Exemple de surse de energie

Ce este energia și de unde provine? În limbajul cotidian, energia este o calitate nedefinibilă, dar de dorit, care vă permite să faceți lucruri precum exercițiile fizice, să efectuați sarcini de clasă și să vă faceți treaba. În fizică, este o forță înmulțită cu o distanță și este exprimată în aceleași unități ca munca și căldura. În termeni practici, se bazează societățile umane pentru căldură, lumină, transport, producție și alte procese care separă oamenii de astăzi de cei care au trăit în preistorie și timpuri istorice ori.

În zilele noastre, energia este și ea controversată - ce nu? - mulțumesc în principal problemei schimbărilor climatice. Arderea combustibililor fosili, în principal a cărbunelui, a fost ferm stabilită ca un factor care contribuie la încălzirea globală cauzată de om din cauza dioxidului de carbon (CO₂) eliberat în atmosferă în timpul procesului de ardere. Dar lumea trebuie să producă multă energie pentru a menține standardele moderne de viață personale și comerciale. Din fericire pentru sănătatea mediului, sunt explorate alte surse de energie sporind vigoarea pe măsură ce planeta devine inexorabil din ce în ce mai afectată de ravagiile climatului Schimbare.

În general, producția de energie provine din două primar surse; acestea sunt combustibili fosili și energie curată. Secundar sursele provin din surse primare; un exemplu este electricitatea. În SUA, consumul de energie este de obicei dat în kilowați-oră sau kWh. Această unitate este egală cu 3,6 milioane de jouli, joule-ul sau newton-metrul fiind unitatea standard de energie din fizică. Alte unități comune sunt ergul, unitatea termică britanică și caloriile. (Trivia: „caloria” pe care o vedeți pe etichetele nutriționale este de fapt o kilocalorie, sau 1.000 de calorii „reale”.)

Termenii „energie curată” și „energie regenerabilă” sunt adesea folosiți în mod interschimbabil. Acest lucru nu este strict precis deoarece, după cum veți vedea, în timp ce energia nucleară este o formă de energie curată, dacă poate fi clasificată ca regenerabilă este sub semnul întrebării. Indiferent, formele de energie curată includ - împreună cu energia nucleară - energia solară, energia eoliană, hidroenergia, energia geotermală și bioenergia.

O listă semnificativă a resurselor regenerabile pentru producerea de energie în secolul 21 ar include biomasă (de exemplu, lemn și deșeuri din lemn, deșeuri solide municipale, gaz de depozitare și biogaz, etanol și biodiesel); hidroenergia sau puterea apei; energia geotermală, care provine din adâncul Pământului; și energia eoliană și solară. Acestea sunt numite „regenerabile” deoarece apar dintr-o aprovizionare care este teoretic inepuizabilă. Adică, deși se așteaptă ca Pământul să producă într-o zi ultima sa uncie de gaz natural și ultima ei uncie de cărbune, ideea că soarele, vântul și râurile dispar complet sunt - cel puțin sperăm! - lipsit de sens.

Până la mijlocul anilor 1800, America a derivat energia de care avea nevoie din arderea lemnului. Deoarece populația SUA a fost relativ scăzută și cea mai mare parte a acestei energii a fost pentru încălzire, lumină și gătit, cu mașini precum mașini și aparate de aer condiționat încă departe, lemnul a fost suficient pentru a face asta loc de munca. De la sfârșitul anilor 1800 până la începutul secolului 21, combustibilii fosili (cărbune, petrol și gaze naturale) au servit ca sursă de energie a națiunii. Până în anii 1990, principalele surse regenerabile - un termen mai teoretic decât real până în ultimele decenii - erau hidroenergia și biomasa solidă; astăzi, biocombustibilii, energia solară și energia eoliană joacă roluri serioase și în continuă creștere.

În 2017, energia regenerabilă a furnizat aproximativ o nouă parte din utilizarea totală a energiei din SUA. 57 la sută din consum a fost sub formă de energie electrică, iar aproximativ o șesime a fost generată din surse regenerabile.

Energia regenerabilă este importantă pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, deoarece reduce dependența de combustibilii fosili. În timp ce cărbunele, gazul și petrolul sunt împreună campionul mondial de necontestat în domeniul energiei, consumul de biocombustibili și alte surse regenerabile nehidroelectrice au fost de peste două ori mai mari în 2017 decât la începutul zilei de 21 secol. Această tendință a fost stimulată de o combinație de acțiuni formale de reglementare și stimulente financiare pentru companii pentru a dezvolta surse regenerabile. Se așteaptă ca această tendință de creștere a utilizării biocombustibililor non-hidro să continue până în 2050.

