Energiutveckling
| Energiutveckling | |||||||||||||||||||||||||
|
Världens totala primärenergiproduktion
Notera de olika y-axeln för totala (vänster) och regionala kurvor (höger) USA:s energianvändning/flöde 2011
Energiflödesdiagram visar den relativa storleken på primära energiresurser och slutanvändning i USA, med bränslen jämfört med en gemensam energienhetsbasis (2011: 97,3 quads ).
|
|||||||||||||||||||||||||
Energiutveckling är det verksamhetsområde som fokuserar på att hämta energikällor från naturresurser. Dessa aktiviteter inkluderar produktion av förnybara , nukleära och fossila bränslen härledda energikällor och för återvinning och återanvändning av energi som annars skulle gå till spillo. Energisparande och effektiviseringsåtgärder minskar efterfrågan på energiutveckling och kan ge samhällsnytta med förbättringar av miljöfrågorna .
Samhällen använder energi för transport, tillverkning, belysning, uppvärmning och luftkonditionering och kommunikation, för industriella, kommersiella och hushållsändamål. Energiresurser kan klassificeras som primära resurser, där resursen kan användas i huvudsak i sin ursprungliga form, eller som sekundära resurser, där energikällan måste omvandlas till en mer bekvämt användbar form. Icke-förnybara resurser utarmas avsevärt av mänsklig användning, medan förnybara resurser produceras av pågående processer som kan upprätthålla mänsklig exploatering på obestämd tid.
Tusentals människor är sysselsatta i energibranschen . Den konventionella industrin omfattar petroleumindustrin , naturgasindustrin, elkraftsindustrin och kärnkraftsindustrin . Nya energiindustrier inkluderar industrin för förnybar energi , som omfattar alternativ och hållbar tillverkning, distribution och försäljning av alternativa bränslen .
Klassificering av resurser
Energiresurser kan klassificeras som primära resurser, lämpliga för slutanvändning utan omvandling till annan form, eller sekundära resurser, där den användbara formen av energi krävde betydande omvandling från en primär källa. Exempel på primära energiresurser är vindkraft , solenergi , träbränsle, fossila bränslen som kol, olja och naturgas och uran. Sekundära resurser är sådana som elektricitet, väte eller andra syntetiska bränslen.
En annan viktig klassificering är baserad på den tid som krävs för att regenerera en energiresurs. "Förnybara" resurser är de som återställer sin kapacitet under en tid som är betydande av mänskliga behov. Exempel är vattenkraft eller vindkraft, när de naturfenomen som är den primära energikällan pågår och inte utarmas av mänskliga krav. Icke-förnybara resurser är sådana som avsevärt förbrukas av mänsklig användning och som inte kommer att återvinna sin potential nämnvärt under mänskliga liv. Ett exempel på en icke-förnybar energikälla är kol, som inte bildas naturligt i en takt som skulle stödja mänsklig användning.
Fossila bränslen
Fossila bränslen ( primära icke-förnybara fossila ) källor förbränner kol eller kolvätebränslen , som är resterna av nedbrytningen av växter och djur. Det finns tre huvudtyper av fossila bränslen: kol, petroleum och naturgas . Ett annat fossilt bränsle, flytande petroleumgas (LPG), härrör huvudsakligen från produktion av naturgas. Värme från förbränning av fossilt bränsle används antingen direkt för uppvärmning av rum och processvärme, eller omvandlas till mekanisk energi för fordon, industriella processer eller elproduktion . Dessa fossila bränslen är en del av kolets kretslopp och gör att solenergi som lagras i bränslet kan frigöras.
Användningen av fossila bränslen på 1700- och 1800-talet satte scenen för den industriella revolutionen .
Fossila bränslen utgör huvuddelen av världens nuvarande primära energikällor. 2005 tillgodosågs 81 % av världens energibehov från fossila källor. Tekniken och infrastrukturen för användning av fossila bränslen finns redan. Flytande bränslen som härrör från petroleum ger mycket användbar energi per vikt- eller volymenhet, vilket är fördelaktigt jämfört med källor med lägre energitäthet som batterier . Fossila bränslen är för närvarande ekonomiska för decentraliserad energianvändning.
Energiberoendet av importerade fossila bränslen skapar energisäkerhetsrisker för beroende länder. Oljeberoende i synnerhet har lett till krig, finansiering av radikaler, monopolisering och sociopolitisk instabilitet.
Fossila bränslen är icke-förnybara resurser, som så småningom kommer att minska i produktion och bli uttömda. Medan de processer som skapade fossila bränslen pågår, förbrukas bränslen mycket snabbare än den naturliga påfyllningstakten. Att utvinna bränslen blir allt dyrare eftersom samhället förbrukar de mest tillgängliga bränslefyndigheterna. Utvinning av fossila bränslen resulterar i miljöförstöring , såsom brytning av remsor och borttagning av bergstoppar för kol.
Bränsleeffektivitet är en form av termisk effektivitet , vilket betyder effektiviteten i en process som omvandlar kemisk potentiell energi som finns i ett bärarbränsle till kinetisk energi eller arbete . Bränsleekonomin är energieffektiviteten för ett visst fordon, ges som ett förhållande mellan tillryggalagd sträcka per förbrukad bränsleenhet . Viktspecifik effektivitet (effektivitet per viktenhet) kan anges för frakt och passagerarspecifik effektivitet (fordonseffektivitet) per passagerare. Den ineffektiva atmosfäriska förbränningen (förbränning) av fossila bränslen i fordon, byggnader och kraftverk bidrar till urbana värmeöar .
Konventionell produktion av olja nådde sin topp , konservativt, mellan 2007 och 2010. Under 2010 uppskattades det att en investering på 8 biljoner dollar i icke-förnybara resurser skulle krävas för att upprätthålla nuvarande produktionsnivåer i 25 år. 2010 subventionerade regeringar fossila bränslen med uppskattningsvis 500 miljarder dollar per år. Fossila bränslen är också en källa till utsläpp av växthusgaser , vilket leder till oro för den globala uppvärmningen om konsumtionen inte minskas.
Förbränning av fossila bränslen leder till att föroreningar släpps ut i atmosfären. De fossila bränslena är främst kolföreningar. Vid förbränning frigörs koldioxid och även kväveoxider, sot och andra fina partiklar . Koldioxiden är den främsta bidragsgivaren till den senaste tidens klimatförändringar . Andra utsläpp från fossilbränslekraftverk inkluderar svaveldioxid , kolmonoxid (CO), kolväten , flyktiga organiska föreningar (VOC), kvicksilver , arsenik , bly , kadmium och andra tungmetaller inklusive spår av uran .
Ett typiskt kolverk genererar miljarder kilowattimmar el per år.
Kärn
Fission
,_USS_Long_Beach_(CGN-9)_and_USS_Bainbridge_(DLGN-25)_underway_in_the_Mediterranean_Sea_during_Operation_Sea_Orbit,_in_1964.jpg)
Kärnkraft är användningen av kärnklyvning för att generera användbar värme och elektricitet . Klyvning av uran producerar nästan all ekonomiskt betydelsefull kärnkraft. Radioisotop termoelektriska generatorer utgör en mycket liten komponent i energigenerering, mestadels i specialiserade applikationer såsom rymdfarkoster.
