พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกชีวิตและทุกกระบวนการที่เกิดขึ้นทั่วทั้งจักรวาล ความต้องการพลังงานในมนุษย์ยุคแรกนั้นเป็นรูปแบบหนึ่ง พวกเขาต้องการเพียงเชื้อเพลิงในการจุดไฟเพื่อให้ร่างกายอบอุ่นหรือปรุงอาหาร ปัจจุบันมนุษย์ใช้พลังงานมากขึ้น ดังนั้นพวกเขาจะต้องการพลังงานมากกว่าคนในอดีต การใช้พลังงานของมนุษย์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ บนโลก ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานสูงสุดที่คน สัตว์ พืช และจุลินทรีย์มีและใช้ แต่ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานเดียวหรือไม่? แม้จะเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด แต่ก็มีแหล่งพลังงานอื่น ๆ ด้วยเช่นกัน
ในบทนี้ เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับ ทรัพยากรพลังงาน เราจะพยายามเข้าใจ:
- พลังงานคืออะไร?
- ทรัพยากรพลังงานคืออะไร?
- ทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนและพลังงานหมุนเวียนไม่ได้
- ทรัพยากรพลังงานหลัก VS ทุติยภูมิ
- ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแหล่งพลังงาน
พลังงานคืออะไร?
พลังงานคือความสามารถในการทำงานและจำเป็นสำหรับกระบวนการชีวิต อาจมีอยู่ในศักยภาพ ไคเนติกส์ ความร้อน ไฟฟ้า เคมี นิวเคลียร์ หรือรูปแบบอื่นๆ ที่หลากหลาย กฎการอนุรักษ์พลังงานระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ - แปลงจากพลังงานรูปแบบหนึ่งไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นเท่านั้น
ทรัพยากรพลังงานคืออะไร?
แหล่งพลังงานคือสิ่งที่สามารถผลิตความร้อน ให้พลังงานแก่ชีวิต เคลื่อนย้ายวัตถุ หรือผลิตไฟฟ้าได้ สสารที่เก็บพลังงานเรียกว่าเชื้อเพลิง ทรัพยากรพลังงานคือเชื้อเพลิงทุกรูปแบบที่ใช้ในโลกสมัยใหม่ ทั้งสำหรับให้ความร้อน การผลิตพลังงานไฟฟ้า หรือสำหรับกระบวนการแปลงพลังงานในรูปแบบอื่นๆ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม ชีวมวล ถ่านหินเป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของแหล่งพลังงาน คุณคิดมากกว่านี้ได้ไหม
ทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนและพลังงานหมุนเวียนไม่ได้
ทรัพยากรพลังงานแต่ละชนิดที่มีอยู่สามารถเป็นของกลุ่มหนึ่งหรือกลุ่มอื่น ซึ่งเรียกว่าทรัพยากรหมุนเวียนและทรัพยากรที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ อะไรคือความแตกต่าง?
ทรัพยากรหมุนเวียนคือทรัพยากรที่จะเติมเองตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป เช่น แสงอาทิตย์ ลม พืช ต้นไม้ ฯลฯ ทรัพยากรที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้คือทรัพยากรเหล่านั้นที่จะหายไปตลอดกาลเมื่อใช้ไปแล้ว เช่น ถ่านหิน เชื้อเพลิง เป็นต้น
มาพูดคุยและทำความรู้จักกับทั้งสองกลุ่มให้มากขึ้น
แหล่งพลังงานหมุนเวียน
แหล่งพลังงานหมุนเวียนจะเติมเองตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป เหล่านี้คือ:
- พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มาจากดวงอาทิตย์ และมีความยั่งยืนและไม่มีวันหมดสิ้น พลังงานแสงอาทิตย์ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนหรือไฟฟ้า พลังงานแสงอาทิตย์ใช้สำหรับทำน้ำร้อนสำหรับใช้ในบ้าน ทำความร้อนพื้นที่ในอาคาร และผลิตพลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้าไม่ว่าจะผ่านแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) หรือผ่านกระจกที่รวมรังสีดวงอาทิตย์ พลังงานนี้สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าหรือเก็บไว้ในแบตเตอรี่หรือที่เก็บความร้อน ถือเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สะอาดที่สุด และอุดมสมบูรณ์ที่สุดเพราะมาจากดวงอาทิตย์โดยตรง
- พลังงานความร้อนใต้พิภพ
พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานความร้อนในเปลือกโลกที่เกิดจากการก่อตัวของดาวเคราะห์และจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นเพียงความร้อนภายในโลก พลังงานนี้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเนื่องจากแหล่งที่มาของมันคือปริมาณความร้อนที่เกือบไม่จำกัดที่เกิดจากแกนโลก กีย์เซอร์ น้ำพุร้อน ลาวา และเป็นตัวอย่างทางธรรมชาติของพลังงานความร้อนใต้พิภพ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากพลังงานความร้อนใต้พิภพมีน้อยมาก
