Beispiele für Energiequellen

Was ist Energie und woher kommt sie? In der Alltagssprache ist Energie eine undefinierbare, aber wünschenswerte Eigenschaft, die es Ihnen ermöglicht, Dinge wie Sport zu tun, Klassenaufgaben zu erledigen und Ihre Arbeit zu erledigen. In der Physik ist es eine Kraft multipliziert mit einer Entfernung und wird in den gleichen Einheiten wie Arbeit und Wärme ausgedrückt. In praktischer Hinsicht ist es das, worauf menschliche Gesellschaften für Wärme, Licht, Transport und Herstellung angewiesen sind und andere Prozesse, die die Menschen heute von denen trennen, die in der Vor- und Frühgeschichte gelebt haben lived mal.

Auch Energie ist heutzutage umstritten – was nicht? – vor allem dank dem Thema Klimawandel. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe, hauptsächlich Kohle, hat sich als einer der Hauptverursacher der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung aufgrund des Kohlendioxids (CO₂) während des Verbrennungsprozesses in die Atmosphäre freigesetzt. Aber die Welt muss viel Energie produzieren, um den modernen persönlichen und kommerziellen Lebensstandard aufrechtzuerhalten. Zum Glück für die Gesundheit der Umwelt werden andere Energiequellen mit erforscht zunehmende Kraft, da der Planet unaufhaltsam immer mehr von den Verwüstungen des Klimas betroffen wird Veränderung.

Im Allgemeinen kommt die Energieerzeugung aus zwei primär Quellen; Dies sind fossile Brennstoffe und saubere Energie. Sekundär Quellen stammen aus Primärquellen; Ein Beispiel ist Strom. In den USA wird der Energieverbrauch normalerweise in Kilowattstunden oder kWh angegeben. Diese Einheit entspricht 3,6 Millionen Joule, wobei das Joule oder Newtonmeter die Standardeinheit für Energie in der Physik ist. Andere gebräuchliche Einheiten sind der Erg, die britische Wärmeeinheit und die Kalorien. (Trivia: Die "Kalorie", die Sie auf den Nährwertetiketten sehen, ist eigentlich eine Kilokalorie oder 1.000 "echte" Kalorien.)

Die Begriffe „saubere Energie“ und „erneuerbare Energie“ werden oft synonym verwendet. Dies ist nicht genau richtig, denn, wie Sie sehen werden, ist Atomkraft zwar eine Form der sauberen Energie, aber ob sie als erneuerbar eingestuft werden kann, ist fraglich. Unabhängig davon umfassen saubere Energieformen neben der Kernenergie auch Solarenergie, Windkraft, Wasserkraft, Geothermie und Bioenergie.

Eine aussagekräftige Liste erneuerbarer Ressourcen für die Energieerzeugung im 21. Jahrhundert würde beinhalten: Biomasse (z. B. Holz und Holzabfälle, Siedlungsabfälle, Deponie- und Biogas, Ethanol und Biodiesel); Wasserkraft oder Wasserkraft; geothermische Energie, die aus dem tiefsten Inneren der Erde kommt; sowie Wind- und Solarenergie. Diese werden als „erneuerbar“ bezeichnet, weil sie aus einem theoretisch unerschöpflichen Angebot entstehen. Das heißt, während von der Erde erwartet wird, dass sie eines Tages ihre letzte Unze Erdgas und ihre letzte Unze Kohle abgibt, ist die Vorstellung, dass Sonnenlicht, Wind und Flüsse ganz verschwinden – zumindest hofft man das! - sinnlos.

Bis Mitte des 19. Jahrhunderts gewann Amerika die benötigte Energie aus der Verbrennung von Holz. Da die US-Bevölkerung vergleichsweise gering war und der größte Teil dieser Energie für Heizung, Licht und Kochen, da Maschinen wie Autos und Klimaanlagen noch in weiter Ferne waren, reichte Holz dafür aus Job. Vom späten 19. Jahrhundert bis zum frühen 21. Jahrhundert dienten fossile Brennstoffe (Kohle, Öl und Erdgas) als Energiequelle des Landes. Bis in die 1990er Jahre waren die wichtigsten erneuerbaren Energien – ein Begriff, der bis in die letzten Jahrzehnte eher theoretisch als real war – Wasserkraft und feste Biomasse; Heute spielen Biokraftstoffe, Solarenergie und Windenergie eine ernstzunehmende und ständig wachsende Rolle.

Im Jahr 2017 lieferte erneuerbare Energie etwa ein Neuntel des gesamten US-Energieverbrauchs. 57 Prozent des Verbrauchs wurden in Form von elektrischem Strom verbraucht, etwa ein Sechstel wurde aus erneuerbaren Energien erzeugt.

Erneuerbare Energien sind wichtig, um Treibhausgasemissionen zu reduzieren, weil sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern. Während Kohle, Gas und Erdöl zusammen seit langem der unangefochtene Weltmeister im Energiebereich sind, ist der Verbrauch von Biokraftstoffen und anderen erneuerbaren Energien ohne Wasserkraft war 2017 mehr als doppelt so hoch wie zu Beginn des 21. Jahrhundert. Dieser Trend wurde durch eine Kombination aus formellen Regulierungsmaßnahmen und finanziellen Anreizen für Unternehmen zum Ausbau erneuerbarer Energien vorangetrieben. Dieser Trend der zunehmenden Nutzung von Biokraftstoffen ohne Wasserkraft wird sich voraussichtlich bis 2050 fortsetzen.

