Eksempler på energikilder

Hvad er energi, og hvor kommer den fra? I det daglige sprog er energi en udefinerbar, men ønskelig kvalitet, der giver dig mulighed for at gøre ting som motion, udføre klassearbejde og gøre dit job. I fysik er det en kraft ganget med en afstand, og den udtrykkes i de samme enheder som arbejde og varme. Rent praktisk er det, hvad menneskelige samfund stoler på for varme, lys, transport, fremstilling og andre processer, der adskiller mennesker i dag fra dem, der levede i forhistorisk og tidligt historisk gange.

Disse dage er energi også kontroversiel - hvad er det ikke? - hovedsagelig takket være spørgsmålet om klimaændringer. Forbrænding af fossile brændstoffer, hovedsageligt kul, er fast etableret som en førende bidragyder til menneskeskabt global opvarmning på grund af kuldioxid (CO₂) frigives i atmosfæren under forbrændingsprocessen. Men verden har brug for at producere en masse energi for at opretholde moderne personlige og kommercielle levestandarder. Heldigvis for miljøets sundhed udforskes andre energikilder med stigende kraft, da planeten ubønhørligt bliver mere og mere påvirket af klimaets hærværk lave om.

Generelt kommer energiproduktion fra to primær kilder; disse er fossile brændstoffer og ren energi. Sekundær kilder kommer fra primære kilder; et eksempel er elektricitet. I USA gives energiforbruget normalt i kilowatt-timer eller kWh. Denne enhed er lig med 3,6 millioner joule, hvor joule eller newtonmeter er den normale energienhed i fysik. Andre almindelige enheder er erg, den britiske termiske enhed og kalorieindholdet. (Trivia: Den "kalorie", du ser på ernæringsetiketter, er faktisk en kilokalorie eller 1.000 "rigtige" kalorier.)

Udtrykkene "ren energi" og "vedvarende energi" bruges ofte om hverandre. Dette er ikke strengt nøjagtigt, fordi, som du vil se, mens kernekraft er en form for ren energi, er det ubestrideligt, om det kan klassificeres som vedvarende. Uanset hvad former for ren energi inkluderer - sammen med kernekraft - solenergi, vindkraft, vandkraft, geotermisk energi og bioenergi.

En meningsfuld liste over vedvarende ressourcer til energiproduktion i det 21. århundrede ville indeholde biomasse (f.eks. træ- og træaffald, kommunalt fast affald, deponeringsgas og biogas, ethanol og biodiesel); vandkraft eller vandkraft; geotermisk energi, der kommer dybt inde i jorden; og vind- og solenergi. Disse kaldes "fornyelige", fordi de stammer fra en forsyning, der i teorien er uudtømmelig. Det vil sige, mens Jorden forventes en dag at levere sin sidste ounce naturgas og dets sidste ounce kul, men ideen om sollys, vind og floder forsvinder helt - man håber i det mindste! - meningsløs.

Indtil midten af ​​1800'erne hentede Amerika den energi, den havde brug for, ved at brænde træ. Fordi den amerikanske befolkning var forholdsvis lav, og det meste af denne energi var til opvarmning, lys og madlavning, med maskiner som biler og klimaanlæg stadig langt væk, var træ nok til at gøre det job. Fra slutningen af ​​1800'erne til det tidlige 21. århundrede tjente fossile brændstoffer (kul, olie og naturgas) som nationens energikilde. Indtil 1990'erne var de vigtigste vedvarende energikilder - et udtryk, der var mere teoretisk end virkeligt indtil de seneste årtier - vandkraft og fast biomasse; i dag spiller biobrændstoffer, solenergi og vindenergi alle seriøse og stadigt voksende roller.

I 2017 leverede vedvarende energi ca. en niendedel af den samlede amerikanske energiforbrug. 57 procent af forbruget var i form af elektrisk energi, og omkring en sjettedel blev genereret fra vedvarende energi.

