Back to the topics list

gorivo

Koncept goriva

Goriva su tvari koje oslobađaju energiju kada prolaze kroz kemijsku ili nuklearnu reakciju. Ta je energija obično u obliku topline i može se iskoristiti za širok raspon primjena, poput pokretanja motora, grijanja domova i proizvodnje električne energije. U ovoj lekciji istražit ćemo različite vrste goriva, kako oslobađaju energiju i njihovu primjenu u svakodnevnom životu.

Vrste goriva

Postoji nekoliko vrsta goriva ovisno o stanju, podrijetlu i primjeni. Prvenstveno ih kategoriziramo u tri vrste: čvrste, tekuće i plinovite.

• Kruta goriva: uključuju ugljen, drvo i biomasu. Prvenstveno se koriste za grijanje i kuhanje u stambenim okruženjima, kao iu industrijskim procesima.
• Tekuća goriva: Primjeri su benzin (benzin), dizel i kerozin. Ta se goriva naširoko koriste u prijevozu (automobili, motocikli, zrakoplovi) iu generatorima za proizvodnju električne energije.
• Plinska goriva: prirodni plin i ukapljeni naftni plin (LPG) spadaju u ovu kategoriju. Koriste se za kuhanje, grijanje, te u nekim vozilima kao alternativa benzinu ili dizelu.

Kako goriva oslobađaju energiju

Izgaranje je primarni proces kroz koji goriva oslobađaju energiju. Ovaj proces uključuje reakciju goriva s kisikom za proizvodnju topline, svjetlosti i nusproizvoda kao što su ugljični dioksid i vodena para. Kemijska jednadžba za izgaranje goriva ugljikovodika ( \(C_xH_y\) ) s kisikom ( \(O_2\) ) može se predstaviti na sljedeći način:

Ova reakcija pokazuje da ugljikovodici reagiraju s kisikom i proizvode ugljični dioksid, vodu i toplinu. Stvarna količina proizvedene topline ovisi o vrsti goriva i učinkovitosti procesa izgaranja.

Goriva za proizvodnju električne energije

Mnoge elektrane za proizvodnju električne energije koriste fosilna goriva kao što su ugljen, prirodni plin i nafta. Toplina nastala izgaranjem ovih goriva koristi se za kuhanje vode, stvarajući paru. Ova para pokreće turbine spojene na generatore, proizvodeći električnu energiju. Proces se može sažeti u sljedeće korake:

1. Izgaranje goriva za proizvodnju topline.
2. Korištenje topline za pretvaranje vode u paru.
3. Para pokreće turbine.
4. Turbine vrte generatore za proizvodnju električne energije.

Obnovljiva naspram neobnovljivih goriva

Goriva se također kategoriziraju na temelju njihove obnovljivosti. Obnovljiva goriva mogu se prirodno obnoviti u kratkom razdoblju, dok su neobnovljivim gorivima potrebni milijuni godina da se formiraju i stoga se smatraju ograničenim resursima.

• Obnovljiva goriva: To uključuje biogoriva, vodik i određene vrste alkohola poput etanola. Obnovljiva goriva smatraju se ekološki prihvatljivima jer ispuštaju manje onečišćenja i dugoročno su održiva.
• Neobnovljiva goriva: Fosilna goriva kao što su ugljen, nafta i prirodni plin su neobnovljiva. Njihova široka uporaba izazvala je zabrinutost zbog zagađenja, globalnog zatopljenja i iscrpljivanja Zemljinih resursa.

Primjena goriva

Goriva imaju široku primjenu u raznim sektorima gospodarstva. Evo nekoliko uobičajenih primjera:

• Prijevoz: tekuća goriva poput benzina i dizela koriste se za pogon vozila poput automobila, kamiona, brodova i zrakoplova.
• Upotreba u kućanstvu: Plinska goriva poput prirodnog plina i LPG-a koriste se u domovima za kuhanje i grijanje.
• Industrije: Industrije koriste mješavinu krutih, tekućih i plinovitih goriva za procese kao što su proizvodnja, proizvodnja električne energije i grijanje.
• Proizvodnja električne energije: Ugljen, prirodni plin i nafta koriste se u elektranama za proizvodnju najveće količine električne energije u svijetu.

Utjecaj goriva na okoliš

Izgaranje fosilnih goriva ima značajan utjecaj na okoliš. Otpušta stakleničke plinove kao što su ugljični dioksid ( \(CO_2\) ) i metan ( \(CH_4\) ) u atmosferu, pridonoseći globalnom zatopljenju i klimatskim promjenama. Osim toga, izgaranjem ovih goriva mogu se proizvesti zagađivači poput sumpornog dioksida ( \(SO_2\) ), dušikovih oksida ( \(NO_x\) ) i čestica, što može dovesti do onečišćenja zraka i zdravstvenih problema za ljude i životinje.

Kako bi se ublažili ovi utjecaji, sve je veći fokus na obnovljiva goriva i alternativne izvore energije kao što su solarna energija, energija vjetra i hidroelektrana. Ovi izvori proizvode malo ili nimalo emisija i smatraju se održivijima za okoliš.

Budućnost tehnologije goriva

Napredak tehnologije dovodi do učinkovitijih i čišćih načina korištenja i proizvodnje goriva. Primjeri uključuju:

• Električna vozila (EV): EV postaju sve popularnija kao alternativa tradicionalnim vozilima na benzin i dizel. Koriste elektromotore na baterije koje se mogu puniti pomoću obnovljive energije.
• Vodikovo gorivo: vodik je čisti nositelj energije koji se može koristiti u gorivim ćelijama za proizvodnju električne energije s vodenom parom kao jedinim nusproduktom. U tijeku su istraživanja kako bi se proizvodnja i korištenje vodika učinili učinkovitijima i isplativijima.
• Biogoriva: Izrađuju se od biljnih materijala i otpada. Biogoriva, poput bioetanola i biodizela, smatraju se obnovljivim izvorima i mogu pomoći u smanjenju emisija stakleničkih plinova kada se koriste kao alternativa fosilnim gorivima.

Kako se krećemo prema održivijoj budućnosti, uloga goriva se razvija. Dok će tradicionalna goriva još neko vrijeme igrati značajnu ulogu u globalnom gospodarstvu, pomak prema čišćim, obnovljivim izvorima energije ključan je za zdravlje našeg planeta. Kroz inovacije i usvajanje alternativnih energija, možemo smanjiti utjecaj naše upotrebe energije na okoliš i osigurati održivu energetsku budućnost.