Deși, în zilele noastre, o persoană non grata în lumea energetică, petrolul, gazele naturale și petrolul au rămas sursele principale de energie din SUA și la nivel global începând cu 2018. Arderea acestor combustibili este responsabilă pentru 75% din emisiile de dioxid de carbon de la sfârșitul secolului al XX-lea.

Combustibilii fosili s-au format atunci când plantele și animalele preistorice au pierit și, pe o perioadă de milioane de ani, au fost îngropate și zdrobite sub straturi de piatră. În principal ca urmare a comprimării mecanice, s-au format diferite tipuri de combustibili în funcție de circumstanțele locale, cum ar fi ce materie conținând carbon a fost prezentă, cât timp a fost îngropată și care au fost condițiile de temperatură și presiune la timp. Industriile de combustibili fosili forează (petrol și gaze) sau mine (cărbune) pentru aceste surse de energie și apoi le ard pentru a produce electricitate sau modificați-le pentru a fi utilizate ca combustibil în scopuri de încălzire (de exemplu, ulei de cuptor) sau pentru transport (de exemplu, benzină).

Biomasa se referă la materie vie, adică plante și animale. Sursele de energie din biomasă includ deșeurile de prelucrare a lemnului, care pot fi arse pentru a încălzi clădirile, a produce căldură de proces în industrie și a genera electricitate; deșeuri agricole, care pot fi arse ca combustibil sau transformate în biocombustibili lichizi; unele gunoi, care pot fi arse pentru a genera electricitate în centralele electrice sau transformate în biogaz în depozitele de deșeuri; și chiar gunoi de grajd și canalizare, care pot fi transformate în biogaz.

Soarele a fost în mod evident o sursă de energie pentru toate ființele vii de-a lungul istoriei umane. Mai recent, oamenii au dezvoltat capacitatea de a valorifica această energie și de a o folosi la diverse utilizări moderne. Sistemele solare de energie termică sunt utilizate astăzi pentru încălzirea apei pentru utilizare în case, clădiri și jacuzzi; încălziți interiorul caselor, magaziilor și serelor; și încălziți lichidele la temperaturile foarte ridicate necesare în centralele solare.

Sistemele solare fotovoltaice sunt utilizate pentru a transforma lumina soarelui în electricitate. Celulele fotovoltaice sau PV transformă lumina soarelui în electricitate. Unele dintre acestea pot alimenta dispozitive mici, cum ar fi calculatoare și ceasuri, în timp ce tablouri mari de celule fotovoltaice pot produce suficientă energie electrică pentru o casă tipică. Unele dintre aceste centrale electrice au rețele masive de celule fotovoltaice care se întind pe mai mulți acri și acestea sunt suficient de mari pentru a satisface nevoile de energie electrică din mii de case.

În timpul zilei, aerul deasupra uscatului se încălzește mai repede decât aerul deasupra apei. Aerul pe uscat se extinde și crește pe măsură ce se încălzește, iar aerul mai greu și mai răcoros curge pentru a-și lua locul, creând vânt. Noaptea, vânturile inversează direcția. În mod similar, vânturile atmosferice care înconjoară Pământul sunt create deoarece pământul de lângă ecuator este mai cald decât pământul de lângă poli. Energia eoliană, captată de morile de vânt (adesea în matrice mari) este utilizată în principal pentru producerea de energie electrică

Energia nucleară este un exemplu de energie „curată” și este considerată regenerabilă de unele surse, totuși este extrem de controversată în sine. Întrucât aprovizionarea mondială cu uraniu, materialul utilizat în centralele nucleare, este finită, energia nucleară este în mod obișnuit acumulată cu combustibili fosili și clasificată ca nerenovabilă.

În orice caz, energia nucleară a furnizat 20% din energia din SUA începând cu 2018, fiind utilizată de peste 60 de ani. Datorită rolului lor de a ajuta indirect la reducerea emisiilor de carbon, „plantele nucleare” rămân un pilon atât în ​​SUA, cât și în străinătate. Din cauza accidentelor și a sperieturilor bine mediatizate de-a lungul anilor la centralele nucleare, mulți oameni rămân necăjiți a acestei surse de energie, dar consensul științific favorizează dezvoltarea în continuare în acest domeniu, cu accent pe Siguranță.