Obwohl Öl, Erdgas und Erdöl heutzutage in der Energiewelt eine Persona non grata sind, blieben sie 2018 die führenden Energiequellen in den USA und weltweit. Die Verbrennung dieser Kraftstoffe ist seit Ende des 20. Jahrhunderts für 75 Prozent der Kohlendioxidemissionen verantwortlich.

Fossile Brennstoffe wurden gebildet, als prähistorische Pflanzen und Tiere abstarben und über einen Zeitraum von Millionen von Jahren unter Gesteinsschichten begraben und zerkleinert wurden. Vor allem durch mechanische Verdichtung entstanden je nach örtlichen Gegebenheiten unterschiedliche Arten dieser Brennstoffe, wie z welche kohlenstoffhaltige Materie vorhanden war, wie lange sie vergraben war und wie die Temperatur- und Druckverhältnisse bei der Zeit. Die fossilen Brennstoffindustrien bohren (Öl und Gas) oder bergen (Kohle) nach diesen Energiequellen und verbrennen sie dann, um sie zu produzieren Strom oder modifizieren sie für die Verwendung als Brennstoff für Heizzwecke (z. B. Heizöl) oder Transport (z. B. Benzin).

Als Biomasse bezeichnet man ehemals lebende Materie, also Pflanzen und Tiere. Biomasse-Energiequellen umfassen Holzverarbeitungsabfälle, die zum Heizen von Gebäuden, zur Erzeugung von Prozesswärme in der Industrie und zur Stromerzeugung verbrannt werden können; landwirtschaftliche Abfallstoffe, die als Brennstoff verbrannt oder in flüssige Biobrennstoffe umgewandelt werden können; etwas Müll, der in Kraftwerken zur Stromerzeugung verbrannt oder auf Deponien in Biogas umgewandelt werden kann; und sogar Gülle und Abwasser, die in Biogas umgewandelt werden können.

Die Sonne war offensichtlich während der gesamten Menschheitsgeschichte eine Energiequelle für alle Lebewesen. In jüngerer Zeit haben die Menschen die Fähigkeit entwickelt, diese Energie zu nutzen und für verschiedene moderne Zwecke zu nutzen. Solarthermische Energiesysteme werden heute zum Erwärmen von Wasser für den Gebrauch in Häusern, Gebäuden und Whirlpools verwendet; wärmen Sie das Innere von Häusern, Schuppen und Gewächshäusern; und erhitzen Flüssigkeiten auf die sehr hohen Temperaturen, die in Solarkraftwerken erforderlich sind.

Photovoltaikanlagen werden verwendet, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Photovoltaik- oder PV-Zellen wandeln Sonnenlicht in Elektrizität um. Einige davon können kleine Geräte wie Taschenrechner und Uhren mit Strom versorgen, während große Arrays von PV-Zellen genug Strom für ein typisches Haus produzieren können. Einige dieser Kraftwerke verfügen über riesige Arrays von PV-Zellen, die sich über mehrere Hektar erstrecken, und diese sind groß genug, um den Strombedarf in Tausenden von Haushalten zu decken.

Bei Tageslicht erwärmt sich die Luft über dem Land schneller als die Luft über dem Wasser. Die Luft über dem Land dehnt sich aus und steigt auf, wenn sie sich erwärmt, und schwerere, kühlere Luft strömt ein, um ihren Platz einzunehmen und Wind zu erzeugen. Nachts kehren die Winde um. In ähnlicher Weise entstehen die atmosphärischen Winde, die die Erde umkreisen, weil das Land in der Nähe des Äquators wärmer ist als das Land in der Nähe der Pole. Windkraft, die von Windmühlen (oft in großen Feldern) erfasst wird, wird hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet used

Atomkraft ist ein Beispiel für Energie, die „sauber“ ist und von einigen Quellen als erneuerbar angesehen wird, aber an sich ist sie sehr umstritten. Da das weltweite Angebot an Uran, dem in Kernkraftwerken verwendeten Material, endlich ist, wird Atomkraft typischerweise mit fossilen Brennstoffen in einen Topf geworfen und als nicht erneuerbar eingestuft.

Auf jeden Fall lieferte Atomkraft ab 2018 20 Prozent der Energie in den USA, nachdem sie seit über 60 Jahren im Einsatz war. Aufgrund ihrer Rolle bei der indirekten Reduzierung der CO2-Emissionen bleiben "Atomkraftwerke" sowohl in den USA als auch im Ausland eine tragende Säule. Aufgrund der im Laufe der Jahre viel beachteten Unfälle und Schrecken in Kernkraftwerken bleiben viele Menschen misstrauisch dieser Energiequelle, aber der wissenschaftliche Konsens spricht sich für eine Weiterentwicklung in diesem Bereich mit Fokus auf Sicherheit.