- พลังงานลม
พลังงานลม หรือพลังงานลม คือ การใช้ลมเพื่อให้พลังงานกลผ่านกังหันลม พลังงานลม เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและไม่มีวันหมด พลังงานลมเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่เติบโตเร็วที่สุด ลมถูกใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้พลังงานจลน์ที่สร้างขึ้นโดยอากาศที่เคลื่อนที่ จะดึงพลังงานจากลมได้มากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับความเร็วของลม ความเร็วลมยิ่งสูงพลังงานยิ่งมาก โดยรวมแล้ว การใช้ลมเพื่อผลิตพลังงานมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ กังหันลมไม่ปล่อยมลพิษที่อาจก่อให้เกิดมลพิษในอากาศหรือน้ำ (มีข้อยกเว้นที่หายาก) และไม่ต้องใช้น้ำในการระบายความร้อน
- ชีวมวล
ชีวมวล คือ วัสดุจากพืชหรือสัตว์ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าหรือความร้อน ตัวอย่างเช่น ไม้ พืชพลังงาน ของเสียจากป่า สนามหญ้า หรือไร่นา ชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานทดแทน พลังงานเริ่มต้นมาจากดวงอาทิตย์ และพืชหรือมวลชีวภาพของสาหร่ายสามารถเติบโตได้ในระยะเวลาอันสั้น ต้นไม้ พืชผล และขยะมูลฝอยในชุมชนมีอยู่อย่างสม่ำเสมอและสามารถจัดการได้อย่างยั่งยืน ชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเนื่องจากต้นไม้และพืชผลเติบโต และของเสียจะคงอยู่ตลอดไป มันปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อเผาไหม้ แต่น้อยกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลมาก
- ไฟฟ้าพลังน้ำ
ไฟฟ้าพลังน้ำหรือที่เรียกว่าพลังงานน้ำคือการใช้น้ำที่ตกลงมาหรือไหลอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าหรือเป็นพลังงานให้กับเครื่องจักร สิ่งนี้ทำได้โดยการแปลงศักย์โน้มถ่วงหรือพลังงานจลน์ของแหล่งน้ำเพื่อผลิตพลังงาน ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นวิธีการผลิตพลังงานที่ยั่งยืน ไฟฟ้าพลังน้ำอาศัยระบบหมุนเวียนของน้ำที่เติมซ้ำอย่างไม่มีที่สิ้นสุดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นมิตรต่อสภาพอากาศ ผลิตไฟฟ้าโดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศหรือผลพลอยได้ที่เป็นพิษ
แหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน
แหล่งพลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้มีจำกัดและไม่สามารถนำมาใช้ได้อย่างยั่งยืน เมื่อใช้ทรัพยากรเหล่านี้หมดแล้ว จะไม่สามารถหามาทดแทนได้ ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่สำหรับมนุษยชาติ เนื่องจากปัจจุบันเราต้องพึ่งพาทรัพยากรเหล่านี้ในการจัดหาพลังงานส่วนใหญ่ที่จำเป็น
ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานนิวเคลียร์ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน รวมเรียกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล เชื้อเพลิงฟอสซิลก่อตัวขึ้นภายในโลกจากพืชและสัตว์ที่ตายแล้วเป็นเวลาหลายล้านปี
- ถ่านหิน
ถ่านหินเป็นหินตะกอนสีดำหรือน้ำตาลดำที่ติดไฟได้ ก่อตัวเป็นชั้นหินเรียกว่าตะเข็บถ่านหิน ส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนแต่ยังมีไฮโดรเจน กำมะถัน ออกซิเจน และไนโตรเจนด้วย ดังที่เรากล่าวไว้ว่าถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล มันมาจากซากพืชที่ตายไปเมื่อประมาณ 100 ถึง 400 ล้านปีก่อน ถ่านหินจัดเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนเนื่องจากต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการก่อตัว ถ่านหินเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่มีอยู่มากที่สุดในโลก ปัจจุบันให้พลังงานไฟฟ้ามากกว่า 36% ของพลังงานไฟฟ้าทั่วโลก
- ก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติเป็นแหล่งพลังงานฟอสซิลที่ก่อตัวขึ้นใต้พื้นผิวโลก เป็นส่วนผสมของก๊าซที่อุดมด้วยไฮโดรคาร์บอน ก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าและความร้อน ไม่ได้ใช้ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ มันถูกแปรรูปและเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าสำหรับการบริโภค
