több millió év alatt eltemették és összetörték a kőzetrétegek alatt. Elsősorban a mechanikus préselés eredményeként ezeknek az üzemanyagoknak a helyi körülményeitől függően képződtek különféle típusai, például hogy milyen széntartalmú anyag volt jelen, mennyi ideig eltemették, és milyen hőmérsékleti és nyomási feltételek voltak abban az időben. A fosszilis tüzelőanyagokkal foglalkozó iparágak fúrnak (olaj és gáz) vagy bányát (szén) ezekre az energiaforrásokra, majd elégetik őket, hogy villamos energiát termeljenek, vagy átalakítsák fűtési célokra (például kemenceolaj) vagy szállításhoz (például benzin).
Biomasszaból származó energia
A biomassza a korábban élő anyagokra utal, azaz a növényekre és az állatokra. A biomassza energiaforrásai közé tartoznak a fafeldolgozó hulladékok, amelyeket el lehet égetni épületek fűtésére, ipari hő előállítására az iparban és elektromos áram előállítására; mezőgazdasági hulladékok, amelyeket tüzelőanyagként el lehet égetni vagy folyékony bioüzemanyagokká alakítani; némi hulladék, amelyet el lehet égetni villamosenergia-termelés céljából az erőművekben vagy biogázzá alakítani a hulladéklerakókban; sőt trágya és szennyvíz, amelyek biogázzá alakíthatók.
Energia a Napból
A nap nyilvánvalóan energiaforrást jelentett az összes élőlény számára az emberiség története során. Az utóbbi időben az emberek kifejlesztették ezt a képességet, hogy ezt az energiát kihasználhassák, és különféle modern felhasználásokra használják. Napjainkban a napenergia hőenergiát használják a víz melegítéséhez házakban, épületekben és pezsgőfürdőkben; melegítse a házak, istállók és üvegházak belsejét; és felmelegítse a folyadékokat a napenergia-erőművekben megkövetelt nagyon magas hőmérsékletre.
A napelemes fotovoltaikus rendszereket a napfény villamosá alakítására használják. A fotovoltaikus vagy PV cellák a napfényt elektromosá alakítják. Ezek némelyike apró eszközöket, például számológépeket és órákat képes táplálni, míg a PV cellák nagy tömbje elegendő áramot képes előállítani egy tipikus házhoz. Ezeknek az erőműveknek a többsége PV-cellák többségével rendelkezik, több hektáron átnyúlóan, és ezek elég nagyok ahhoz, hogy kiszolgálják az otthonok ezreinek villamosenergia-szükségletét.
Szélből származó energia
Nappali órákban a szárazföldi levegő gyorsabban melegszik fel, mint a víz feletti levegő. A föld feletti levegő felmelegszik, és felmelegszik, és nehezebb, hűvösebb levegő áramlik be a helyére, és szél keletkezik. Éjjel a szél fordított irányba fordul. Hasonlóképpen a Föld körüli légköri szelek keletkeznek, mert az Egyenlítő közelében fekvő föld melegebb, mint a pólusok közelében fekvő föld. A szélmalmok által elfogott szélenergiat (gyakran nagy tömbökben) elsősorban villamosenergia-termelésre használják
Atomenergia
Az atomenergia egy példája az energianak, amely "tiszta" és egyes források szerint megújulónak tekinthető, mégis önmagában ellentmondásos. Mivel az atomerőművekben felhasznált anyag urán-ellátása világszerte véges, az atomenergia tipikusan fosszilis tüzelőanyagokkal van bevonva és nem újrahasznosíthatóként osztályozva.
Mindenesetre az atomenergia az Egyesült Államok energiafogyasztásának 20% -át szolgáltatta 2018-tól kezdve, mivel több mint 60 éve vannak használatban. Mivel szerepe van a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének közvetett elősegítésében, a „nukle növények” továbbra is támaszponttá válnak az Egyesült Államokban és külföldön is. A jól nyilvánosságra hozott balesetek és az atomerőművekben évek óta tartózkodó félelem miatt sok ember sajnálja ezt az energiaforrást, ám a tudományos konszenzus támogatja a további fejlesztést ezen a területen, a biztonságra összpontosítva.