Vai esat kādreiz domājuši, kā tiek uzlādēts jūsu tālrunis un citas elektroniskās ierīces? Līdztekus tam, ka mēs esam digitāli savienoti, elektrība arī ietaupa dzīvības slimnīcās, nodrošina enerģētikas nozari un saglabā ASV ekonomiku iet. Neatkarīgi no tā, vai tas ir 19. gadsimta enerģijas avots, piemēram, ogles, vai 21. gadsimta enerģijas avots, piemēram, saules enerģija, tas ir tā vērts zinot, kā darbojas elektriskā enerģija, kā tā rodas un kur rodas sula, kas nodrošina mūsu dzīvi no.
Kas jums jāzina par elektrisko enerģiju
Elektrisko enerģiju rada elektronu plūsma, ko bieži sauc par "strāvu" caur vadītāju, piemēram, vadu. Radītās elektriskās enerģijas daudzums ir atkarīgs no plūstošo elektronu skaita un plūsmas ātruma. Enerģija var būt potenciāla vai kinētiska. Piemēram, akmeņogļu gabals pārstāv potenciālo enerģiju. Sadedzinot ogles, tā potenciālā enerģija kļūst par kinētisko enerģiju.
Kopējās enerģijas formas
Šeit ir seši visvairāk kopīgas enerģijas formas.
Ķīmiskā enerģija: Tā ir uzkrāta jeb “potenciālā” enerģija. Ķīmiskās enerģijas atbrīvošanai no oglekļa bāzes degvielām parasti ir nepieciešama sadedzināšana (piemēram, ogļu, naftas, dabasgāzes vai biomasas, piemēram, koksnes, sadedzināšana).
Siltumenerģija: Tipiski siltumenerģijas avoti ir siltums no pazemes karstajiem avotiem, fosilā kurināmā un biomasas sadedzināšana vai rūpnieciskie procesi.
Kinētiskā enerģija: Kinētiskā enerģija ir kustība. Šāda veida enerģiju var uztvert un pārvērst elektrībā, ja ūdens upē pārvietojas, piemēram, caur hidroelektrostaciju, vai kad gaiss pārvietojas ar vēja turbīnām.
Atomenerģija: Šī ir enerģija, kas uzkrāta saitēs atomu un molekulu iekšienē. Atbrīvojoties kodolenerģijai, tā var izstarot arī radioaktivitāti un siltumu (siltumenerģiju).
Saules enerģija: No saules izstaro enerģiju, un gaismas starus var uztvert ar fotoelementiem un pusvadītājiem. Spēkus var izmantot, lai koncentrētu jaudu. Saules siltums ir arī siltuma avots.
Rotācijas enerģija: Šī ir enerģija, kas iegūta no vērpšanas, ko parasti ražo mehāniskas ierīces, piemēram, spararati.
Kā ASV iegūst savu enerģiju
Enerģētikas departamenta ietvaros Enerģijas informācijas administrācijai (EIA) ir uzdots precīzi izsekot, kā ASV uztur gaismas. Šeit sniegtie dati ir balstīti uz enerģijas avoti 2018. gadā, un tas ir vidējais rādītājs visās nozarēs un enerģijas patēriņā:
- Nafta (nafta) 36%
- Dabasgāze 31%
- Ogles 13%
- Atjaunojamā enerģija 11% (galvenokārt biomasa un koksnes degviela (45%), hidroelektroenerģija (23%), vējš (22%), saules enerģija (8%) un ģeotermālā enerģija (2%))
- Kodolenerģija 8%
Jūs varat ienirt dziļāk datos un atrast lielu nelīdzsvarotību starp enerģijas iegūšanu dažādos apstākļos. Piemēram, lai gan naftas rūpniecība degvielu veido 92% transporta nozarē (domājot par gāzi automašīnām), tā degvielu tikai 8% no mājokļu elektroenerģijas.
Šeit ir sniegts pilns sadalījums no tā, no kurienes rodas elektrība, kad vidusmēra amerikānis ieslēdz gaismu savās mājās vai uzlādē tālruni kontaktligzdā:
- Dabasgāze 43%
- Mazumtirdzniecība no elektroenerģijas nozares 42% (elektroenerģijas nozare veido 1% no visa naftas patēriņa ASV 35% no dabasgāzes, 91% no ogles, 56% no atjaunojamās enerģijas un 100% no kodolenerģijas izmantot)
- Nafta (nafta) 8%
- Atjaunojamā enerģija 7%
Šie skaitļi vidēji aprēķina elektroenerģijas avotus visā valstī. Ja vēlaties iegūt precīzāku informāciju, kas tieši adresēta jūsu kopienai, apskatiet valsts un teritorijas sadalījums enerģijas patēriņu. Katras valsts elektroenerģijas sektors iegūst enerģiju no unikālas avotu kombinācijas, un šie rādītāji rada būtiskas atšķirības mājsaimniecību elektroenerģijas avotos no vienas valsts uz otru.
Piemēram, Indiānas elektroenerģijas nozare 2017. gadā 79,5% no elektroenerģijas saražoja no ogles, savukārt atjaunojamie enerģijas avoti veidoja 5,9% no enerģijas nozares ražošanas. Savukārt Oregonā 76,7% elektroenerģijas nozares enerģijas 2017. gadā ieguva no atjaunojamiem enerģijas avotiem, bet 3,2% - no ogles.
Kas atrodas priekšā
Sākot ar 2019. gadu, ASV valdība sagaida vislielāko atjaunojamo enerģijas avotu pieaugumu. Līdz 2050. gadam Enerģētikas departaments sagaida lai redzētu atjaunojamās enerģijas patēriņa pieaugumu par 2,7% visā ekonomikā - un tas neņem vērā hidroelektroenerģijas vai biomasas avotus. Paredzams, ka dabasgāze kļūs arī par izplatītāku elektroenerģijas avotu, paredzot, ka līdz 2050. gadam patēriņš pieaugs par 0,5%. Paredzams, ka līdz 2050. gadam citi galvenie elektroenerģijas avoti kļūs nedaudz mazāk izplatīti - paredzams, ka naftas patēriņš samazināsies par 0,1%, ogles par 0,7% un kodolenerģija par 0,6%.