Eksempler på energikilder

Hva er energi og hvor kommer den fra? I hverdagsspråket er energi noe udefinerbar, men ønskelig kvalitet som lar deg gjøre ting som å trene, fullføre klasseoppgaver og gjøre jobben din. I fysikk er det en kraft multiplisert med en avstand, og den uttrykkes i de samme enhetene som arbeid og varme. Rent praktisk er det det menneskelige samfunn stoler på for varme, lys, transport, produksjon og andre prosesser som skiller mennesker i dag fra de som levde i forhistorisk og tidlig historisk ganger.

I disse dager er også energi kontroversiell - hva er det ikke? - takk hovedsakelig til klimaendringene. Forbrenning av fossile brensler, hovedsakelig kull, har blitt etablert som en ledende bidragsyter til menneskeskapt global oppvarming på grunn av karbondioksid (CO₂) sluppet ut i atmosfæren under forbrenningsprosessen. Men verden trenger å produsere mye energi for å opprettholde moderne personlige og kommersielle levestandarder. Heldigvis for helsen til miljøet blir andre energikilder undersøkt med økende kraft etter hvert som planeten ubønnhørlig blir mer og mer påvirket av klimaets herjinger endring.

Generelt kommer energiproduksjon fra to hoved kilder; Dette er fossilt brensel og ren energi. Sekundær kilder kommer fra primære kilder; et eksempel er strøm. I USA er energiforbruket vanligvis gitt i kilowatt-timer, eller kWh. Denne enheten er lik 3,6 millioner joule, med joule, eller newtonmeter, som standardenhet for energi i fysikk. Andre vanlige enheter er erg, den britiske termiske enheten og kalorien. (Trivia: "Kalorien" du ser på ernæringsetiketter er faktisk en kilokalori, eller 1000 "ekte" kalorier.)

Begrepene "ren energi" og "fornybar energi" brukes ofte om hverandre. Dette er ikke strengt nøyaktig fordi, som du vil se, mens atomkraft er en form for ren energi, er det åpenbart om det kan klassifiseres som fornybart. Uansett inkluderer former for ren energi - sammen med kjernekraft - solenergi, vindkraft, vannkraft, geotermisk energi og bioenergi.

En meningsfull liste over fornybare ressurser for energiproduksjon i det 21. århundre vil inkludere biomasse (f.eks. tre- og treavfall, kommunalt fast avfall, deponigass og biogass, etanol og biodiesel); vannkraft, eller vannkraft; geotermisk energi, som kommer dypt inne i jorden; og vind- og solenergi. Disse kalles "fornybare" fordi de stammer fra en forsyning som i teorien er uuttømmelig. Det vil si at mens jorden forventes å gi sin siste unse naturgass og dens siste unse kull, er ideen om sollys, vind og elver som forsvinner helt - i det minste håper du! - meningsløs.

Frem til midten av 1800-tallet hentet Amerika den energien de trengte fra vedfyring. Fordi den amerikanske befolkningen var relativt lav, og det meste av denne energien var til oppvarming, lys og matlaging, med maskiner som biler og klimaanlegg enda langt unna, var tre nok til å gjøre jobb. Fra slutten av 1800-tallet til begynnelsen av det 21. århundre tjente fossile brensler (kull, olje og naturgass) som nasjonens energikilde. Fram til 1990-tallet var de viktigste fornybare energiene - et begrep som var mer teoretisk enn ekte til de siste tiårene - vannkraft og fast biomasse; i dag spiller biodrivstoff, solenergi og vindenergi seriøse og stadig voksende roller.

I 2017 ga fornybar energi omtrent en niendedel av den totale amerikanske energianvendelsen. 57 prosent av forbruket var i form av elektrisk kraft, og omtrent en sjettedel ble generert fra fornybar energi.

Fornybar energi er viktig for å redusere klimagassutslipp fordi den reduserer avhengigheten av fossilt brensel. Mens kull, gass og petroleum sammen er den mangeårige ubestridte verdensomspennende energimesteren, er forbruket av biodrivstoff og andre ikke-vannkraftfornybare energikilder var mer enn dobbelt så høye i 2017 som den hadde vært ved begynnelsen av den 21. århundre. Denne trenden ble ansporet av en kombinasjon av formelle regulatoriske tiltak og økonomiske insentiver for selskaper å utvikle fornybar energi. Denne trenden med økende utnyttelse av ikke-hydro-biodrivstoff forventes å fortsette gjennom 2050.