- น้ำมัน
ความดันและความร้อนทำงานร่วมกันเพื่อเปลี่ยนซากพืชและสัตว์ให้เป็นน้ำมันดิบ น้ำมันดิบเรียกอีกอย่างว่าปิโตรเลียม น้ำมันเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน เป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลักในการขนส่งของโลก น้ำมันดิบเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเชื้อเพลิงเหลวซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซลสำหรับยานยนต์
- พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนซึ่งมาจากนิวเคลียสของอะตอม พลังงานนิวเคลียร์คือการใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์สามารถได้รับจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน การสลายตัวของนิวเคลียร์ และปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน มันมาจากธาตุกัมมันตภาพรังสี (ยูเรเนียมเป็นหลัก) ซึ่งสกัดจากแร่ที่ขุดได้และกลั่นเป็นเชื้อเพลิง
ทรัพยากรหลัก Vs รอง
แหล่งพลังงานหลักคือแหล่งพลังงานที่พบในธรรมชาติ ทรัพยากรพลังงานทุติยภูมิเป็นรูปแบบที่ต้องผลิตโดยการแปลงทรัพยากรปฐมภูมิ
พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล รังสีดวงอาทิตย์ ลม น้ำไหล ซึ่งล้วนเป็นพลังงานหลัก สามารถแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ เช่น ไฟฟ้าและความร้อน วิธีนั้นจะมีประโยชน์มากกว่าสำหรับเรา พลังงานทั้งหมดที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยมนุษย์ถือเป็นพลังงานทุติยภูมิ นอกเหนือจากไฟฟ้าและความร้อน ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เชื้อเพลิงแข็งและก๊าซที่ผลิตขึ้น และเชื้อเพลิงชีวภาพยังเป็นรองอีกด้วย
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแหล่งพลังงาน
ทรัพยากรพลังงานทั้งหมดมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่ไม่ใช่ในอัตราเดียวกัน ทั้งหมดนี้สามารถก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศและทางน้ำ ทำลายสุขภาพของประชาชน สัตว์ป่าและที่อยู่อาศัยสูญเสีย การใช้น้ำ การใช้ที่ดิน และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาวะโลกร้อน ทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนทำให้เกิดอันตรายมากกว่าแหล่งพลังงานหมุนเวียน
จากแหล่งพลังงานทั้งหมด พลังงานแสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล และพลังงานความร้อนใต้พิภพถือเป็นพลังงานรูปแบบที่สะอาดที่สุด
การปล่อยมลพิษทางอากาศจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นสาเหตุหลักของมลพิษทางอากาศในเมือง การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลยังเป็นตัวการหลักในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอีกด้วย ถ่านหินก่อให้เกิดมลพิษมากกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ
สรุป
- พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกชีวิตและทุกกระบวนการที่เกิดขึ้นทั่วทั้งจักรวาล
- บนโลก ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานชั้นยอด
- แหล่งพลังงานคือสิ่งที่สามารถผลิตความร้อน ให้พลังงานแก่ชีวิต เคลื่อนย้ายวัตถุ หรือผลิตไฟฟ้าได้
- แหล่งพลังงาน ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานความร้อนใต้พิภพ เชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานนิวเคลียร์ เป็นต้น
- ทรัพยากรพลังงานสามารถหมุนเวียนหรือไม่สามารถหมุนเวียนได้
- ทรัพยากรหมุนเวียนสามารถทดแทนได้เองเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานลม ชีวมวล ไฟฟ้าพลังน้ำ
- ทรัพยากรพลังงานที่ไม่หมุนเวียนเมื่อใช้ไปแล้วไม่สามารถทดแทนได้ ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานนิวเคลียร์
- แหล่งพลังงานที่พบในธรรมชาติเป็นทรัพยากรหลัก
- ทรัพยากรหลักจะถูกแปลงเป็นทรัพยากรรอง
- ทรัพยากรพลังงานทั้งหมดมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่ไม่ใช่ในอัตราเดียวกัน
- พลังงานแสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล และพลังงานความร้อนใต้พิภพถือเป็นพลังงานรูปแบบที่สะอาดที่สุด
- ถ่านหินก่อให้เกิดมลพิษมากกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ
