Wikipedia

Energie-ontwikkeling

(Aangestuur vanaf Energie ontwikkeling)
Energie-ontwikkeling

Wêreld energieverbruik per brandstof 1990-2041 OIE 2017

Amerikaanse energiegebruik/vloei in 2011

alt= Geskatte Amerikaanse energiegebruik/vloei in 2011. Energievloeidiagramme toon die relatiewe grootte van primêre energiebronne en eindgebruike in die Verenigde State; die brandstowwe word op 'n algemene energie-eenheidbasis vergelyk.

Energie vloei-diagramme toon die relatiewe grootte van primêre energiehulpbronne aan asook die eindgebruike daarvan in die VSA; brandstowwe is op 'n gemene energie-eenheidsbasis vergelyk. (2011: 97.3 quads).[1]
Saamgestelde – en stralingsenergie skep elektriese strome / benut werking wat vrygestel word.

Energie-ontwikkeling[2][3][4] is die pogings wat daarop fokus om voldoende primêre energiebronne [5] en sekondêre energievorms beskikbaar te stel om aan die behoeftes van die samelewing te voldoen.[6][7][8][9][10] Dit sluit die pogings in wat voorsien in die produksie van konvensionele, alternatiewe en hernubare bronne van energie, asook die herwinning en hergebruik van energie wat andersins verlore sou gaan. Energiebewaring en effektiwiteitsmaatreëls verminder die impak van energie-ontwikkeling en hou voordele in vir die samelewing met verandering in ekonomiese koste asook verandering in omgewingsake.[note 1]

Kontemporêre industriële samelewings gebruik primêre en sekondêre energiebronne vir vervoer en die produksie van vele vervaardigde produkte. Groot industriele populasies beskik oor verskeie ontwikkelings– en afleweringsdienste vir verspreiding en benutting van energie deur die eindgebruiker. Hierdie energie word gebruik deur mense wat dit kan bekostig om in verskeie klimaatstoestande te leef deur die benutting van verwarming, ventilasie en/of lugverkoeling.  Die mate waartoe eksterne energiebronne gebruik word, verskil tussen gemeenskappe afhanklik van die vlakke van verkeersopeenhoping en bronne van besoedeling, [11] en beskikbaarheid van huishoudelike energie bronne.

Die konvensionele energie-industrie bestaan uit die petroleumindustrie  [note 2][note 3] elektrisiteitsindustrie [note 4] die steenkoolindustrie en die kernkragindustrie. Nuwe energie-industrieë sluit in die hernubare energie-industrie. Dit behels die alternatiewe en volhoubare vervaardiging, verspreiding en verkoop van alternatiewe brandstowwe. Tesame met die ontwikkeling van nuwe koolwaterstofbronne [12] asook diep water / horisontale boorwerk, is daar toegewyde pogings om bronne van alternatiewe en hernubare energie te ontwikkel om sodoende 'n vermindering in klimaatsverandering te bewerkstellig.

Soorte energie

wysig

Die natuurelemente [note 5] van die materiële wêreld bestaan in vorme wat verwerk kan word na bruikbare energie. Dit is die hulpbronne waarvan die samelewing energie verkry om hitte, lig en beweging te vervaardig (as voorbeelde van vele aanwendings). Volgens hul eienskappe, kan kragstasies soos volg geklassifiseer word:

Geklassifiseer volgens die energiereserwes van die bron wat gebruik word en die regenerasie kapasiteit waaroor dit beskik:

  • hernubaar: Wanneer die energie bron vryelik kan regenereer en daar feitlik onbeperkte reserwes is. 'n Voorbeeld hiervan is die energie afkomstig van die son of van die wind  wat gebruik word as 'n energiebron. Hernubare energie is:
  • onhernubaar: Dit is afkomstig van beperkte energiebronne op aarde. Wat die bronne se kwantiteit betref, is dit uitputbare bronne. Die onhernubare energiebronne sluit in:

Voorbeeld: skalie-gas is 'n sekondêre onhernubare bron. Wind is 'n primêre hernubare bron.

Die wet wat Lavoisier voorgestel het oor die behoud van massa is van toepassing op energie-ontwikkeling:[note 8] "niks word geskep nie." Enige energie "skepping" is dus eintlik die ontginning en omvorming van die energievorme wat hul oorsprong in die heelal het. Hierdie omvorming volg die wette van die termodinamika wat sê dat nie alle energie ook vrye energie is nie. Vry om as werk te gebruik.

Fossielbrandstowwe

wysig
 
DIE Moss Landing kragstasie in California is 'n fossielbrandstof kragstasie wat aardgas in 'n turbine verbrand om elektrisiteit te produseer.