Kärnkraftverk , exklusive marina reaktorer , stod för cirka 5,7 % av världens energi och 13 % av världens elektricitet 2012.
År 2013 rapporterade IAEA att det finns 437 kärnkraftsreaktorer i drift, i 31 länder , även om inte alla reaktorer producerar el. Dessutom finns cirka 140 marinfartyg som använder kärnkraft i drift, som drivs av cirka 180 reaktorer. Från och med 2013 är att uppnå en nettoenergivinst från ihållande kärnfusionsreaktioner, exklusive naturliga fusionskraftkällor som solen , ett pågående område för internationell fysik och ingenjörsforskning . Mer än 60 år efter de första försöken är kommersiell fusionskraftproduktion fortfarande osannolik före 2050.
Det pågår en debatt om kärnkraft . Förespråkare, som World Nuclear Association , IAEA och Environmentalists for Nuclear Energy hävdar att kärnkraft är en säker, hållbar energikälla som minskar koldioxidutsläppen . Motståndare hävdar att kärnkraft utgör många hot mot människor och miljö .
Kärnkraftsolyckor inkluderar Tjernobyl-katastrofen (1986), Fukushima Daiichi kärnkraftskataster (2011) och Three Mile Island-olyckan (1979). Det har också inträffat en del olyckor med kärnubåtar. När det gäller förlorade liv per producerad energienhet har analys funnit att kärnkraft har orsakat färre dödsfall per producerad energienhet än de andra stora energikällorna. Energiproduktion från kol , petroleum , naturgas och vattenkraft har orsakat ett större antal dödsfall per producerad energienhet på grund av luftföroreningar och energiolyckseffekter . De ekonomiska kostnaderna för kärnkraftsolyckor är dock höga, och härdsmältningar kan ta decennier att städa upp. De mänskliga kostnaderna för evakuering av drabbade befolkningar och förlorade försörjningsmöjligheter är också betydande.
Att jämföra Nuclears latenta cancerdödsfall, såsom cancer, med andra energikällor omedelbara dödsfall per genererad energienhet (GWeyr). Denna studie inkluderar inte fossilbränslerelaterad cancer och andra indirekta dödsfall som skapats av användningen av fossilbränsleförbrukning i klassificeringen "allvarlig olycka", vilket skulle vara en olycka med fler än 5 dödsfall.
Från och med 2012, enligt IAEA , fanns det 68 civila kärnkraftsreaktorer i världen under uppbyggnad i 15 länder, varav cirka 28 i Folkrepubliken Kina (PRC), med den senaste kärnkraftsreaktorn, i maj 2013, att anslutas till elnätet , inträffade den 17 februari 2013, i Hongyanhes kärnkraftverk i Kina. I USA är två nya Generation III-reaktorer under uppbyggnad vid Vogtle . USA:s kärnkraftsindustritjänstemän förväntar sig att fem nya reaktorer ska tas i drift senast 2020, alla vid befintliga anläggningar. Under 2013 stängdes fyra åldrande, okonkurrenskraftiga reaktorer permanent.
Nyligen genomförda experiment med utvinning av uran använder polymerrep som är belagda med ett ämne som selektivt absorberar uran från havsvatten. Denna process skulle kunna göra den avsevärda volymen uran som lösts i havsvatten exploaterbar för energiproduktion. Eftersom pågående geologiska processer för uran till havet i mängder som är jämförbara med den mängd som skulle utvinnas av denna process, blir det havsburna uranet på sätt och vis en hållbar resurs. [ relevant? ]
Kärnkraft är en energiproduktionsmetod med låga koldioxidutsläpp för att producera el, med en analys av litteraturen om dess totala livscykelutsläppsintensitet som visar att den liknar förnybara källor i en jämförelse av utsläpp av växthusgaser (GHG) per enhet genererad energi. Sedan 1970-talet har kärnbränsle förträngt cirka 64 gigaton koldioxidekvivalenter (GtCO2-eq) växthusgaser , som annars skulle ha uppstått från förbränning av olja, kol eller naturgas i fossilbränslekraftverk .
Utfasning och tillbakadragande av kärnkraft
Japans kärnkraftsolycka i Fukushima Daiichi 2011 , som inträffade i en reaktorkonstruktion från 1960-talet , föranledde en omprövning av kärnsäkerhet och kärnenergipolitik i många länder. Tyskland beslutade att stänga alla sina reaktorer till 2022, och Italien har förbjudit kärnkraft. Efter Fukushima Internationella energiorganet 2011 sin uppskattning av ytterligare kärnkraftsproduktionskapacitet som ska byggas till 2035.
Fukushima
Efter kärnkraftskatastrofen i Fukushima Daiichi 2011 – den näst värsta kärnkraftsincidenten , som fördrev 50 000 hushåll efter att radioaktivt material läckt ut i luften, marken och havet, och med efterföljande strålningskontroller som ledde till förbud mot vissa transporter av grönsaker och fisk – ett globalt offentligt stöd undersökning av Ipsos (2011) för energikällor publicerades och kärnklyvning visade sig vara den minst populära
Fissionsekonomi
.png)
Ekonomin för nya kärnkraftverk är ett kontroversiellt ämne, eftersom det finns olika åsikter om detta ämne, och investeringar i mångmiljarddollar beror på valet av energikälla. Kärnkraftverk har vanligtvis höga kapitalkostnader för att bygga anläggningen, men låga direkta bränslekostnader. Under de senaste åren har det skett en avmattning av tillväxten i efterfrågan på el och finansieringen har blivit svårare, vilket påverkar stora projekt som kärnreaktorer, med mycket stora initiala kostnader och långa projektcykler som medför en mängd olika risker. I Östeuropa kämpar ett antal väletablerade projekt för att hitta finansiering, särskilt Belene i Bulgarien och de ytterligare reaktorerna i Cernavoda i Rumänien, och några potentiella stödjare har dragit sig ur. Där billig gas är tillgänglig och dess framtida försörjning relativt säker, utgör detta också ett stort problem för kärnkraftsprojekt.
Analys av kärnkraftens ekonomi måste ta hänsyn till vem som bär riskerna för framtida osäkerheter. Hittills har alla kärnkraftverk i drift utvecklats av statligt ägda eller reglerade energimonopol där många av riskerna i samband med byggkostnader, driftsprestanda, bränslepris och andra faktorer bärs av konsumenter snarare än leverantörer. Många länder har nu liberaliserat elmarknaden där dessa risker, och risken för att billigare konkurrenter dyker upp innan kapitalkostnaderna återvinns, bärs av anläggningsleverantörer och operatörer snarare än konsumenter, vilket leder till en väsentligt annorlunda utvärdering av ekonomin med ny kärnkraft växter.
