Exemplos de fontes de energia

O que é energia e de onde vem? Na linguagem do dia-a-dia, a energia é uma qualidade indefinível, mas desejável, que permite que você faça coisas como exercícios, completar tarefas de aula e fazer seu trabalho. Em física, é uma força multiplicada por uma distância e é expressa nas mesmas unidades que trabalho e calor. Em termos práticos, é o que as sociedades humanas dependem para aquecimento, luz, transporte, manufatura e outros processos que separam as pessoas hoje daquelas que viveram na pré-história e no início da história vezes.

Hoje em dia, a energia também é controversa - o que não é? - graças principalmente à questão das alterações climáticas. A queima de combustíveis fósseis, principalmente carvão, foi firmemente estabelecida como um dos principais contribuintes para o aquecimento global causado pelo homem devido ao dióxido de carbono (CO₂) liberado na atmosfera durante o processo de combustão. Mas o mundo precisa produzir muita energia para manter os padrões de vida pessoais e comerciais modernos. Felizmente para a saúde do meio ambiente, outras fontes de energia estão sendo exploradas com aumentando o vigor à medida que o planeta se torna inexoravelmente mais e mais afetado pela devastação do clima mudança.

Geralmente, a produção de energia vem de dois primário origens; estes são combustíveis fósseis e energia limpa. Secundário as fontes vêm de fontes primárias; um exemplo é a eletricidade. Nos EUA, o consumo de energia é geralmente dado em quilowatt-hora ou kWh. Essa unidade é igual a 3,6 milhões de joules, com o joule, ou newton-metro, sendo a unidade padrão de energia em física. Outras unidades comuns são o erg, a unidade térmica britânica e a caloria. (Curiosidades: a "caloria" que você vê nos rótulos nutricionais é na verdade uma quilocaloria, ou 1.000 calorias "reais".)

Os termos "energia limpa" e "energia renovável" são freqüentemente usados ​​alternadamente. Isso não é estritamente preciso porque, como você verá, embora a energia nuclear seja uma forma de energia limpa, se ela pode ser classificada como renovável é uma questão em aberto. Independentemente disso, as formas de energia limpa incluem - junto com a energia nuclear - energia solar, energia eólica, energia hidrelétrica, energia geotérmica e bioenergia.

Uma lista significativa de recursos renováveis ​​para a produção de energia no século 21 incluiria biomassa (por exemplo, madeira e resíduos de madeira, resíduos sólidos urbanos, gás de aterro e biogás, etanol e biodiesel); energia hidrelétrica ou energia hídrica; energia geotérmica, que vem das profundezas da Terra; e energia eólica e solar. Eles são chamados de "renováveis" porque surgem de uma oferta que em teoria é inesgotável. Ou seja, enquanto se espera que a Terra um dia ceda sua última onça de gás natural e sua última onça de carvão, a ideia de luz solar, vento e rios desaparecendo por completo é - espera-se, pelo menos! - sem sentido.

Até meados de 1800, a América obtinha a energia de que precisava com a queima de madeira. Porque a população dos EUA era comparativamente baixa e a maior parte dessa energia era para aquecimento, luz e cozinhando, com máquinas como carros e condicionadores de ar ainda longe, a lenha bastava para fazer o trabalho. Do final de 1800 até o início do século 21, os combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural) serviram como fonte de energia do país. Até a década de 1990, as principais energias renováveis ​​- termo mais teórico do que real até as últimas décadas - eram a energia hidrelétrica e a biomassa sólida; hoje, os biocombustíveis, a energia solar e a energia eólica desempenham papéis sérios e crescentes.

Em 2017, a energia renovável forneceu cerca de um nono da utilização total de energia dos EUA. 57% do consumo foi na forma de energia elétrica e cerca de um sexto foi gerado a partir de fontes renováveis.

A energia renovável é importante para reduzir as emissões de gases de efeito estufa porque diminui a dependência de combustíveis fósseis. Embora o carvão, o gás e o petróleo juntos sejam o campeão mundial indiscutível de energia, o consumo de biocombustíveis e outras energias renováveis ​​não hidrelétricas foi mais de duas vezes mais alto em 2017 do que tinha sido no início do dia 21 século. Essa tendência foi impulsionada por uma combinação de ações regulatórias formais e incentivos financeiros para as empresas desenvolverem energias renováveis. Espera-se que essa tendência de aumento da utilização de biocombustíveis não hidrelétricos continue até 2050.

