Источники энергии, виды и их использование

Какие есть источники энергии (ИЭ)?

ИЭ обычно представляют собой вещества, содержащие энергию в химической, физической или ядерной форме. Типичными примерами являются древесина, топочный мазут или природный газ. Но ИЭ, такие как солнце, вода или ветер, сейчас все чаще считаются энергоносителями. Они являются регенеративными, не закончатся в обозримом будущем и поэтому обладают особенно большим потенциалом, когда речь идет об устойчивом и ориентированном на будущее энергоснабжении.

Классификация на первичные и вторичные энергоносители

Если говорить грубо, первичные и вторичные ИЭ можно отличить друг от друга. Первые представляют собой вещества природного происхождения, которые можно использовать без технической обработки. Это касается, например, древесины, которая в природе находится в свободном доступе. Вторичные ИЭ возникают в результате дополнительных процессов очистки из первичных источников энергии, которые нельзя использовать без переработки. Одним из примеров этого является топочный мазут, который производители на нефтеперерабатывающих заводах производят из ископаемой сырой нефти.

Ядерные, ископаемые и регенеративные ИЭ

Еще одна отличительная черта - происхождение источников. Ископаемые виды топлива, такие как природный газ, сырая нефть или уголь, получают из биомассы, которая умерла миллионы лет назад. Она конденсировалась под слоями горной породы весом в несколько тонн и тем самым приняла форму, известную сегодня. В то время как эти материалы доступны на Земле лишь в ограниченном количестве, возобновляемые источники энергии снова растут. Это относится, например, к древесине, которая растет и вырубается в лесах и используется в качестве дров. С другой стороны, источники ядерной энергии состоят из тяжелых металлов. Они также ограничены и могут быть преобразованы в электричество на атомных электростанциях.

Использовать в качестве хранилища или для преобразования в полезную энергию

Когда дело доходит до технического использования, некоторые ИЭ особенно подходят в качестве материалов для хранения. Другие имеют преимущества с точки зрения транспортировки энергии, а третьи могут быть очень эффективно преобразованы непосредственно в полезную энергию.

Первичный энергоноситель для преобразования в полезное тепло

Преобразование первичного источника энергии непосредственно в полезную энергию особенно эффективно, потому что нет необходимости в энергоемких процессах обработки, а климат выигрывает от более низких выбросов. Сравнение топочного мазута и дров показывает, почему это так. Последние происходят из леса. После высыхания их можно сжечь, а системы отопления преобразуют большую часть накопленной энергии в полезное тепло. Напротив, топочный мазут дорого добывать, перерабатывать на нефтеперерабатывающих заводах с высокими затратами энергии, а затем транспортировать на большие расстояния. Только после этого в системе отопления сгорает источник энергии, что позволяет использовать только небольшую часть фактически доступной первичной энергии.

Вторичные энергоносители используются для транспортировки энергии

Если энергия должна быть доступна на мобильной основе, требуются другие свойства. Например, важно иметь возможность хранить и перемещать материалы максимально безопасно и компактно. Жидкое топливо, такое как бензин и дизельное топливо, хорошо отвечает этим требованиям и поэтому широко используется в качестве топлива. Древесина, которую можно эффективно преобразовать в полезную энергию, для этого менее подходит. Это связано с тем, что для хранения требуется много места, и отдельные заготовки не могут быть автоматически направлены на сжигание.

Энергоносители для хранения большого количества энергии

Солнце не всегда светит с одинаковой интенсивностью, и ветер не всегда дует достаточно сильно. Если энергоснабжение должно быть основано на возобновляемых источниках энергии, требуются специальные технологии хранения. Одним из примеров этого являются аккумуляторы, которые накапливают химическую энергию на месте. Интересной альтернативой является хранение ее в энергоносителях, которые можно транспортировать и затем преобразовывать в различные виды полезной энергии. Это возможно, в том числе, с водородом, который образуется при электролизе воды. Газ должен быть преобразован в жидкое агрегатное состояние и, таким образом может использоваться транспортируемым образом. В качестве альтернативы есть возможность использования водорода для подачи в газовую сеть до определенной концентрации, чтобы обеспечить здания или системы достаточным количеством энергии.