الطاقة ضرورية لجميع أشكال الحياة وكل العمليات التي تحدث في جميع أنحاء الكون. كانت متطلبات الطاقة في البشر الأوائل أنماطًا ، كانوا يحتاجون فقط إلى الوقود لإشعال الحرائق للتدفئة أو لطهي بعض الطعام. اليوم ، يستهلك البشر الكثير من الطاقة. لذلك سوف يحتاجون إلى طاقة أكثر بكثير من الناس في الماضي. نما استهلاك الطاقة البشرية بشكل مطرد عبر تاريخ البشرية. على الأرض ، الشمس هي المصدر النهائي لجميع الطاقة المتاحة والمستخدمة من قبل البشر والحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة. لكن هل الشمس هي مصدر الطاقة الوحيد؟ حتى هو الأهم ، هناك بعض موارد الطاقة الأخرى أيضًا.
في هذا الدرس ، سوف نتعرف على موارد الطاقة. سنحاول أن نفهم:
- ما هي الطاقة؟
- ما هي موارد الطاقة؟
- الطاقة المتجددة مقابل موارد الطاقة غير المتجددة.
- مصادر الطاقة الثانوية الأولية مقابل.
- التأثيرات البيئية لموارد الطاقة.
ما هي الطاقة؟
الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل وهي ضرورية لعمليات الحياة. قد يكون موجودًا في أشكال مختلفة محتملة أو حركية أو حرارية أو كهربائية أو كيميائية أو نووية أو غيرها من الأشكال المختلفة. ينص قانون حفظ الطاقة على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة - فقط تحويلها من شكل واحد من أشكال الطاقة إلى شكل آخر.
ما هي موارد الطاقة؟
مصدر الطاقة هو شيء يمكن أن ينتج الحرارة أو طاقة الحياة أو يحرك الأشياء أو ينتج الكهرباء. المادة التي تخزن الطاقة تسمى الوقود. موارد الطاقة هي جميع أشكال الوقود المستخدمة في العالم الحديث ، إما للتدفئة ، أو لتوليد الطاقة الكهربائية ، أو لأشكال أخرى من عمليات تحويل الطاقة. الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والكتلة الحيوية والفحم ليست سوى أمثلة قليلة لموارد الطاقة. هل يمكنك التفكير في المزيد؟
الطاقة المتجددة مقابل موارد الطاقة غير المتجددة
يمكن أن ينتمي كل من موارد الطاقة الموجودة إلى مجموعة أو أخرى ، تسمى الموارد المتجددة والموارد غير المتجددة. ماهو الفرق؟
المتجددة هي تلك الموارد التي ستجدد نفسها بشكل طبيعي بمرور الوقت ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والنباتات والأشجار وما إلى ذلك. الموارد غير المتجددة هي تلك الموارد التي ستذهب إلى الأبد بمجرد استخدامها ، مثل الفحم والوقود وما إلى ذلك.
دعونا نناقشهم ونتعرف أكثر على المجموعتين.
مصادر الطاقة المتجددة
سوف تتجدد موارد الطاقة المتجددة بشكل طبيعي بمرور الوقت. هؤلاء هم:
- طاقة شمسية
الطاقة الشمسية هي مصدر متجدد للطاقة ، وتأتي من الشمس ، وهي مستدامة ولا تنضب تمامًا. يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية أو كهربائية. تستخدم الطاقة الشمسية لتسخين المياه للاستخدام المنزلي ، وتدفئة المساحات في المباني ، وتوليد الطاقة الكهربائية. تعمل تقنيات الطاقة الشمسية على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية إما من خلال الألواح الكهروضوئية (PV) أو من خلال المرايا التي تركز الإشعاع الشمسي. يمكن استخدام هذه الطاقة لتوليد الكهرباء أو تخزينها في بطاريات أو تخزين حراري. يعتبر من المصادر الصديقة للبيئة والأنظف والأكثر وفرة للطاقة لأنه يأتي مباشرة من الشمس.
- الطاقة الحرارية الأرضية
الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة الحرارية في قشرة الأرض التي تنشأ من تكوين الكوكب ومن التحلل الإشعاعي للمواد. الطاقة الحرارية الأرضية هي ببساطة الحرارة داخل الأرض. هذه الطاقة هي مصدر طاقة متجددة لأن مصدرها هو كمية غير محدودة تقريبًا من الحرارة الناتجة عن لب الأرض. السخانات والينابيع الساخنة والحمم البركانية وبعض الأمثلة الطبيعية للطاقة الحرارية الأرضية. التأثير البيئي للطاقة الحرارية الأرضية ضئيل.