Kostar
Kostnaderna kommer sannolikt att stiga för för närvarande driftsatta och nya kärnkraftverk, på grund av ökade krav på hantering av använt bränsle på plats och förhöjda konstruktionshot. Medan de första av deras slag, såsom EPR under konstruktion ligger efter schemat och överbudgetar, av de sju sydkoreanska APR-1400 som för närvarande är under uppbyggnad världen över, är två i Sydkorea vid Hanul Nuclear Power Plant och fyra är på det största byggprojektet för kärnkraftverk i världen från och med 2016, i Förenade Arabemiraten vid det planerade kärnkraftverket i Barakah . Den första reaktorn, Barakah-1, är färdigställd till 85 % och enligt tidsplanen för nätanslutning under 2017. Två av de fyra EPR som är under uppbyggnad (i Finland och Frankrike) ligger avsevärt efter schemat och väsentligt över kostnaden.
Förnybara källor
Förnybar energi definieras generellt som energi som kommer från resurser som naturligt fylls på på en mänsklig tidsskala såsom solljus , vind , regn , tidvatten , vågor och geotermisk värme . Förnybar energi ersätter konventionella bränslen inom fyra distinkta områden: elproduktion , varmvatten / rumsuppvärmning , motorbränslen och energitjänster på landsbygden (off-grid) .
Omkring 16 % av den globala slutliga energiförbrukningen kommer för närvarande från förnybara resurser [ motsägelsefullt ] , med 10 % av all energi från traditionell biomassa , huvudsakligen som används för uppvärmning , och 3,4 % från vattenkraft . Nya förnybara energikällor (små vattenkraft, modern biomassa, vind, sol, geotermisk energi och biobränslen) står för ytterligare 3 % och växer snabbt. På nationell nivå har minst 30 länder runt om i världen redan förnybar energi som bidrar med mer än 20 % av energiförsörjningen. Nationella marknader för förnybar energi förväntas fortsätta att växa kraftigt under det kommande decenniet och därefter. Vindkraft , till exempel, växer med 30 % årligen, med en global installerad kapacitet på 282 482 megawatt (MW) i slutet av 2012.
Förnybara energiresurser finns över stora geografiska områden, till skillnad från andra energikällor, som är koncentrerade till ett begränsat antal länder. Snabb utbyggnad av förnybar energi och energieffektivitet resulterar i betydande energisäkerhet , begränsning av klimatförändringar och ekonomiska fördelar. I internationella opinionsundersökningar finns ett starkt stöd för att främja förnybara källor som solkraft och vindkraft.
Även om många projekt för förnybar energi är storskaliga, är förnybar teknik också lämpad för landsbygden och avlägsna områden och utvecklingsländer , där energi ofta är avgörande för mänsklig utveckling . FN: s generalsekreterare Ban Ki-moon har sagt att förnybar energi har förmågan att lyfta de fattigaste länderna till nya nivåer av välstånd.
Vattenkraft
Vattenkraft är elektrisk kraft som genereras av vattenkraft ; kraften av fallande eller rinnande vatten. Under 2015 genererade vattenkraften 16,6 % av världens totala el och 70 % av all förnybar el [ sida behövs ] och förväntades öka med cirka 3,1 % varje år under de följande 25 åren.
Vattenkraft produceras i 150 länder, där Asien-Stillahavsområdet genererade 32 procent av den globala vattenkraften 2010. Kina är den största vattenkraftsproducenten, med 721 terawattimmars produktion 2010, vilket motsvarar cirka 17 procent av den inhemska elanvändningen. Det finns nu tre vattenkraftverk större än 10 GW: Three Gorges Dam i Kina, Itaipu Dam över gränsen mellan Brasilien och Paraguay och Guri Dam i Venezuela.
Kostnaden för vattenkraft är relativt låg, vilket gör den till en konkurrenskraftig källa för förnybar el. Den genomsnittliga kostnaden för el från ett vattenkraftverk som är större än 10 megawatt är 3 till 5 cent per kilowattimme. Hydro är också en flexibel elkälla eftersom anläggningar kan rampas upp och ner mycket snabbt för att anpassa sig till förändrade energibehov. Men uppdämning avbryter flödet av floder och kan skada lokala ekosystem, och att bygga stora dammar och reservoarer innebär ofta att människor och vilda djur tränger undan. När ett vattenkraftskomplex väl har byggts producerar projektet inget direkt avfall och har en betydligt lägre uteffekt av växthusgasen koldioxid än fossilbränsledrivna energianläggningar .
Vind
Vindkraft utnyttjar vindens kraft för att driva fram bladen på vindturbiner . Dessa turbiner orsakar rotation av magneter , vilket skapar elektricitet. Vindtorn byggs vanligtvis ihop på vindkraftsparker . Det finns vindkraftsparker till havs och på land . Den globala vindkraftskapaciteten har expanderat snabbt till 336 GW i juni 2014, och vindenergiproduktionen var cirka 4 % av den totala globala elanvändningen och växte snabbt.
Vindkraft används i stor utsträckning i Europa , Asien och USA . Flera länder har uppnått relativt höga nivåer av vindkraftpenetration, såsom 21 % av den stationära elproduktionen i Danmark , 18 % i Portugal , 16 % i Spanien , 14 % i Irland och 9 % i Tyskland 2010. År 2011, kl. gånger över 50 % av elen i Tyskland och Spanien kom från vind- och solenergi. Från och med 2011 använder 83 länder runt om i världen vindkraft på kommersiell basis.
Många av världens största vindkraftsparker på land finns i USA , Kina och Indien . De flesta av världens största vindkraftsparker till havs finns i Danmark , Tyskland och Storbritannien . De två största vindkraftsparkerna till havs är för närvarande 630 MW London Array och Gwynt y Môr .
| Vindkraftpark |
Aktuell kapacitet ( MW ) |
Land | Anteckningar |
|---|---|---|---|
| Alta (Oak Creek-Mojave) | 1 320 |
 USA |
|
| Jaisalmer vindpark | 1 064 |
 Indien |
|
| Roscoe vindkraftspark | 781 |
USA |
|
| Horse Hollow Wind Energy Center | 735 |
USA |
|
| Capricorn Ridge vindkraftspark | 662 |
USA |
|
| Fântânele-Cogealac vindkraftspark | 600 |
 Rumänien |
|
| Fowler Ridge vindkraftspark | 599 |
USA |
Sol
Solenergi är strålande ljus och värme från solen som utnyttjas med hjälp av en rad teknologier som solenergi för att generera elektricitet , solvärmeenergi (inklusive solvärme för vatten) och solararkitektur . Det är en viktig källa till förnybar energi , och dess teknologier karakteriseras i stort som antingen passiv solenergi eller aktiv solenergi beroende på hur de fångar och distribuerar solenergi eller omvandlar den till solenergi. Aktiva soltekniker inkluderar användningen av solcellssystem , koncentrerad solenergi och uppvärmning av solvatten för att utnyttja energin. Passiva soltekniker inkluderar att orientera en byggnad mot solen, välja material med gynnsam termisk massa eller ljusspridande egenskaper och designa utrymmen som naturligt cirkulerar luft .