Bronne van fossiele brandstof (veral onhernubare fossiele) behels die verbranding van steenkool of 'n ander koolwaterstof. Dit is brandstowwe wat die oorblyfsels is van ontbinde plante en diere. Daar is hoofsaaklik drie tipes fossielbrandstowwe: steenkool, petroleum en aardgas. 'n Ander fossielbrandstof, vloeibare petroleumgas, is hoofsaaklik afkomstig van die produksie van aardgas. Die hitte afkomstig uit die verbranding van fossielbrandstowwe word direk gebruik vir verwarming van ruimtes of in prosesse – dit kan ook (gedeeltelik) omgesit word in meganiese energie vir voertuie, industriële prosesse of elektriese kragopwekking.

Fossiele energie kom van herwonne koolwaterstowwe (soos bruinkool, antrasiet, turfkool, aardgas en ruolie) en die oorsprong is in die oorblyfsels van dooie plante en diere. Hierdie fossielbrandstowwe is gebaseer op die koolstofkringloop en bevat gestoorde energie uit tydperke lank gelede soos die karboon, wat vandag herwin kan word. Dit verteenwoordig koolstof wat lank gelede uit hierdie kringloop ontneem is. In 2005 het fossielbrandstowwe aan 81% van die wêreld se energiebehoeftes voorsien.[13] Biomassa is ook afkomstig van hout en ander organiese afvalstowwe en moderne oorblyfsels. Die tegniese ontwikkeling van fossielbrandstowwe gedurende die 18de en 19de eeu het die weg berei vir die Industriële Revolusie.

Die meerderheid van die wêreld se huidige primêre energiebronne bestaan uit fossielbrandstowwe.  Daar is bestaande tegnologie en infrastruktuur vir die gebruik van fossielbrandstowwe. Petroleum se energiedigtheid in terme van volume (kubieke ruimte) en massa (gewig) is veel hoër as die van alternatiewe energiebronne ( of energiebergingstoestelle soos bv. 'n battery) Fossielbrandstowwe is tans ekonomies en geskik vir gedesentraliseerde energiegebruik.

Nukleêr

wysig

Splyting

wysig

Kernkrag of kernenergie is die gebruik van kernreaksies vir die opwekking van bruikbare hitte en elektrisiteit. Hierdie term sluit kernsplyting, kernverval en kernfusie. Kernkragstasies (splyting) het in 2012 omtrent 5,7% van die wêreld se energie en 13% van die wêreld se elektrisiteit gelewer. [14] In 2013 het die Internasionale Atoom Energie Agentskap (IAEA) berig dat daar 437 operasionele kernkragreaktors[15] in 31 lande is,[16] alhoewel nie elke reaktor elektrisiteit opwek nie.[17] Daarby is daar nagenoeg 140 vlootvaartuie in gebruik  met atoomaandrywing wat deur sowat 180 reaktors van krag voorsien word.[18][19][20]

Daar is 'n voortslepende debat rondom kernkrag.[21][22][23] Voorstanders soos die World Nuclear Association, die IAEA en Environmentalists for Nuclear Energy voer aan dat kernkrag 'n veilige, volhoubare energiebron is wat steenkool besoedeling/vrystellings beperk.[24] Teenstanders soos Greenpeace International en NIRS voer aan dat kernkrag baie gevare inhou vir mense en die omgewing.[25][26][27]

Kernkrag is 'n lae-koolstof metode van elektrisiteitsopwekking. 'n Analise van die literatuur oor die uitstralingsintensiteit in die totale lewenssiklus  toon aan dat dit soortgelyk is aan ander hernubare bronne in die vergelyking van kweekhuisgas (KHG) vrystelling per eenheid energie gegenereer.[28][29]

Volgens die IAEA is daar vanaf  2012 wêreldwyd 68 siviele kernkragreaktors onder konstruksie in 15 lande.[15] Ongeveer 28 hiervan is in die Republiek van Sjina. 'n Nuwe reaktor is op 17 Februarie 2013 gekoppel aan die elektrisiteitsnetwerk in die Hongyanhe kernkragstasie in Sjina.[30] In die VSA is daar twee nuwe Generasie – III reaktors onder konstruksie in  Vogtle. Amptenare van die Amerikaanse kernindustrie verwag dat vyf nuwe reaktors in gebruik geneem sal word teen 2020 – almal by bestaande aanlegte.[31]

Die 2011 ongeluk by Japan se Fukushima Daiichi kernkragstasie, wat plaasgevind het in 'n reaktor met 'n ontwerp uit die 1960's, het daartoe aanleiding gegee dat baie lande hul kernveiligheid en kernenergie beleid in heroorweging geneem het.[32] Duitsland het besluit om al sy reaktors te sluit teen 2022 en Italië het kernkrag verban.[32] Na afloop van Fukushima het die International Energy Agency in 2011 sy beraamde kapasiteit gehalveer van addisionele kernopwekking wat gebou sou moes wees teen 2035.[33][34]

Hernubare bronne

wysig
 
Wind, son, en  biomassa is drie hernubare energiebronne.