- طاقة الرياح
طاقة الرياح أو طاقة الرياح هي استخدام الرياح لتوفير الطاقة الميكانيكية من خلال توربينات الرياح. طاقة الرياح ، مثل الطاقة الشمسية ، هي مصدر للطاقة المتجددة ولن تنفد أبدًا. طاقة الرياح هي إحدى تقنيات الطاقة المتجددة الأسرع نموًا. تستخدم الرياح لتوليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحركية الناتجة عن حركة الهواء. تعتمد كمية الطاقة التي يتم استخلاصها من الرياح على سرعتها. كلما زادت سرعة الرياح ، زادت الطاقة. بشكل عام ، فإن استخدام الرياح لإنتاج الطاقة له تأثيرات أقل على البيئة من العديد من مصادر الطاقة الأخرى. لا تطلق توربينات الرياح انبعاثات يمكن أن تلوث الهواء أو الماء (مع استثناءات نادرة) ، ولا تتطلب الماء للتبريد.
- الكتلة الحيوية
الكتلة الحيوية هي مادة نباتية أو حيوانية تستخدم كوقود لتوليد الكهرباء أو الحرارة. ومن الأمثلة على ذلك الأخشاب أو محاصيل الطاقة أو نفايات الغابات أو الساحات أو المزارع. الكتلة الحيوية هي مصدر للطاقة المتجددة. تأتي طاقتها الأولية من الشمس ، ويمكن أن تنمو الكتلة الحيوية للنباتات أو الطحالب في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. تتوفر الأشجار والمحاصيل والمخلفات البلدية الصلبة باستمرار ويمكن إدارتها على نحو مستدام. الكتلة الحيوية هي مصدر للطاقة المتجددة لأن الأشجار والمحاصيل تنمو ، وستظل النفايات موجودة دائمًا. يطلق ثاني أكسيد الكربون (CO2) عند الاحتراق ، ولكنه أقل بكثير من الوقود الأحفوري.
- الطاقة الكهرومائية
الطاقة المائية ، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة المائية ، هي استخدام المياه المتساقطة أو سريعة الجريان لإنتاج الكهرباء أو لتشغيل الآلات. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحويل جهد الجاذبية أو الطاقة الحركية لمصدر المياه لإنتاج الطاقة. الطاقة الكهرومائية هي طريقة لإنتاج الطاقة المستدامة. تعتمد الطاقة الكهرومائية على نظام إعادة الشحن اللامتناهي لدورة المياه لإنتاج الكهرباء. الطاقة الكهرومائية هي مصدر طاقة صديق للبيئة ، حيث تولد الطاقة دون إنتاج تلوث للهواء أو منتجات ثانوية سامة.
موارد الطاقة غير المتجددة
موارد الطاقة غير المتجددة محدودة في العرض ولا يمكن استخدامها على نحو مستدام. بمجرد استخدام هذه الموارد ، لا يمكن استبدالها ، وهي مشكلة كبيرة للبشرية لأننا نعتمد عليها حاليًا لتوفير معظم احتياجاتنا من الطاقة.
وتشمل هذه الوقود الأحفوري والطاقة النووية. يُطلق على النفط والغاز الطبيعي والفحم مجتمعة أنواع الوقود الأحفوري. تشكل الوقود الأحفوري داخل الأرض من النباتات والحيوانات الميتة على مدى ملايين السنين.
- فحم
الفحم عبارة عن صخور رسوبية سوداء أو بنية سوداء قابلة للاحتراق ، تتشكل على شكل طبقات صخرية تسمى طبقات الفحم. يتكون في الغالب من الكربون ولكنه يحتوي أيضًا على الهيدروجين والكبريت والأكسجين والنيتروجين. كما قلنا ، الفحم هو وقود أحفوري. يأتي من بقايا النباتات التي ماتت منذ حوالي 100 إلى 400 مليون سنة. يُصنف الفحم على أنه مصدر طاقة غير متجدد لأن تكوينه يستغرق ملايين السنين. الفحم هو المصدر الأكثر وفرة للكهرباء في جميع أنحاء العالم ، حيث يوفر حاليًا أكثر من 36 ٪ من الكهرباء العالمية.