Selv om noe av en persona non grata i energiverden i dag, forble olje, naturgass og petroleum de ledende energikildene i USA og globalt fra og med 2018. Forbrenningen av disse drivstoffene er ansvarlig for 75 prosent av utslippene av karbondioksid siden slutten av det 20. århundre.

Fossilt brensel ble dannet da forhistoriske planter og dyr omkom, og over en periode på millioner av år ble begravet og knust under lag av stein. Hovedsakelig som et resultat av mekanisk kompresjon, dannet forskjellige typer av disse drivstoffene avhengig av lokale forhold, for eksempel hvilket karbonholdig materiale som var til stede, hvor lenge det ble begravet og hva temperaturen og trykkforholdene var ved tid. Fossile brenselindustri borer (olje og gass) eller gruve (kull) etter disse energikildene, og brenner dem deretter til å produsere strøm eller modifisere dem for bruk som drivstoff til oppvarmingsformål (f.eks. ovnolje) eller transport (f.eks. bensin).

Biomasse refererer til tidligere levende materie, det vil si planter og dyr. Biomasse energikilder inkluderer avfall fra treforedling, som kan brennes for å varme bygninger, produsere prosessvarme i industrien og generere elektrisitet; landbruksavfallsmaterialer, som kan brennes som drivstoff eller omdannes til flytende biodrivstoff; noe søppel som kan brennes for å generere elektrisitet i kraftverk eller konverteres til biogass på deponier; og til og med gjødsel og kloakk, som kan omdannes til biogass.

Solen har åpenbart vært en kilde til energi for alle levende ting gjennom menneskehetens historie. Mer nylig har folk utviklet evnen til å utnytte denne energien og bruke den til forskjellige moderne bruksområder. Solvarme-energisystemer brukes i dag til å varme opp vann til bruk i boliger, bygninger og boblebad; varme innsiden av hjem, skur og drivhus; og varme opp væsker til svært høye temperaturer som kreves i solkraftverk.

Solcelleanlegg brukes til å konvertere sollys til elektrisitet. Solceller, eller solceller, omdanner sollys til elektrisitet. Noen av disse kan drive små enheter som kalkulatorer og klokker, mens store matriser med PV-celler kan produsere nok strøm til et typisk hus. Noen av disse kraftverkene har massive matriser av solceller som strekker seg over flere dekar, og disse er store nok til å betjene strømbehovet i tusenvis av hjem.

I løpet av dagslys varmer luft over land raskere enn luft over vann. Luft over land utvides og stiger når den varmes opp, og tyngre, kjøligere luft strømmer inn for å ta plass, og skaper vind. Om natten snur vinden vindretningen. Tilsvarende skapes de atmosfæriske vindene som sirkler rundt jorden fordi landet nær ekvator er varmere enn landet i nærheten av polene. Vindkraft, fanget opp av vindmøller (ofte i store matriser), brukes hovedsakelig til strømproduksjon

Kjernekraft er et eksempel på energi som er "ren" og anses som fornybar av noen kilder, men likevel er den svært kontroversiell i seg selv. Siden den verdensomspennende tilførselen av uran, materialet som brukes i kjernekraftverk, er endelig, blir atomkraft vanligvis klumpet inn med fossilt brensel og klassifisert som ikke-fornybart.

Uansett ga atomkraft 20 prosent av energien i USA per 2018, etter å ha vært i bruk i over 60 år. På grunn av sin rolle i indirekte å bidra til å redusere karbonutslipp, forblir "nuke planter" en bærebjelke i USA så vel som i utlandet. På grunn av godt omtalte ulykker og skremmelser gjennom årene ved kjernekraftverk, er mange mennesker fortsatt sløye av denne energikilden, men den vitenskapelige konsensus favoriserer videre utvikling på dette området med fokus på sikkerhet.