Hernubare energie word algemeen beskryf as energie wat afkomstig is van hulpbronne wat op natuurlike wyse aangevul word – soos sonlig, wind, reën; getye, golwe en geotermiese hitte.[35] Hernubare energie vervang konvensionele brandstowwe in vier areas: elektrisiteitsopwekking, warm water/ ruimte verwarming, motor brandstowwe en landelike ('off-grid' /alternatiewe) energiedienste.

Ongeveer 16% van die wêreld se energieverbruik is afkomstig van hernubare bronne, met 10% [36] van alle energie afkomstig van tradisionele biomassa wat hoofsaaklik gebruik word vir verwarming en 3.4% van hidroëlektrisiteit. Nuwe hernubare bronne (klein-hidro aanleg,  moderne biomassa, wind, son, geotermie en biobrandstof) dra 'n verdere 3% by en groei vinnig.[37] Op nasionale vlak beskik 30 nasies in die wêreld reeds oor hernubare energie wat meer as 20% bydra tot energie verskaffing. Windkrag groei byvoorbeeld teen 'n jaarlikse tempo van  30% met 'n wêreldwye geïnstalleerde kapasiteit van 282,482 megawatt (MW) teen die einde van 2012.

Hernubare eneregiebronne is beskikbaar oor 'n wye geografiese gebied, teenoor ander energiebronne wat gekonsentreerd is in 'n beperkte aantal lande. Vinnige ontplooiing  van hernubare energie en energie-effektiwiteit bring beduidende voordele mee in terme van energie-sekuriteit, tempering in klimaatsverandering en ekonomie.[38] Internasionale publieke meningsopnames toon sterk steun vir die bevordering van hernubare energiebronne soos wind – en sonkrag.[39]

Alhoewel vele hernubare energieprojekte op groot skaal bedryf word, is hernubare tegnologie ook geskik vir landelike, afgeleë areas waar energie dikwels deurslaggewend is vir menslike ontwikkeling.[40]

Verhoogde energie doeltreffendheid

wysig

Alhoewel 'n verhoging in die effektiwiteit van energiegebruik nie beskou kan word as energie-ontwikkeling per se nie, kan dit deel van die onderwerp gereken word omdat beskikbare energiebronne daardeur beskikbaar gemaak word om te werk.[41]

Energie-effektiwiteit is die einddoel van al die pogings om minder energie te gebruik in die lewering van produkte en dienste. 'n Voorbeeld hiervan is die isolasie van 'n woonhuis wat tot gevolg het dat minder energie verbruik word om die huis te verkoel en te verwarm ten einde 'n gemaklike temperatuur te handhaaf. Die gebruik van fluoresseerlig of natuurlike lig deur dakligte verminder die hoeveelheid energie wat nodig is om dieselfde beligting te verskaf as wat met tradisionele gloeilampe verkry sou word. Kompakte fluoresseerlig gebruik twee-derdes minder energie en kan 6 – 10 keer langer hou as gloeilampe. Verbetering in energie-effektiwiteit is meestal die gevolg van 'n meer effektiewe tegnologie of produksieproses.[42]

Die vermindering in die gebruik van energie bring 'n verlaging in energiekoste mee. Die  verbruiker kan bespaar indien die energiebesparings vergoed vir enige addisionele koste ten opsigte van die implementering van energie-effektiewe tegnologie. Vermindering van energiegebruik word ook beskou as 'n oplossing vir die vermindering van uitlaatgasse. Volgens die International Energy Agency kan verbeterde energie-effektiwiteit in geboue, industriële prosesse en vervoer daartoe bydra om die wêreld se energie behoeftes met 'n derde te verlaag teen 2050 – asook bydra tot die beheer van  aardgas uitlatings.[43]

Geskiedenis van energie-ontwikkeling

wysig
 
Verlede en hede: Energieopwekkers by Doel, België: Scheldemolen windmeul uit 17de eeu  Doel kernkragstasie uit 20ste eeu.