- غاز طبيعي
الغاز الطبيعي هو مصدر طاقة أحفوري تشكل عميقاً تحت سطح الأرض. إنه خليط من الغازات الغنية بالهيدروكربونات. يستخدم الغاز الطبيعي بشكل أساسي كوقود لتوليد الكهرباء والحرارة. لا يستخدم في شكله النقي ويتم معالجته وتحويله إلى وقود أنظف للاستهلاك.
- بترول
عمل الضغط والحرارة معًا لتحويل بقايا النبات والحيوان إلى زيت خام. يُعرف الزيت الخام أيضًا باسم البترول. النفط هو مصدر طاقة غير متجدد. إنه مصدر الوقود الأساسي في العالم للنقل. النفط الخام هو وقود أحفوري سائل يستخدم في الغالب لإنتاج البنزين ووقود الديزل للمركبات.
- الطاقة النووية
الطاقة النووية هي مصدر طاقة غير متجدد يأتي من نواة الذرات. الطاقة النووية هي استخدام التفاعلات النووية لإنتاج الكهرباء. يمكن الحصول على الطاقة النووية من الانشطار النووي ، والانحلال النووي ، وتفاعلات الاندماج النووي. إنه يأتي من العناصر المشعة (اليورانيوم بشكل أساسي) ، والتي يتم استخلاصها من الخام المستخرج ثم تكريرها إلى وقود.
الموارد الأولية مقابل الثانوية
موارد الطاقة الأولية هي تلك الموجودة في الطبيعة. موارد الطاقة الثانوية هي تلك الأشكال التي يجب إنتاجها عن طريق تحويل الموارد الأولية.
يمكن تحويل طاقة الوقود الأحفوري ، والإشعاع الشمسي ، والرياح ، والمياه المتدفقة ، وكلها أساسية ، إلى أشكال طاقة أخرى مثل الكهرباء والحرارة. بهذه الطريقة سيكون هناك أكثر فائدة لنا. تعتبر كل الطاقة التي خضعت للتحول من صنع الإنسان طاقة ثانوية. بصرف النظر عن الكهرباء والحرارة. المنتجات البترولية والوقود الصلب المصنع والغازات والوقود الحيوي هي أيضًا ثانوية.
التأثيرات البيئية لموارد الطاقة
جميع موارد الطاقة لها تأثير على البيئة ، ولكن ليس بنفس المعدل. يمكن أن تسبب جميعها تلوث الهواء والماء ، وإلحاق الضرر بالصحة العامة ، والحياة البرية وفقدان الموائل ، واستخدام المياه ، واستخدام الأراضي ، وانبعاثات الاحتباس الحراري. تسبب الموارد غير المتجددة ضررًا أكبر بكثير من موارد الطاقة المتجددة.
من بين جميع موارد الطاقة ، تعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية أنظف أشكال الطاقة.
يعد انبعاث ملوثات الهواء من احتراق الوقود الأحفوري السبب الرئيسي لتلوث الهواء في المناطق الحضرية. يعد حرق الوقود الأحفوري أيضًا المساهم الرئيسي في انبعاث غازات الدفيئة. ينتج الفحم عن تلوث أكثر من أي مصدر آخر للطاقة.
ملخص
- الطاقة ضرورية لجميع أشكال الحياة وكل العمليات التي تحدث في جميع أنحاء الكون.
- على الأرض ، الشمس هي المصدر النهائي لكل الطاقة.
- مصدر الطاقة هو شيء يمكن أن ينتج الحرارة أو طاقة الحياة أو يحرك الأشياء أو ينتج الكهرباء.
- تشمل مصادر الطاقة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والوقود الأحفوري والطاقة النووية ، إلخ.
- يمكن أن تكون موارد الطاقة متجددة أو غير متجددة.
- يمكن أن تتجدد الموارد المتجددة مع مرور الوقت ، وهي تشمل الطاقة الشمسية ، والطاقة الحرارية الأرضية ، وطاقة الرياح ، والكتلة الحيوية ، والطاقة المائية.
- لا يمكن استبدال مصادر الطاقة غير المتجددة بمجرد استخدامها ، وهي تشمل الوقود الأحفوري والطاقة النووية.
- موارد الطاقة الموجودة في الطبيعة هي موارد أولية.
- يتم تحويل الموارد الأولية إلى موارد ثانوية.
- جميع موارد الطاقة لها تأثير على البيئة ، ولكن ليس بنفس المعدل.
- تعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية أنظف أشكال الطاقة.
- ينتج الفحم عن تلوث أكثر من أي مصدر آخر للطاقة.
