Невъзобновяеми енергийни ресурси

Днес ще говорим за енергийни ресурси. Вероятно днес направи нещо, което използва енергийни ресурси. Дори започвайки от събуждането. Аз започвам деня си като си правя чай. Използвам енергия на всяка стъпка. Колата ми използва нефт, когато отида с нея до магазина за чай. Печката ми използва природен газ, когато варя водата. Нагревателят на вода използва електричество от въглища, когато мия чашата си с топла вода. Постоянно използваме енергия. Първият закон на термодинамиката твърди, че енергията не може да бъде създавана или унищожена, така че откъде идва тя? И ще имаме ли достатъчно? Когато говорим за енергийни ресурси, можем да ги разделим на две групи – възобновяема енергия и невъзобновяема. Лесно е да го запомниш, понеже "обновявам" означава отново, а "не" е отрицанието на термина. Възобновяеми енергийни източници са тези, които можем да използваме отново и отново, и бързо се възстановяват от природата. Възобновяемите източници на енергия включват слънчевата светлина, вятъра, движещата се вода, биомаса от бързорастящи растения и геотермална енергия от земята. "Животът" на възобновяемите ресурси изглежда като окръжност. Можем да ги използваме и после отново, без да се тревожим, че ще свършат. Невъзобновяемите източници съществуват в ограничено количество и не могат да бъдат лесно заменени. Те трябва да бъдат извлечени от Земята, вкл. ядрено гориво и изкопаеми горива, като въглища, нефт и природен газ. Изкопаемите горива са се образували в геоложкото минало от останки от древни организми, растения и животни, умрели преди милиони години, които са били погребани в почвата, разложили са се частично и са били изложени на много топлина и налягане. Под влияние на топлината и налягането веществата претърпели химични промени и се превърнали в днешните изкопаеми горива. Понеже е нужно толкова много време, за да се образуват, имаме крайно количество невъзобновяеми източници в земята днес. "Животът" на изкопаемите горива е отворен контур, само в една посока. Първо се отриват залежите от изкопаеми горива, които после трябва да бъдат добити. Техният добив може да представлява разрушителните процеси на рудодобива, които може да замърсят околната среда. После изкопаемите горива се транспортират до мястото на употреба. Използването на изкопаеми горива означава изгаряне, което освобождава парникови газове и други замърсители в атмосферата. Може и да е нужна енергия за рефиниране и обработка на някои видове горива, така че да са по-полезни за нас, като превръщането на суров нефт в бензин, дизел и самолетно гориво. Изгарянето на изкопаеми горива трансформира тази енергия в по-слабо организирана форма на енергия като топлина и пепел. Не всички изкопаеми горива са еднакви. И това е понеже различни видове органична материя са били нагрети и компресирани различно до различни видове изкопаеми горива. Един от тези видове горива е петролът. Думата идва от латински за скала – петра, и за олио – олеум (petroleum). Логично – той е олиоподобно вещество в резервоари, намиращи се в скали. Хората използват нефт отдавна. Ранните цивилизации го открили в природни кладенци, излизащ право от земята. Това е т.нар. суров нефт или суров петрол, което означава, че е непреработен. Суровият петрол вероятно е бил една от съставките на "гръцкия огън", използван от византийците в битките с техните врагове. Днес рефинираме нефта в много продукти, като бензин и дизел за автомобилите, керосин за отопление и асфалт за пътищата. Използва се също така за производство на пластмаси и синтетични платове. Друг вид изкопаемо гориво са въглищата, които предимно изгаряме за производство на електричество, но и за отопление и готвене. Те са твърди, лъскави, черни запалими "камъни", предимно образувани от останките от фосилизирани растения. През хилядолетията растителният материал се трансформира в богато на въглерод съединение, наречено торф. После под високо налягане те стават меки въглища, които се наричат лигнитни. При още по-високо налягане се получават битумни въглища, а накрая стават твърди въглища, наречени антрацитни. Колкото по-дълго растението остава под налягане, толкова по-плътно на енергия става. Ако изгориш антрацитни въглища ще получиш повече енергия от битумните. При горенето на въглища се отделят въглероден диоксид, серен диоксид, азотни оксиди и други газове във въздуха. Въглищата са едни от най-мръсните фосилни горива. Най-чисто горящото изкопаемо гориво е природният газ, при чието горене се отделя най-малко въглероден диоксид и други замърсители на въздуха. Това не е същият вид газ, който слагаме в колите си. Този вид се получава от нефта. Природният газ предимно се използва за генериране на електричество, отопление и готвене. Фурната, бойлерът, сушилнята и грилът ти може да са на природен газ. Природният газ е природно срещаща се смес от газове. Съдържа предимно метан, етан, пропан и бутан. Газът е безцветен и без мирис. Компаниите за природен газ често добавят миризма на развалени яйца към битовата газ за горене, за да е по-лесно да засечем течове. Но въпреки че не можем да видим или помиришем природния газ, хората го познават и използват от векове. Има доказателства, че преди повече от 2000 години хората в Китай използвали бамбукови тръби, за да транспортират газа, така че да могат да варят солена вода и да отделят солта. И днес пак използваме тръби, за да транспортираме газа, въпреки че те вече не са бамбукови. Друг вид невъзобновяем ресурс е ядреното гориво. Ядрените централи не горят изкопаеми горива. Вместо това се използва уран, като се предизвиква процес на разпадане на атомните му ядра. Само един килограм уран може да произведе 24 милиона киловатчаса енергия. Сравни това с един килограм въглища, който произвежда 8 киловатчаса енергия. Ядреният разпад произвежда много енергия, както и произвежда много топлина, която използваме предимно за генериране на електричество. Също, ядрената енергия е позната като чиста енергия, понеже единственият газ, който се отделя, е водната пара, чийто кръговрат в атмосферата е по-кратък, отколкото при останалите парникови газове. Но недостатъкът е, че използваното гориво е опасен радиоактивен отпадък и рециклирането на ядрения отпадък е опасно и скъпо. Нефтът, въглищата, природният газ и ядреното гориво изграждат 85% от енергийната консумация на света. Но с нарастване на числеността на населението и енергийните нужди, става все по-важно да интегрираме възобновяеми източници. Източници, които могат да бъдат възстановени чрез природни процеси, в спектъра от генериращи мощности. Сега ще си направя чай, но преди това – ето нещо, за което да помислиш. Помисли за дейност в ежедневието ти, която използва енергия. Тази енергия от изкопаеми горива ли идва? И ако да, от какви по-точно? Да разбереш как се генерира енергията, която използваш, е част от разбирането какво захранва общността, страната ти и света.