2011 sa International Energy Agency att "utvecklingen av prisvärda, outtömliga och rena solenergitekniker kommer att ha enorma långsiktiga fördelar. Det kommer att öka ländernas energisäkerhet genom att förlita sig på en inhemsk, outtömlig och mestadels importoberoende resurs , förbättra hållbarheten , minska föroreningarna , sänka kostnaderna för att mildra den globala uppvärmningen ... dessa fördelar är globala".Biobränslen
Ett biobränsle är ett bränsle som innehåller energi från geologiskt nyligen kolfixering . Dessa bränslen produceras från levande organismer . Exempel på denna kolfixering förekommer i växter och mikroalger . Dessa bränslen tillverkas genom en biomassaomvandling (biomassa avser nyligen levande organismer, oftast hänvisar till växter eller växthärledda material). Denna biomassa kan omvandlas till bekväma energiinnehållande ämnen på tre olika sätt: termisk omvandling, kemisk omvandling och biokemisk omvandling. Denna biomassaomvandling kan resultera i bränsle i fast , flytande eller gasform . Denna nya biomassa kan användas för biobränslen. Biobränslen har ökat i popularitet på grund av stigande oljepriser och behovet av energisäkerhet .
Bioetanol är en alkohol som framställs genom jäsning , mestadels av kolhydrater som produceras i socker eller stärkelsegrödor som majs eller sockerrör . Cellulosabiomassa , som härrör från icke-livsmedelskällor, såsom träd och gräs, utvecklas också som råvara för etanolproduktion. Etanol kan användas som bränsle för fordon i sin rena form, men det används vanligtvis som bensintillsats för att öka oktantalet och förbättra fordonsutsläppen . Bioetanol används i stor utsträckning i USA och Brasilien . Nuvarande anläggningsdesign ger inte möjlighet att omvandla lignindelen av växtråmaterial till bränslekomponenter genom jäsning.
Biodiesel tillverkas av vegetabiliska oljor och animaliska fetter . Biodiesel kan användas som bränsle för fordon i sin rena form, men det används vanligtvis som en dieseltillsats för att minska nivåerna av partiklar, kolmonoxid och kolväten från dieseldrivna fordon. Biodiesel framställs av oljor eller fetter med hjälp av transesterifiering och är det vanligaste biobränslet i Europa. Det pågår dock forskning om att framställa förnybara bränslen från dekarboxylering
År 2010 nådde den globala biobränsleproduktionen 105 miljarder liter (28 miljarder gallons USA), en ökning med 17 % från 2009, och biobränslen stod för 2,7 % av världens bränslen för vägtransporter, ett bidrag som till stor del bestod av etanol och biodiesel. Brasilien som Den globala produktionen av etanolbränsle nådde 86 miljarder liter (23 miljarder gallons USA) 2010, med USA och världens främsta producenter, som tillsammans står för 90 % av den globala produktionen. Världens största biodieselproducent är Europeiska unionen , som stod för 53 % av all biodieselproduktion 2010. Från och med 2011 finns mandat för att blanda biobränslen i 31 länder på nationell nivå och i 29 stater eller provinser. Internationella energiorganet har som mål att biobränslen ska möta mer än en fjärdedel av världens efterfrågan på transportbränsle till 2050 för att minska beroendet av petroleum och kol.
Geotermisk
Geotermisk energi är termisk energi som genereras och lagras i jorden. Termisk energi är den energi som bestämmer materiens temperatur . Den geotermiska energin i jordskorpan härrör från den ursprungliga bildningen av planeten (20 %) och från radioaktivt sönderfall av mineraler (80 %). Den geotermiska gradienten , som är skillnaden i temperatur mellan planetens kärna och dess yta, driver en kontinuerlig ledning av värmeenergi i form av värme från kärnan till ytan. Adjektivet geotermisk härstammar från de grekiska rötterna γη (ge) , som betyder jord, och θερμος (termos) , som betyder varm.
Jordens inre värme är termisk energi som genereras från radioaktivt sönderfall och kontinuerlig värmeförlust från jordens formation. Temperaturer vid gränsen mellan kärnan och manteln kan nå över 4000 °C (7 200 °F). Den höga temperaturen och trycket i jordens inre gör att en del sten smälter och fast mantel att bete sig plastiskt, vilket resulterar i att delar av manteln konvektion uppåt eftersom den är lättare än den omgivande stenen. Sten och vatten värms upp i skorpan, ibland upp till 370 °C (700 °F).
Från varma källor har geotermisk energi använts för bad sedan paleolitisk tid och för uppvärmning av rum sedan antika romartiden, men det är nu mer känt för elproduktion . Över hela världen finns 11 400 megawatt (MW) geotermisk kraft online i 24 länder under 2012. Ytterligare 28 gigawatt direkt geotermisk värmekapacitet installeras för fjärrvärme, uppvärmning av rum, spa, industriella processer, avsaltning och jordbrukstillämpningar under 2010.
Geotermisk kraft är kostnadseffektiv, pålitlig, hållbar och miljövänlig, men har historiskt sett varit begränsad till områden nära tektoniska plattgränser . De senaste tekniska framstegen har dramatiskt utökat utbudet och storleken på livskraftiga resurser, särskilt för applikationer som uppvärmning av hem, vilket öppnar en potential för omfattande exploatering. Geotermiska brunnar släpper ut växthusgaser som är fångade djupt inne i jorden, men dessa utsläpp är mycket lägre per energienhet än fossila bränslen. Som ett resultat har geotermisk kraft potential att hjälpa till att mildra den globala uppvärmningen om den används i stor utsträckning i stället för fossila bränslen.
Jordens geotermiska resurser är teoretiskt sett mer än tillräckliga för att tillgodose mänsklighetens energibehov, men endast en mycket liten del kan utnyttjas med lönsamhet. Borrning och prospektering efter djupa resurser är mycket dyrt. Prognoser för geotermisk krafts framtid beror på antaganden om teknik, energipriser, subventioner och räntor. Pilotprogram som EWEB:s kunder väljer Green Power Program visar att kunderna skulle vara villiga att betala lite mer för en förnybar energikälla som geotermisk energi. Men som ett resultat av statligt stödd forskning och industrierfarenhet har kostnaden för att generera geotermisk kraft minskat med 25 % under de senaste två decennierna. År 2001 kostade geotermisk energi mellan två och tio cent per kWh.
Oceanic
Marin energi eller havskraft (som ibland också ses till som havsenergi , havskraft eller marin och hydrokinetisk energi ) hänvisar till energin som bärs av hav, vinkar , tidvatten , salthalt och havstemperaturskillnader . Rörelsen av vatten i världshaven skapar ett stort lager av kinetisk energi , eller energi i rörelse. Denna energi kan utnyttjas för att generera el för att driva hem, transporter och industrier.
Termen marin energi omfattar både vågkraft, dvs kraft från ytvågor, och tidvattenkraft, dvs. erhållen från den kinetiska energin hos stora vattenkroppar i rörelse. Vindkraft till havs är inte en form av marin energi, eftersom vindkraften härrör från vinden, även om vindkraftverken placeras över vatten. Haven har en enorm mängd energi och är nära många om inte mest koncentrerade populationer. Havsenergi har potential att tillhandahålla en betydande mängd ny förnybar energi runt om i världen.
100 % förnybar energi
Incitamentet att använda 100 % förnybar energi, för elektricitet, transport eller till och med total primärenergiförsörjning globalt, har motiverats av global uppvärmning och andra ekologiska såväl som ekonomiska problem. Användningen av förnybar energi har ökat mycket snabbare än någon förväntat sig. Den mellanstatliga panelen för klimatförändringar har sagt att det finns få grundläggande tekniska begränsningar för att integrera en portfölj av förnybar energiteknik för att möta det mesta av den totala globala energiefterfrågan. På nationell nivå har minst 30 länder runt om i världen redan förnybar energi som bidrar med mer än 20 % av energiförsörjningen. Stephen W. Pacala och Robert H. Socolow har också utvecklat en serie " stabiliseringskilar " som kan tillåta oss att bibehålla vår livskvalitet samtidigt som vi undviker katastrofala klimatförändringar, och "förnybara energikällor", sammantaget, utgör det största antalet av deras "kilar".
Mark Z. Jacobson säger att det är möjligt att producera all ny energi med vindkraft , solenergi och vattenkraft till 2030 och att befintliga energiförsörjningsarrangemang skulle kunna ersättas till 2050. Hinder för att genomföra planen för förnybar energi ses som "främst sociala och politiska, inte tekniskt eller ekonomiskt”. Jacobson säger att energikostnaderna med ett vind-, sol-, vattensystem bör likna dagens energikostnader.
På liknande sätt har det oberoende nationella forskningsrådet i USA noterat att "tillräckliga inhemska förnybara resurser finns för att tillåta förnybar el att spela en betydande roll i framtida elproduktion och därmed hjälpa till att konfrontera frågor relaterade till klimatförändringar, energisäkerhet och upptrappningen av energikostnader ... Förnybar energi är ett attraktivt alternativ eftersom förnybara resurser tillgängliga i USA, samlat, kan leverera betydligt större mängder el än den totala nuvarande eller beräknade inhemska efterfrågan." .
Kritiker av tillvägagångssättet "100 % förnybar energi" inkluderar Vaclav Smil och James E. Hansen . Smil och Hansen är oroliga över den varierande produktionen av sol- och vindkraft, men Amory Lovins hävdar att elnätet kan klara sig, precis som det rutinmässigt backar upp icke fungerande koleldade och kärnkraftsverk med fungerande.
Google spenderade 30 miljoner dollar på deras projekt "Renewable Energy Cheaper than Coal" för att utveckla förnybar energi och avvärja katastrofala klimatförändringar. Projektet avbröts efter att ha kommit fram till att ett bästa scenario för snabba framsteg inom förnybar energi endast skulle kunna resultera i utsläpp 55 procent under prognoserna för fossila bränslen för 2050.
Ökad energieffektivitet
Även om effektivisering av energianvändningen inte är energiutveckling i sig, kan det övervägas under ämnet energiutveckling eftersom det gör befintliga energikällor tillgängliga för arbete.
Effektiv energianvändning minskar mängden energi som krävs för att tillhandahålla produkter och tjänster. Till exempel, genom att isolera ett hem kan en byggnad använda mindre värme- och kylenergi för att upprätthålla en behaglig temperatur. Att installera lysrör eller naturliga takfönster minskar mängden energi som krävs för belysning jämfört med glödlampor . Kompaktlysrör använder två tredjedelar mindre energi och kan hålla 6 till 10 gånger längre än glödlampor. Förbättringar av energieffektivitet uppnås oftast genom att använda en effektiv teknik eller produktionsprocess.
Att minska energianvändningen kan spara pengar för konsumenterna om energibesparingarna kompenserar kostnaden för en energieffektiv teknik. Att minska energianvändningen minskar utsläppen. Enligt International Energy Agency kan förbättrad energieffektivitet i byggnader , industriella processer och transporter minska världens energibehov år 2050 med en tredjedel och hjälpa till att kontrollera de globala utsläppen av växthusgaser.
Energieffektivitet och förnybar energi sägs vara de dubbla pelarna i hållbar energipolitik. I många länder anses energieffektivitet också ha en nationell säkerhetsfördel eftersom den kan användas för att minska nivån på energiimporten från utlandet och kan bromsa den takt med vilken inhemska energiresurser utarmas.
Det har upptäckts "att för OECD-länder har vind, geotermisk energi, vattenkraft och kärnkraft de lägsta riskerna bland energikällor i produktionen".
Överföring
Medan nya energikällor endast sällan upptäcks eller möjliggörs av ny teknik , utvecklas distributionstekniken ständigt. Användningen av bränsleceller i till exempel bilar är en förväntad leveransteknik. Detta avsnitt presenterar de olika leveranstekniker som har varit viktiga för historisk energiutveckling. De förlitar sig alla på sätt och vis på de energikällor som anges i föregående avsnitt.
Frakt och rörledningar
Kol , petroleum och deras derivat levereras med båt, järnväg eller väg. Petroleum och naturgas kan också levereras via pipeline och kol via en slurry pipeline . Bränsle som bensin och gasol kan också levereras via flygplan . Naturgasledningar måste hålla ett visst minimitryck för att fungera korrekt. De högre kostnaderna för transport och lagring av etanol är ofta oöverkomliga.
Trådbunden energiöverföring
Elnät är de nät som används för att överföra och distribuera kraft från produktionskälla till slutanvändare, när de två kan vara hundratals kilometer bort. Källor inkluderar elproduktionsanläggningar som en kärnreaktor , kolkraftverk, etc. En kombination av transformatorstationer och transmissionsledningar används för att upprätthålla ett konstant flöde av el. Galler kan drabbas av övergående blackouts och brownouts , ofta på grund av väderskador. Under vissa extrema rymdväder kan solvinden störa överföringar . Galler har också en fördefinierad bärförmåga eller last som inte säkert kan överskridas. När strömbehovet överstiger vad som är tillgängligt är fel oundvikliga. För att förebygga problem ransoneras sedan kraften.
Industrialiserade länder som Kanada, USA och Australien är bland de högsta elkonsumenterna per capita i världen, vilket är möjligt tack vare ett utbrett eldistributionsnät. Det amerikanska nätet är ett av de mest avancerade, även om infrastruktur håller på att bli ett problem. CurrentEnergy ger en realtidsöversikt över utbudet och efterfrågan på el för Kalifornien , Texas och nordöstra USA. Afrikanska länder med småskaliga elnät har en motsvarande låg årlig elförbrukning per capita. Ett av de mest kraftfulla elnäten i världen levererar ström till delstaten Queensland , Australien.
Trådlös energiöverföring
Trådlös kraftöverföring är en process där elektrisk energi överförs från en strömkälla till en elektrisk belastning som inte har en inbyggd strömkälla, utan användning av sammankopplade ledningar. För närvarande tillgänglig teknik är begränsad till korta avstånd och relativt låg effektnivå.
Att kretsa kring solfångare skulle kräva trådlös överföring av kraft till jorden. Den föreslagna metoden innebär att man skapar en stor stråle av mikrovågsfrekvensradiovågor, som skulle riktas mot en samlarantennplats på jorden. Det finns enorma tekniska utmaningar för att säkerställa säkerheten och lönsamheten för ett sådant system.
