Energie-ontwikkeling

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Energy development

Schematic of the global sources of energy in 2010

Total Renewables split-up by source
Source: Renewable Energy Policy Network[1]

World total primary energy production

World total primary energy production

Note the different y-axis for total (left) and regional curves (right)

US Energy Use/Flow in 2011

alt= Estimated US Energy Use/Flow in 2011. Energy flow charts show the relative size of primary energy resources and end uses in the United States, with fuels compared on a common energy unit basis.

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).[2]
Saamgestelde – en stralingsenergie skep elektriese strome / benut werking wat vrygestel word.

Energie-ontwikkeling[3][4][5] is die pogings wat daarop fokus om voldoende primêre energie bronne [6] en sekondêre energievorme beskikbaar te stel om aan die behoeftes van die samelewing te voldoen.[7][8][9][10][11] 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 energie verspreiding en eindgebruiker benutting. [note 2] 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 na gelang van die vlakke van verkeersopeenhoping, bronne van besoedeling, [12] en beskikbaarheid van huishoudelike energie bronne.

Die konvensionele energie industrie bestaan uit die petroleum industrie  [note 3] die gas industrie,[note 4] elektrisiteitsindustrie [note 5] die steenkool industrie en die kernkrag industrie. Nuwe energie industrieë sluit in die hernubare energie industrie. Dit behels die alternatiewe en volhoubare vervaardiging, verspreiding en en verkoop van alternatiewe brandstowwe. Tesame met die ontwikkeling van nuwe hidrokoolstof bronne [13] 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 | wysig bron]

Die natuurelemente [note 6] 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 (voorbeelde van vele gebruike)  te vervaardig.Volgens hul eienskappe, kan kragstasies soos volg geklassifiseer word:

Geklassifiseer volgens die energie reserwes van die energiebron 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 [note 8] 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  Antoine Lavoisier voorgestel het op die behoud van massa is van toepassing op energie ontwikkeling:[note 10] "nothing is created." Enige energie "skepping" is dus eintlik die ontginning en  omvorming van die energievorme wat hul oorsprong in die heelal het.

Fossielbrandstowwe[wysig | wysig bron]

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

Fossielbrandstof bronne (veral onhernubare fossiel) verbrand steenkool of hidrokoolstof 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 omgesit word in meganiese energie vir voertuie,industriële prosesse of elektriese kragopwekking.

Fossiel energie kom van herwonne fossiele (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 dus gestoorde energie wat vandag herwin kan word. In 2005 het fossielbrandstowwe aan 81% van die wêreld se energiebehoeftes voorsien.[14] 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 | wysig bron]

Splyting[wysig | wysig bron]

Kernkrag of kernenergie is die gebruik van eksoteriese kern prosesse [15] vir die opwekking van bruikbare hitte en elektrisiteit. Hierdie term sluit kernsplyting, kernverval en kernversmelting in.  Kernkragstasies (splyting) het omtrent 5.7% van die wêreld se energie en 13% van die wêreld se elektrisiteit voorsien in 2012. [16] In 2013 het die Internasionale Atoom Energie Agentskap (IAEA) berig dat daar 437 operasionele kernkragreaktors[17] in 31 lande is,[18] alhoewel nie elke reaktor elektrisiteit opwek nie.[19] Daarby is daar nagenoeg 140 vlootvaartuie in gebruik  met atoomaandrywing wat deur sowat 180 reaktors van krag voorsien word.[20][21][22]

Daar is 'n voortslepende debat rondom kernkrag.[23][24][25] 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.[26] Teenstanders soos Greenpeace International en NIRS voer aan dat kernkrag baie gevare inhou vir mense en die omgewing.[27][28][29]

Kernkrag, saam met talle ander volhoubare energiebronne,  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.[30][31]

Volgens die IAEA is daar vanaf  2012 wêreldwyd 68 siviele kernkragreaktors onder konstruksie in 15 lande.[17] 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.[32] 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.[33]

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.[34] Duitsland het besluit om al sy reaktors te sluit teen 2022 en Italië het kernkrag verban.[34] 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.[35][36]

Hernubare bronne[wysig | wysig bron]

