Beispiele für Energiequellen

Inhalt

• Energiequellen
• Erneuerbare Energien erklärt
• Energie aus fossilen Brennstoffen
• Energie aus Biomasse
• Sonnenenergie
• Energie aus Wind
• Atomkraft

Was ist Energie und woher kommt sie? In der Alltagssprache ist Energie eine undefinierbare, aber wünschenswerte Qualität, die es Ihnen ermöglicht, Dinge wie Sport zu treiben, Klassenaufgaben zu erledigen und Ihre Arbeit zu erledigen. In der Physik ist es eine Kraft multipliziert mit einer Entfernung, und es wird in den gleichen Einheiten wie Arbeit und Wärme ausgedrückt. In der Praxis ist es das, worauf sich menschliche Gesellschaften für Wärme, Licht, Transport, Herstellung und andere Prozesse verlassen, die Menschen heute von denen trennen, die in prähistorischen und frühen historischen Zeiten lebten.

Energie ist heutzutage auch umstritten - was ist das nicht? - hauptsächlich dank des Klimawandels. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe, hauptsächlich Kohle, hat sich als einer der Hauptverursacher der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung durch Kohlendioxid (CO 2) etabliert₂), die während des Verbrennungsprozesses in die Atmosphäre freigesetzt werden. 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 immer intensiver erforscht, da der Planet unaufhaltsamer von den Folgen des Klimawandels betroffen ist.

Energiequellen

Die Energieerzeugung erfolgt in der Regel aus zwei Quellen primär Quellen; Dies sind fossile Brennstoffe und saubere Energie. Zweitens Quellen stammen aus Primärquellen; Ein Beispiel ist Elektrizität. In den USA wird der Energieverbrauch normalerweise in Kilowattstunden oder kWh angegeben. Diese Einheit entspricht 3,6 Millionen Joule, wobei der Joule oder Newtonmeter die Standard-Energieeinheit in der Physik ist. Andere gebräuchliche Einheiten sind der Erg, die britische Thermoeinheit und die Kalorie. (Trivia: Die "Kalorie", die Sie auf Nährwertkennzeichnungen sehen, ist tatsächlich eine Kilokalorie oder 1.000 "echte" Kalorien.)

Die Begriffe "saubere Energie" und "erneuerbare Energie" werden häufig synonym verwendet. Dies ist nicht unbedingt zutreffend, da, wie Sie sehen werden, die Kernenergie eine Form sauberer Energie ist, es jedoch fraglich ist, ob sie als erneuerbar eingestuft werden kann. Unabhängig davon umfassen Formen sauberer Energie - neben Kernkraft - Sonnenkraft, Windkraft, Wasserkraft, Geothermie und Bioenergie.

Erneuerbare Energien erklärt

Eine aussagekräftige Liste erneuerbarer Ressourcen für die Energieerzeugung im 21. Jahrhundert würde Biomasse umfassen (z. B. Holz und Holzabfälle, Siedlungsabfälle, Deponiegas und Biogas, Ethanol und Biodiesel); Wasserkraft oder Wasserkraft; geothermische Energie, die aus dem Inneren der Erde stammt; und Wind- und Sonnenkraft. Diese werden als "erneuerbar" bezeichnet, weil sie aus einem theoretisch unerschöpflichen Angebot stammen. Das heißt, während erwartet wird, dass die Erde eines Tages ihre letzte Unze Erdgas und ihre letzte Unze Kohle abgibt, ist die Idee, dass Sonnenlicht, Wind und Flüsse insgesamt verschwinden - zumindest eine Hoffnung! - sinnlos.

Bis Mitte des 19. Jahrhunderts bezog Amerika die Energie, die es brauchte, aus der Verbrennung von Holz. Da die US-Bevölkerung vergleichsweise gering war und der größte Teil dieser Energie für Heizen, Licht und Kochen verwendet wurde und Maschinen wie Autos und Klimaanlagen noch weit entfernt waren, reichte Holz aus, um die Arbeit zu erledigen. Vom späten 19. Jahrhundert bis zum frühen 21. Jahrhundert dienten fossile Brennstoffe (Kohle, Öl und Erdgas) als Energiequelle der Nation. Bis in die neunziger Jahre bestanden die wichtigsten erneuerbaren Energien - ein Begriff, der bis in die letzten Jahrzehnte eher theoretisch als real war - aus Wasserkraft und fester Biomasse. Heute spielen Biokraftstoffe, Solarenergie und Windenergie eine immer wichtigere Rolle.

Im Jahr 2017 lieferte erneuerbare Energie etwa ein Neuntel der gesamten US-amerikanischen Energienutzung. 57 Prozent des Verbrauchs entfielen auf elektrischen Strom, rund ein Sechstel auf erneuerbare Energien.