Lagring
Energilagring åstadkoms av enheter eller fysiska medier som lagrar energi för att utföra användbar operation vid ett senare tillfälle. En enhet som lagrar energi kallas ibland en ackumulator .
Alla former av energi är antingen potentiell energi (t.ex. kemisk energi , gravitationsenergi , elektrisk energi , temperaturskillnad, latent värme , etc.) eller kinetisk energi (t.ex. momentum ). Vissa tekniker ger endast kortsiktig energilagring, och andra kan vara mycket långvariga, såsom kraft till gas med väte eller metan och lagring av värme eller kyla mellan motstående årstider i djupa akviferer eller berggrund. En upprullningsklocka lagrar potentiell energi (i det här fallet mekanisk, i fjäderspänningen), ett batteri lagrar lätt omvandlingsbar kemisk energi för att driva en mobiltelefon, och en vattenkraftsdamm lagrar energi i en reservoar som potentiell gravitationsenergi . Islagringstankar lagrar is ( termisk energi i form av latent värme) på natten för att möta toppbehovet för kylning. Fossila bränslen som kol och bensin lagrar uråldrig energi som härrör från solljus av organismer som senare dog, blev begravda och med tiden sedan omvandlades till dessa bränslen. Till och med mat (som tillverkas genom samma process som fossila bränslen) är en form av energi som lagras i kemisk form.
Historia
Sedan förhistorien, när mänskligheten upptäckte eld för att värma upp och steka mat, genom medeltiden där befolkningar byggde väderkvarnar för att mala vetet, fram till den moderna eran där nationer kan få elektricitet som splittrar atomen. Människan har i det oändliga letat efter energikällor.
Förutom kärnkraft, geotermisk energi och tidvatten kommer alla andra energikällor från nuvarande solisolering eller från fossila rester av växt- och djurliv som förlitade sig på solljus. I slutändan solenergin själv resultatet av solens kärnfusion. Geotermisk kraft från het, härdad sten ovanför magman i jordens kärna är resultatet av sönderfallet av radioaktiva material som finns under jordskorpan, och kärnklyvning är beroende av konstgjord klyvning av tunga radioaktiva element i jordskorpan; i båda fallen producerades dessa grundämnen i supernovaexplosioner före bildandet av solsystemet .
Sedan början av den industriella revolutionen har frågan om framtiden för energiförsörjningen varit av intresse. År 1865 publicerade William Stanley Jevons The Coal Question där han såg att kolreserverna tömdes på och att oljan var en ineffektiv ersättning. 1914 US Bureau of Mines att den totala produktionen var 5,7 miljarder fat (910 000 000 m 3 ). 1956 drar geofysikern M. King Hubbert slutsatsen att USA:s oljeproduktion skulle nå en topp mellan 1965 och 1970 och att oljeproduktionen kommer att nå sin topp "inom ett halvt sekel" på basis av 1956 års data. 1989, förutspådd topp av Colin Campbell År 2004 uppskattade OPEC, med betydande investeringar, att den nästan skulle fördubbla oljeproduktionen till 2025
Hållbarhet
Miljörörelsen har betonat hållbarhet i energianvändning och utveckling . Förnybar energi är hållbar i sin produktion; det tillgängliga utbudet kommer inte att minska under överskådlig framtid - miljoner eller miljarder år. "Hållbarhet" syftar också på miljöns förmåga att hantera avfallsprodukter, särskilt luftföroreningar . Källor som inte har några direkta avfallsprodukter (som vind-, sol- och vattenkraft) tas upp på denna punkt. Med den globala efterfrågan på energi växer behovet av att ta till sig olika energikällor. Energibesparing är en alternativ eller komplementär process till energiutveckling. Det minskar efterfrågan på energi genom att använda den effektivt.
Elasticitet
Vissa observatörer hävdar att idén om " energioberoende " är ett orealistiskt och ogenomskinligt koncept. Det alternativa erbjudandet om "energiresiliens" är ett mål i linje med ekonomiska, säkerhets- och energimässiga verkligheter. Begreppet motståndskraft i energi beskrivs i 1982 års bok Brittle Power : Energy Strategy for National Security . Författarna hävdade att enbart byte till inhemsk energi inte skulle vara säker i sig eftersom den verkliga svagheten är den ofta beroende och sårbara energiinfrastrukturen i ett land. Nyckelaspekter som gasledningar och elnätet är ofta centraliserade och lätt mottagliga för störningar. De drar slutsatsen att en "tålig energiförsörjning" är nödvändig för både nationell säkerhet och miljön. De rekommenderar ett fokus på energieffektivitet och förnybar energi som är decentraliserad.
Under 2008 tittade tidigare Intel Corporation- ordföranden och vd:n Andrew Grove på energiresiliens och hävdade att fullständigt oberoende är omöjligt med tanke på den globala energimarknaden. Han beskriver energiresiliens som förmågan att anpassa sig till avbrott i energitillförseln. För det ändamålet föreslår han att USA i större utsträckning använder elektricitet. El kan produceras från en mängd olika källor. En mångsidig energiförsörjning kommer att påverkas mindre av avbrott i försörjningen av någon enskild källa. Han resonerar att en annan egenskap med elektrifiering är att elektriciteten är "klibbig" - vilket betyder att elen som produceras i USA ska stanna där eftersom den inte kan transporteras utomlands. Enligt Grove kommer en nyckelaspekt för att främja elektrifiering och energitålighet att konvertera den amerikanska bilparken från bensindriven till eldriven. Detta kommer i sin tur att kräva modernisering och utbyggnad av elnätet. Som organisationer som The Reform Institute har påpekat, skulle framsteg i samband med utvecklingen av det smarta nätet underlätta nätets förmåga att absorbera fordon i massor som ansluter till det för att ladda sina batterier.
Nutid och framtid
Outlook—World Energy Consumtion by Fuel (från 2011) Flytande bränslen inkl. Biobränslen Kol Naturgas Förnybara bränslen Kärnbränslen
Ökande andel av energiförbrukningen i utvecklingsländer Industrialiserade länder Utvecklingsländer EE / fd Sovjetunionen
Extrapoleringar från nuvarande kunskap till framtiden erbjuder ett urval av energiterminer. Förutsägelser parallella den malthusianska katastrofhypotesen . Många är komplexa modellbaserade scenarier som pionjärer av Limits to Growth . Modelleringsmetoder erbjuder sätt att analysera olika strategier och förhoppningsvis hitta en väg till snabb och hållbar utveckling av mänskligheten. Kortsiktiga energikriser är också ett bekymmer för energiutvecklingen. Extrapolationer saknar rimlighet, särskilt när de förutspår en kontinuerlig ökning av oljeförbrukningen. [ citat behövs ]
Energiproduktion kräver vanligtvis en energiinvestering. Att borra efter olja eller bygga ett vindkraftverk kräver energi. De fossila bränsleresurserna som finns kvar blir ofta allt svårare att utvinna och omvandla. De kan därmed kräva allt högre energiinvesteringar. Om investeringen är större än värdet av den energi som resursen producerar är den inte längre en effektiv energikälla. Dessa resurser är inte längre en energikälla utan kan utnyttjas för värde som råvaror. Ny teknik kan sänka energiinvesteringarna som krävs för att utvinna och omvandla resurserna, även om grundläggande fysik i slutändan sätter gränser som inte kan överskridas.
Mellan 1950 och 1984, när den gröna revolutionen förändrade jordbruket runt om i världen, ökade världens spannmålsproduktion med 250 %. Energin till den gröna revolutionen tillhandahölls av fossila bränslen i form av konstgödsel (naturgas), bekämpningsmedel (olja) och bevattning som drivs med kolväte . Toppen av världens kolväteproduktion ( peak oil ) kan leda till betydande förändringar och kräva hållbara produktionsmetoder. En vision om en hållbar energiframtid innebär att alla mänskliga strukturer på jordens yta (dvs byggnader, fordon och vägar) gör artificiell fotosyntes (använder solljus för att klyva vatten som en källa till väte och absorbera koldioxid för att göra gödningsmedel) effektivt än växter.
Med den moderna rymdindustrins ekonomiska aktivitet och den relaterade privata rymdfärden , med tillverkningsindustrin , som går in i jordens omloppsbana eller bortom, kommer att leverera dem till dessa regioner att kräva ytterligare energiutveckling. Forskare har övervägt rymdbaserad solenergi för att samla in solenergi för användning på jorden. Rymdbaserad solenergi har forskats sedan början av 1970-talet. Rymdbaserad solenergi skulle kräva konstruktion av samlarstrukturer i rymden. Fördelen jämfört med markbaserad solenergi är högre ljusintensitet och inget väder som avbryter eluppsamlingen.
Energiteknik
Energiteknik är en tvärvetenskaplig ingenjörsvetenskap som har att göra med effektiv, säker, miljövänlig och ekonomisk utvinning, omvandling, transport, lagring och användning av energi , inriktad på att ge hög effektivitet samtidigt som den motverkar biverkningar på människor, natur och miljö.
För människor är energi ett överväldigande behov, och som en knapp resurs har det varit en underliggande orsak till politiska konflikter och krig. Insamling och användning av energiresurser kan vara skadligt för lokala ekosystem och kan få globala resultat.
Energi är också förmågan att utföra arbete. Vi kan få energi från mat. Energi kan ha olika former såsom kinetisk, potential, mekanisk, värme, ljus etc. Energi krävs för individer och hela samhället för belysning, uppvärmning, matlagning, löpning, industrier, drift av transporter och så vidare. I grund och botten finns det två typer av energi beroende på vilken källa de är; 1.Förnybara energikällor 2.Icke-förnybara energikällor
Tvärvetenskapliga områden
Som en tvärvetenskaplig vetenskap är energiteknik kopplad till många tvärvetenskapliga fält på olika, överlappande sätt.
- Fysik , för termodynamik och kärnfysik
- Kemi för bränsle , förbränning , luftföroreningar , rökgas , batteriteknik och bränsleceller .
- Elektroteknik
- Engineering , ofta för vätskeenergimaskiner såsom förbränningsmotorer , turbiner, pumpar och kompressorer .
- Geografi , för geotermisk energi och prospektering efter resurser.
- Gruvdrift , för petrokemiska och fossila bränslen .
- Jord- och skogsbruk , för förnybara energikällor .
- Meteorologi för vind- och solenergi .
- Vatten och vattendrag , för vattenkraft .
- Avfallshantering , för miljöpåverkan.
- Transport , för energibesparande transportsystem.
- Miljöstudier , för att studera effekten av energianvändning och produktion på miljö , natur och klimatförändringar .
- (Lighting Technology), för interiör och exteriör Naturlig samt artificiell ljusdesign, installationer och energibesparingar
- (Energy Cost/ Benefit Analysis), för enkel återbetalning och livscykelkostnad för energieffektivitet/besparingsåtgärder som rekommenderas
Elektroteknik
.jpg)
Elkraftteknik handlar om produktion och användning av elektrisk energi , vilket kan innebära studier av maskiner som generatorer , elmotorer och transformatorer . Infrastruktur omfattar transformatorstationer och transformatorstationer , kraftledningar och elkabel . Belastningshantering och energihantering över nätverk har betydelsefullt inflytande på den övergripande energieffektiviteten. Elvärme används också flitigt och forskat på.
Termodynamik
Termodynamik handlar om de grundläggande lagarna för energiomvandling och är hämtad från teoretisk fysik .
Termisk och kemisk energi
Termisk och kemisk energi är sammanflätade med kemi och miljöstudier . Förbränning har att göra med brännare och kemiska motorer av alla slag, galler och förbränningsugnar tillsammans med deras energieffektivitet, föroreningar och driftsäkerhet.
för avgasrening syftar till att minska luftföroreningarna genom olika mekaniska, termiska och kemiska rengöringsmetoder. Emissionskontrollteknik är ett område inom process- och kemiteknik . Pannteknik handlar om design, konstruktion och drift av ångpannor och turbiner (används även vid kärnkraftsproduktion, se nedan), hämtade från tillämpad mekanik och materialteknik .
Energiomvandling har att göra med förbränningsmotorer, turbiner, pumpar, fläktar och så vidare, som används för transporter, mekanisk energi och kraftgenerering. Höga termiska och mekaniska belastningar orsakar driftssäkerhetsbekymmer som hanteras inom många grenar av tillämpad ingenjörsvetenskap.
Kärnenergi
Kärnteknik handlar om kärnkraftsproduktion från kärnreaktorer , tillsammans med bearbetning av kärnbränsle och omhändertagande av radioaktivt avfall, med utgångspunkt från tillämpad kärnfysik , kärnkemi och strålningsvetenskap .
Kärnkraftsproduktion har varit politiskt kontroversiell i många länder i flera decennier men den elektriska energi som produceras genom kärnklyvning är av världsomfattande betydelse. Det finns stora förhoppningar om att fusionsteknik en dag kommer att ersätta de flesta fissionsreaktorer, men detta är fortfarande ett forskningsområde inom kärnfysik .
Förnybar energi
Förnybar energi har många grenar.
Vindkraft
Vindkraftverk omvandlar vindenergi till elektricitet genom att koppla en snurrande rotor till en generator. Vindkraftverk hämtar energi från atmosfäriska strömmar och är designade med hjälp av aerodynamik tillsammans med kunskap hämtad från mekanik och elektroteknik. Vinden passerar över de aerodynamiska rotorbladen och skapar ett område med högre tryck och ett område med lägre tryck på vardera sidan av bladet. Krafterna för lyft och drag bildas på grund av skillnaden i lufttryck. Lyftkraften är starkare än dragkraften; därför snurrar rotorn, som är kopplad till en generator. Energin skapas sedan på grund av förändringen från den aerodynamiska kraften till generatorns rotation.
Eftersom vindkraft är erkänt som en av de mest effektiva förnybara energikällorna, blir vindkraften mer och mer relevant och används i världen. Vindkraft använder inget vatten i produktionen av energi, vilket gör den till en bra energikälla för områden utan mycket vatten. Vindenergi skulle också kunna produceras även om klimatet förändras i linje med nuvarande förutsägelser, eftersom den enbart är beroende av vind.
Geotermisk
Djupt inne i jorden finns ett extremt värmeproducerande lager av smält sten som kallas magma. De mycket höga temperaturerna från magman värmer upp närliggande grundvatten. Det finns olika tekniker som har utvecklats för att dra nytta av sådan värme, som att använda olika typer av kraftverk (torra, snabba eller binära), värmepumpar eller brunnar. Dessa processer för att utnyttja värmen innefattar en infrastruktur som i en eller annan form har en turbin som snurras av antingen det varma vattnet eller ångan som produceras av den. Den snurrande turbinen, som är ansluten till en generator, producerar energi. En nyare innovation involverar användningen av grunda slutna system som pumpar värme till och från strukturer genom att dra fördel av den konstanta temperaturen i jorden runt 10 fot djup.
Vattenkraft
Vattenkraft hämtar mekanisk energi från floder, havsvågor och tidvatten . Anläggningsteknik används för att studera och bygga dammar , tunnlar , vattendrag och hantera kustresurser genom hydrologi och geologi . En låghastighetsvattenturbin som snurras av rinnande vatten kan driva en elektrisk generator för att producera elektricitet .
Bioenergi
Bioenergi handlar om insamling, bearbetning och användning av biomassa odlad inom biologisk tillverkning, jordbruk och skogsbruk från vilken kraftverk kan hämta brinnande bränsle. Etanol , metanol (båda kontroversiella) eller väte för bränsleceller kan hämtas från dessa tekniker och användas för att generera elektricitet.
Möjliggörande teknologier
Värmepumpar och termisk energilagring är klasser av tekniker som kan möjliggöra utnyttjande av förnybara energikällor som annars skulle vara otillgängliga på grund av en temperatur som är för låg för utnyttjande eller en tidsförskjutning mellan när energin är tillgänglig och när den behövs. Samtidigt som de höjer temperaturen på tillgänglig förnybar termisk energi, har värmepumpar den ytterligare egenskapen att de utnyttjar elektrisk kraft (eller i vissa fall mekanisk eller termisk kraft) genom att använda den för att utvinna ytterligare energi från en källa av låg kvalitet (som havsvatten, sjövatten, marken, luften eller spillvärme från en process).
Termisk lagringsteknik tillåter att värme eller kyla lagras under tidsperioder från timmar eller över natten till mellansäsonger , och kan involvera lagring av förnuftig energi (dvs genom att ändra temperaturen på ett medium) eller latent energi (dvs genom fasförändringar av ett medium , såsom mellan vatten och slask eller is). Korttidsvärmelager kan användas för peak-shaving i fjärrvärme eller eldistributionssystem. Typer av förnybara eller alternativa energikällor som kan aktiveras inkluderar naturlig energi (t.ex. insamlad via solfångare, eller torra kyltorn som används för att samla in vinterns kyla), avfallsenergi (t.ex. från VVS-utrustning, industriella processer eller kraftverk) eller överskottsenergi (t.ex. som säsongsmässigt från vattenkraftprojekt eller intermittent från vindkraftsparker). Drake Landing Solar Community (Alberta, Kanada) är illustrativt. lagring av termisk energi i borrhål gör att samhället kan få 97% av sin året-runt värme från solfångare på garagetaken, som det mesta av värmen samlade på sommaren. Typer av lagringar för vettig energi inkluderar isolerade tankar, borrhålskluster i substrat som sträcker sig från grus till berggrund, djupa akviferer eller grunda fodrade gropar som är isolerade ovanpå. Vissa typer av lagring kan lagra värme eller kyla mellan olika årstider (särskilt om de är mycket stora), och vissa lagringsapplikationer kräver inkludering av en värmepump . Latent värme lagras vanligtvis i istankar eller vad som kallas fasförändringsmaterial (PCM).
Se även
- Energiutveckling
- Världsomspännande energiförsörjning
- Teknologi
- Vatten-energi-nexus
- Politik
- Energipolitik , Förenta staternas energipolitik , Kinas energipolitik , Indiens energipolitik , Europeiska unionens energipolitik , Storbritanniens energipolitik , Rysslands energipolitik , Brasiliens energipolitik , Kanadas energipolitik , Sovjetunionens energipolitik , Liberalisering och privatisering av energiindustrin (Thailand)
- Allmänt
- Säsongsbetonad värmeenergilagring ( Intersäsongsbetonad värmeenergilagring ), Geomagnetiskt inducerad ström , Energiskörd , Tidslinje för forskning om hållbar energi 2020 – nutid
- Råmaterial
- Råmaterial , Biomaterial , Energiförbrukning , Materialvetenskap , Återvinning , Upcycling , Downcycling
- Övrigt
- Toriumbaserad kärnkraft , Lista över oljeledningar , Lista över naturgasledningar , Ocean termisk energiomvandling , Tillväxt av solceller
Källor
- Armstrong, Robert C., Catherine Wolfram, Robert Gross, Nathan S. Lewis och MV Ramana et al. The Frontiers of Energy , Nature Energy , Vol 1, 11 januari 2016.
- Serra, J. "Alternativ utveckling av bränsleresurser", Clean and Green Fuels Fund, (2006).
- Bilgen, S. och K. Kaygusuz, Renewable Energy for a Clean and Sustainable Future , Energy Sources 26, 1119 (2004).
- Energianalys av kraftsystem , UIC Nuclear Issues Briefing Paper 57 (2004).
- Silvestre BS, Dalcol PRT (2009). "Geografisk närhet och innovation: bevis från Campos Basin olje- och gasindustri tätort – Brasilien". Tekniknovation . 29 (8): 546–561. doi : 10.1016/j.technovation.2009.01.003 .
Tidskrifter
- Energikällor, del A: Återvinning, utnyttjande och miljöeffekter
- Energikällor, del B: Ekonomi, planering och politik
- International Journal of Green Energy
externa länkar
- Bureau of Land Management 2012 Prioriterade projekt för förnybar energi
- Energypedia - en wiki om förnybar energi i samband med utvecklingssamarbete
- Dolda hälso- och miljökostnader för energiproduktion och -konsumtion i USA
- IEA-ECES - Internationella energibyrån - Energy Conservation through Energy Conservation program.
- IEA HPT TCP - International Energy Agency - Technology Collaboration Program on Heatpumping Technologies.
- IEA-SHC - International Energy Agency - Solar Heating and Cooling-program.
- SDH - Solfjärrvärmeplattform. (Europeiska unionen)
| Afrika | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Asien | |||||
| Europa |
|
||||
| Nordamerika | |||||
| Oceanien | |||||
| Sydamerika | |||||
| Begrepp |   
|
||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Solkraft | |||||||||||||||||
|
Distribution och användningsområden |
|
||||||||||||||||
| Ansökningar |
|
||||||||||||||||
| Se även | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||
| Förorening | ||
| Hållbar energi | ||
| Bevarande | ||