Sedert prehistoriese tye toe die mens vuur ontdek het om kos gaar te maak; die Middeleeue toe windmeule gebou is om graan te maal en die moderne era van atoomsplitsing, het die mens gesoek na energiebronne waaruit hy kon voordeel trek.[note 9] Dit het gekom van fossielbrandstowwe; steenkool  wat die stoomenjins aangedryf het en huishoudings ondersteun het; asook olie vir die voertuigindustrie. Mense het ook op 'n kleiner skaal gebruik gemaak van wind- en waterkrag asook biomassa.  Fossielbrandstowwe is egter 'n uitputbare bron. Die soeke na energiebronne wat onuitputbaar is en die benutting van energie deur geïndustrialiseerde moondhede wat poog om hul nasionale ekonomieë te bevorder deur minder staat te maak op die fossielbrandstowwe,[note 10] het aanleiding gegee tot die ontwikkeling van kernenergie. Lande met voldoende waterbronne kon intensief gebruik maak van waterkrag uit hul waterweë.

Volhoubaarheid

wysig
 
Energieverbruik van 1989 tot 1999

Die omgewingsbeweging het begin klem lê  op die volhoubaarheid van energiegebruik- en ontwikkeling.[44] Die produksie van hernubare energie is volhoubaar; die beskikbare voorraad sal nie verminder binne die afsienbare toekoms nie – wat oor miljoene jare kan strek. "Volhoubaarheid" verwys ook na die omgewing se vermoë om afvalprodukte te hanteer – veral lugbesoedeling. Bronne wat geen direkte afvalprodukte oplewer nie ( soos wind, son en waterkrag) kom nou ter sprake. Saam met die groeiende vraag na energie is daar 'n behoefte om verskeie energiebronne  te benut.  Energiebewaring is 'n aanvullende proses tot energie ontwikkeling. Die effektiewe gebruik van energie verminder die vraag na energie.

Hede en toekoms

wysig
 
Groeiende energie verbruik deur ontwikkelende nasies[45]
       Geïndustrialiseerde nasies
       Ontwikkelende nasies
       Voormalige Sowjetunie

Energieproduksie vereis ook 'n energiebelegging. Wanneer daar bv. geboor word vir olie of 'n windplaas word gebou, word daar energie benodig. Dit word moeiliker om die fossielbrandstowwe wat nog oor is te ontgin, omdat die maklikste bronne reeds uitgeput is.  Bronne wat moeilik is om te ontgin verg dikwels 'n hoër energiebelegging en wanneer die belegging groter word as die energie wat verkry word uit die hulpbron, is dit nie meer 'n effektiewe energie bron nie. Nuwe tegnologie kan hierdie probleem verlig wanneer dit die energiebelegging verminder wat benodig word om die hulpbron te ontgin en te omskep.

'n Ander faktor wat nuwe tegnologie vereis, het in 2023 gelei tot 'n uitspraak van die wêreldleiers oor die oorskakeling weg van fossielbrandstowwe op die COP28-klimaatgesprekke. Hierdie faktor is die klimaatprobleem wat veroorsaak word deur koolstof wat lank in die aarde opgesluit was, weer in die atmosfeer en die koolstofkringloop vry te stel. [46]

Sien ook

wysig

Notas

wysig
  1. ↑ See also: Fuel efficiency and Energy efficiency in transportation
  2. ↑ Insluitend oliemaatskappye, petroleumraffinaderye, brandstofvervoer en eindgebruikers by vulstasies
  3. ↑ Insluitend aardgasontginning, en steenkoolgasvervaardiging, sowel as verspreiding en verkoop
  4. ↑ Insluitend kragopwekking, kragverspreiding en -verkoop
  5. ↑ Sien ook: Materie en Energie
  6. ↑ Of dié met betrekking tot die kosmos.
  7. ↑ mens, donkie, muil, olifant.
  8. ↑ Of eintlik die Massa-energieverband, wat Albert Einstein voorgestel het:     .
  9. ↑ Alle aardse energiebronne behalwe kernenergie, aardhitte en gety-energie is afkomstig van sonlig wat vandag op die aarde val of van fossieloorblyfsels van plant- en dierelewe wat lank gelede daarop staat gemaak het.
  10. ↑ Dikwels gekonsentreer in vreemde gebiede ná die ontginning en uitputting van hul eie hulpbronne.

Verwysings

wysig
  1. ↑ Lawrence Livermore National Laboratory–Energy flow chart Geargiveer 1 Oktober 2013 op Wayback Machine, 2011
  2. ↑ The Federal nonnuclear energy research and development act (Public Law 93-577) section 11, environmental evaluation: report to the President and Congress.
  3. ↑ The Social impacts of energy development on national parks: final report By United States National Park Service, University of Denver.
  4. ↑ Assessment of Energy Resource Development Impact on Water Quality, Volume 1.
  5. ↑ Resources for the twenty-first century: proceedings of the international centennial symposium of the United States Geological Survey, held at Reston, Virginia, 14–19 Oktober 1979 .
  6. ↑ The Homeowner's Guide to Renewable Energy: Achieving Energy Independence.
  7. ↑ Renewable Energy Sources for Sustainable Development.
  8. ↑ Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation: Summary for Policymakers and Technical Summary: Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
  9. ↑ Solar Energy and Nonfossil Fuel Research.
  10. ↑ Final Report of the Task Force on the Availability of Federally Owned Mineral Lands, Volumes 1-2.
  11. ↑ Hydrocarbon Bioremediation, Volume 2 edited by Robert E. Hinchee
  12. ↑ Exploitation of Hydrocarbon Resources: New Solutions in Energy Supply : Overview 1995–1998.
  13. ↑ International Energy Agency: Key World Energy Statistics 2007.
  14. ↑ "Key World Energy Statistics 2012" (PDF).
  15. ↑ 15,0 15,1 "PRIS – Home".
  16. ↑ "World Nuclear Power Reactors 2007-08 and Uranium Requirements".
  17. ↑ "Japan approves two reactor restarts".
  18. ↑ "What is Nuclear Power Plant – How Nuclear Power Plants work | What is Nuclear Power Reactor – Types of Nuclear Power Reactors".
  19. ↑ "Nuclear-Powered Ships | Nuclear Submarines" Geargiveer 12 Junie 2013 op Wayback Machine.
  20. ↑ http://www.ewp.rpi.edu/hartford/~ernesto/F2010/EP2/Materials4Students/Misiaszek/NuclearMarinePropulsion.pdf Naval Nuclear Propulsion, Magdi Ragheb.
  21. ↑ Union-Tribune Editorial Board (27 Maart 2011).
  22. ↑ James J. MacKenzie.
  23. ↑ In February 2010 the nuclear power debate played out on the pages of the New York Times, see A Reasonable Bet on Nuclear Power and Revisiting Nuclear Power: A Debate and A Comeback for Nuclear Power?
  24. ↑ U.S. Energy Legislation May Be 'Renaissance' for Nuclear Power.
  25. ↑ Share.
  26. ↑ "Nuclear Power".
  27. ↑ Sturgis, Sue.
  28. ↑ "Collectively, life cycle assessment literature shows that nuclear power is similar to other renewable and much lower than fossil fuel in total life cycle GHG emissions.''"
  29. ↑ "Prevented Mortality and Greenhouse Gas Emissions from Historical and Projected Nuclear Power – global nuclear power has prevented an average of 1.84 million air pollution-related deaths and 64 gigatonnes of CO2-equivalent (GtCO2-eq) greenhouse gas (GHG) emissions that would have resulted from fossil fuel burning".
  30. ↑ "Worldwide First Reactor to Start Up in 2013, in China – World Nuclear Industry Status Report".
  31. ↑ Ayesha Rascoe (9 Februarie 2012).
  32. ↑ 32,0 32,1 Sylvia Westall and Fredrik Dahl (June 24, 2011).
  33. ↑ "Gauging the pressure".
  34. ↑ European Environment Agency (23 Januarie 2013).
  35. ↑ "The myth of renewable energy | Bulletin of the Atomic Scientists" Geargiveer 7 Oktober 2013 op Wayback Machine.
  36. ↑ http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/cooking.pdf
  37. ↑ REN21 (2011).
  38. ↑ International Energy Agency (2012).
  39. ↑ United Nations Environment Programme Global Trends in Sustainable Energy Investment 2007: Analysis of Trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency in OECD and Developing Countries Geargiveer 25 Maart 2009 op Wayback Machine (PDF), p. 3.
  40. ↑ World Energy Assessment (2001).
  41. ↑ Richard L. Kauffman Obstacles to Renewable Energy and Energy Efficiency Geargiveer 24 Junie 2010 op Wayback Machine. in: From Silos to Systems: Issues in Clean Energy and Climate Change.
  42. ↑ Diesendorf, Mark (2007).
  43. ↑ Sophie Hebden (2006-06-22).
  44. ↑ Sustainable Development and Innovation in the Energy Sector.
  45. ↑ Source: Energy Information Administration – International Energy Outlook 2004
  46. ↑ "COP28 climate talks agree on transitioning away from fossil fuels". EU. 2023.

Addisionele bronne

wysig
Ontsluit van "https://af.wikipedia.org/w/index.php?title=Energie-ontwikkeling&oldid=2648532"