Erneuerbare Energien sind wichtig für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen, da sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern. Während Kohle, Gas und Erdöl zusammen der langjährige unangefochtene Energie-Weltmeister sind, war der Verbrauch von Biokraftstoffen und anderen nicht-hydroelektrischen erneuerbaren Energien im Jahr 2017 mehr als doppelt so hoch wie zu Beginn des 21. Jahrhunderts. Dieser Trend wurde durch eine Kombination aus formellen Regulierungsmaßnahmen und finanziellen Anreizen für Unternehmen zur Entwicklung erneuerbarer Energien beflügelt. Es wird erwartet, dass sich dieser Trend der zunehmenden Nutzung von Biokraftstoffen ohne Wasserkraft bis 2050 fortsetzt.

Energie aus fossilen Brennstoffen

Auch wenn Öl, Erdgas und Erdöl heutzutage in der Energiewelt nicht gerade eine Selbstverständlichkeit sind, waren sie ab 2018 die führenden Energiequellen in den USA und weltweit. Die Verbrennung dieser Kraftstoffe ist seitdem für 75 Prozent der Kohlendioxidemissionen verantwortlich das Ende des 20. Jahrhunderts.

Fossile Brennstoffe entstanden, als prähistorische Pflanzen und Tiere starben und über einen Zeitraum von Millionen von Jahren unter Gesteinsschichten vergraben und zerkleinert wurden. Hauptsächlich aufgrund mechanischer Kompressionen bildeten sich je nach den örtlichen Gegebenheiten verschiedene Arten dieser Brennstoffe, z. B. welche kohlenstoffhaltigen Stoffe vorhanden waren, wie lange sie vergraben waren und welche Temperatur- und Druckbedingungen zu dieser Zeit herrschten. Die fossilen Brennstoffindustrie bohrt (Öl und Gas) oder fördert (Kohle) nach diesen Energiequellen und verbrennt sie dann zur Erzeugung von Elektrizität oder modifiziert sie zur Verwendung als Brennstoff für Heizzwecke (z. B. Ofenöl) oder Transportzwecke (z. B. Benzin).

Energie aus Biomasse

Biomasse bezieht sich auf früher lebende Materie, dh Pflanzen und Tiere. Zu den Energiequellen für Biomasse zählen holzverarbeitende Abfälle, die zur Beheizung von Gebäuden, zur Erzeugung von Prozesswärme in der Industrie und zur Stromerzeugung verwendet werden können. landwirtschaftliche Abfälle, die als Brennstoff verbrannt oder in flüssige Biokraftstoffe umgewandelt werden können; etwas Müll, der zur Stromerzeugung in Kraftwerken oder zur Umwandlung in Biogas auf Mülldeponien verbrannt werden kann; und sogar Mist und Abwasser, die zu Biogas umgewandelt werden können.

Sonnenenergie

Die Sonne war offensichtlich eine Energiequelle für alle Lebewesen in der gesamten menschlichen Geschichte. In jüngerer Zeit haben die Menschen die Fähigkeit entwickelt, diese Energie zu nutzen und für verschiedene moderne Zwecke zu nutzen. Solarthermische Energiesysteme werden heutzutage zur Erwärmung von Wasser für Haushalte, Gebäude und Whirlpools eingesetzt. das Innere von Häusern, Schuppen und Gewächshäusern erwärmen; und erhitzen Flüssigkeiten auf die sehr hohen Temperaturen, die in Solarkraftwerken erforderlich sind.

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

Energie aus Wind

Bei Tageslicht erwärmt sich die Luft über Land schneller als die Luft über Wasser. Luft über Land dehnt sich aus und steigt auf, während sie sich erwärmt, und es strömt schwerere, kühlere Luft ein, die ihren Platz einnimmt und Wind erzeugt. Nachts kehren die Winde die Richtung um. In ähnlicher Weise entstehen atmosphärische 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 Arrays) erfasst wird, wird hauptsächlich zur Stromerzeugung genutzt

Atomkraft

Die Kernenergie ist ein Beispiel für "saubere" Energie, die von einigen Quellen als erneuerbar eingestuft wird, die jedoch für sich genommen höchst umstritten ist. Da die weltweite Versorgung mit Uran, dem in Kernkraftwerken verwendeten Material, begrenzt ist, wird Kernkraft in der Regel mit fossilen Brennstoffen vermengt und als nicht erneuerbar eingestuft.

In jedem Fall lieferte die Kernenergie ab 2018 20 Prozent der Energie in den USA, nachdem sie seit über 60 Jahren in Gebrauch war. Aufgrund ihrer Rolle als indirekter Beitrag zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen bleiben "Kernkraftwerke" eine tragende Säule in den USA und im Ausland. Aufgrund von Unfällen und Ängsten in Atomkraftwerken, die im Laufe der Jahre bekannt wurden, bleiben viele Menschen dieser Energiequelle misstrauisch, aber der wissenschaftliche Konsens befürwortet eine Weiterentwicklung in diesem Bereich mit Schwerpunkt auf Sicherheit.