Embora algo como uma persona non grata no mundo da energia hoje em dia, petróleo, gás natural e petróleo permaneceram as principais fontes de energia nos EUA e globalmente a partir de 2018. A combustão desses combustíveis é responsável por 75% das emissões de dióxido de carbono desde o final do século XX.

Os combustíveis fósseis foram formados quando plantas e animais pré-históricos pereceram e, durante um período de milhões de anos, foram enterrados e esmagados sob camadas de rocha. Principalmente como resultado da compressão mecânica, diferentes tipos desses combustíveis se formaram dependendo das circunstâncias locais, como que matéria contendo carbono estava presente, por quanto tempo ela foi enterrada e quais eram as condições de temperatura e pressão no Tempo. As indústrias de combustíveis fósseis perfuram (petróleo e gás) ou minam (carvão) para essas fontes de energia e, em seguida, queimá-las para produzir eletricidade ou modificá-los para uso como combustível para fins de aquecimento (por exemplo, óleo de forno) ou transporte (por exemplo, Gasolina).

Biomassa refere-se a matéria anteriormente viva, ou seja, plantas e animais. As fontes de energia de biomassa incluem resíduos do processamento de madeira, que podem ser queimados para aquecer edifícios, produzir calor de processo na indústria e gerar eletricidade; resíduos agrícolas, que podem ser queimados como combustível ou convertidos em biocombustíveis líquidos; algum lixo, que pode ser queimado para gerar eletricidade em usinas ou convertido em biogás em aterros; e até esterco e esgoto, que podem ser convertidos em biogás.

O sol obviamente foi uma fonte de energia para todas as coisas vivas ao longo da história humana. Mais recentemente, as pessoas desenvolveram a capacidade de aproveitar essa energia e colocá-la em vários usos modernos. Os sistemas de energia solar térmica são usados ​​hoje para aquecer água para uso em residências, edifícios e banheiras de hidromassagem; aquecer o interior de casas, galpões e estufas; e aquecer líquidos até as altíssimas temperaturas exigidas em usinas de energia solar.

Os sistemas solares fotovoltaicos são usados ​​para converter a luz solar em eletricidade. As células fotovoltaicas, ou PV, convertem a luz do sol em eletricidade. Alguns deles podem alimentar pequenos dispositivos como calculadoras e relógios, enquanto grandes conjuntos de células fotovoltaicas podem produzir eletricidade suficiente para uma casa típica. Algumas dessas usinas de energia têm matrizes massivas de células fotovoltaicas abrangendo vários hectares, e são grandes o suficiente para atender às necessidades de eletricidade em milhares de residências.

Durante o dia, o ar acima da terra aquece mais rapidamente do que o ar sobre a água. O ar sobre a terra se expande e sobe à medida que se aquece, e um ar mais pesado e frio flui para ocupar seu lugar, criando o vento. À noite, os ventos mudam de direção. Da mesma forma, os ventos atmosféricos que circundam a Terra são criados porque a terra perto do equador é mais quente do que a terra perto dos pólos. A energia eólica, capturada por moinhos de vento (muitas vezes em grandes matrizes) é usada principalmente para geração de eletricidade

A energia nuclear é um exemplo de energia "limpa" e considerada renovável por algumas fontes, embora seja altamente controversa por si só. Uma vez que o suprimento mundial de urânio, o material usado nas usinas nucleares, é finito, a energia nuclear é normalmente agregada aos combustíveis fósseis e classificada como não renovável.

Em qualquer caso, a energia nuclear fornecia 20 por cento da energia dos EUA em 2018, estando em uso há mais de 60 anos. Por causa de seu papel em ajudar indiretamente a reduzir as emissões de carbono, as "usinas nucleares" continuam sendo um esteio nos EUA e no exterior. Por causa de acidentes e sustos bem divulgados ao longo dos anos em usinas nucleares, muitas pessoas permanecem desconfiadas desta fonte de energia, mas o consenso científico favorece um maior desenvolvimento nesta área com foco em segurança.