Vedvarende energi er vigtig for at reducere drivhusgasemissionerne, fordi den mindsker afhængigheden af ​​fossile brændstoffer. Mens kul, gas og olie sammen er den mangeårige ubestridte verdensomspændende energimester, forbruget af biobrændstoffer og andre ikke-hydroelektriske vedvarende energikilder var mere end dobbelt så høje i 2017, som det havde været ved starten af ​​den 21. århundrede. Denne tendens blev ansporet af en kombination af formelle lovgivningsmæssige tiltag og økonomiske incitamenter for virksomhederne til at udvikle vedvarende energi. Denne tendens med stigende anvendelse af ikke-hydro-biobrændstof forventes at fortsætte frem til 2050.

Selvom noget af en persona non grata i energiverden i dag, forblev olie, naturgas og olie de førende energikilder i USA og globalt fra og med 2018. Forbrændingen af ​​disse brændstoffer er ansvarlig for 75 procent af kuldioxidemissionerne siden slutningen af ​​det 20. århundrede.

Fossile brændstoffer blev dannet, da forhistoriske planter og dyr omkom, og over en periode på millioner af år blev begravet og knust under lag af sten. Hovedsageligt som et resultat af mekanisk kompression dannede forskellige typer af disse brændstoffer afhængigt af lokale forhold, såsom hvilket kulstofholdigt stof der var til stede, hvor længe det blev begravet, og hvad temperaturen og trykforholdene var ved tid. Fossile brændstofindustrier borer (olie og gas) eller mine (kul) efter disse energikilder og brænder dem derefter til at producere elektricitet eller modificere dem til brug som brændstof til opvarmningsformål (f.eks. ovnolie) eller transport (f.eks. benzin).

Biomasse henviser til tidligere levende stof, dvs. planter og dyr. Biomassens energikilder inkluderer affald, der forarbejdes i træ, som kan brændes til opvarmning af bygninger, producere procesvarme i industrien og generere elektricitet; landbrugsaffaldsmaterialer, som kan brændes som brændstof eller omdannes til flydende biobrændstoffer noget affald, som kan brændes for at generere elektricitet i kraftværker eller omdannes til biogas på lossepladser; og endda gødning og spildevand, som kan omdannes til biogas.

Solen har tydeligvis været en energikilde for alle levende ting gennem hele menneskets historie. For nylig har folk udviklet evnen til at udnytte denne energi og anvende den til forskellige moderne anvendelser. Solvarmesystemer anvendes i dag til opvarmning af vand til brug i boliger, bygninger og boblebade; varme indersiden af ​​hjem, skure og drivhuse og opvarm væsker til de meget høje temperaturer, der kræves i solenergianlæg.

Solcelleanlæg bruges til at omdanne sollys til elektricitet. Solceller, eller solceller, omdanner sollys til elektricitet. Nogle af disse kan drive små enheder som lommeregnere og ure, mens store arrays af PV-celler kan producere nok elektricitet til et typisk hus. Nogle af disse kraftværker har massive arrays af solceller, der spænder over flere hektar, og disse er store nok til at servicere elbehovet i tusinder af hjem.

I dagslys opvarmes luft over land hurtigere end luft over vand. Luft over land udvider sig og stiger, når den opvarmes, og tungere, køligere luft strømmer ind for at tage plads og skabe vind. Om natten vender vinden om retning. Tilsvarende skabes de atmosfæriske vinde, der omgiver jorden, fordi landet nær ækvator er varmere end landet nær polerne. Vindkraft, fanget af vindmøller (ofte i store arrays) bruges hovedsageligt til elproduktion

Atomkraft er et eksempel på energi, der er "ren" og betragtes som vedvarende af nogle kilder, men alligevel er den meget kontroversiel i sig selv. Da den verdensomspændende forsyning af uran, det materiale, der anvendes i atomkraftværker, er endelig, kæmpes kernekraft typisk sammen med fossile brændstoffer og klassificeres som ikke-fornyelig.

Under alle omstændigheder leverede kernekraft 20 procent af energien i USA fra og med 2018, da den har været i brug i over 60 år. På grund af deres rolle i indirekte at hjælpe med at reducere kulstofemissioner forbliver "nuke-planter" en grundpille i USA såvel som i udlandet. På grund af veludbragte ulykker og skræmmer i årenes løb ved atomkraftværker forbliver mange mennesker liderlige af denne energikilde, men den videnskabelige konsensus favoriserer yderligere udvikling på dette område med fokus på sikkerhed.