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.[37] 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% [38] van alle energie afkomstig van tradisionele biomassa wat hoofsaaklik gebruik word vir verwarming en 3.4% van hidro-elektrisiteit. Nuwe hernubare bronne (klein-hidro aanleg,  moderne biomassa, wind, son, geotermie en biobrandstof) dra 'n verdere 3% by en groei vinnig.[39] 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.[40] Internasionale publieke meningsopnames toon sterk steun vir die bevordering van hernubare energiebronne soos wind – en sonkrag.[41]

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.[42]

Verhoogde energie doeltreffendheid[wysig | wysig bron]

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.[43]

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.[44]

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 energie gebruik 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.[45]

Geskiedenis van energie ontwikkeling[wysig | wysig bron]

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 11] 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 hidrokrag 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 12] het aanleiding gegee tot die ontwikkeling van kernenergie. Lande met voldoende waterbronne kon intensief gebruik maak van hidrokrag uit hul waterweë.

Volhoubaarheid[wysig | wysig bron]

Energieverbruik van 1989 tot 1999

Die omgewingsbeweging het begin klem lê  op die volhoubaarheid van energiegebruik- en ontwikkeling.[46] 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 hidrokrag) 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 | wysig bron]

Wêreld energieverbruik per brandstof (vanaf 2011)[47]
       Vloeibare brandstof (ook Bio-brandstof)        Steenkool           Aardgas
       Hernubare brandstof        Kern brandstof
Groeiende energie verbruik deur ontwikkelende nasies[48]
       Geïndustrialiseerde nasies
       Ontwikkelende nasies
       Voormalige Sowjetunie

Ekstrapolasie van bestaande kennis na die toekoms bied 'n keuse van energie termynmarkte.[49] Voorspellings is vergelykbaar  met die Malthusiaanse katastrofe hipotese. Vele hiervan is komplekse modelle gebaseer op scenarios wat ontwikkel is deur Limits to Growth. 'n Model-benadering bied maniere om diverse strategieë te analiseer en hopelik 'n weg te vind na vinnige en volhoubare ontwikkeling van die mensdom. Korttermyn energie-krisisse is van belang in energie-ontwikkeling.  Extrapolasies skiet te kort aan geloofwaardigheid, veral wanneer dit voortdurende styging in olieverbruik voorspel.

Energie produksie vereis 'n energie belegging. 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 en te omskep.  Dit verg 'n hoër energie belegging – en wanneer die belegging groter word as die energie wat verkry word uit die hulpbron, is dit nie meer 'n effektiewe energie bron nie.[50][note 13] Nuwe tegnologie kan hierdie probleem verlig wanneer dit die energie belegging verminder wat benodig word om die hulpbron te ontgin en te omskep.

Notas[wysig | wysig bron]

  1. See also: Fuel efficiency and Energy efficiency in transportation
  2. For small-scale generation, see: Microgeneration.
  3. Including oil companies, petroleum refiners, fuel transport and end-user sales at gas stations
  4. Including natural gas extraction, and coal gas manufacture, as well as distribution and sales
  5. Including electricity generation, electric power distribution and sales
  6. Sien ook: Materie en Energie
  7. Or those pertaining to the cosmos.
  8. See also: velocity of wind
  9. mens, donkie, muil, olifant.
  10. Or, moreover, the mass and energy coupling, as Albert Einstein states in the equivalence between these two concepts in his formula, .
  11. All terrestrial energy sources except nuclear, geothermal and tidal are from current solar isolation or from fossil remains of plant and animal life that relied directly and indirectly upon sunlight, respectively.
  12. Concentrated in foreign territories after the exploitation and exhaustion of their own resource.
  13. See: Energy returned on energy invested and Fuel efficiency.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. REN21–Renewable Energy Policy Network for the 21st Century Renewables 2012–Global Status Report, 2012
  2. Lawrence Livermore National Laboratory–Energy flow chart, 2011
  3. The Federal nonnuclear energy research and development act (Public Law 93-577) section 11, environmental evaluation: report to the President and Congress.
  4. The Social impacts of energy development on national parks: final report By United States National Park Service, University of Denver.
  5. Assessment of Energy Resource Development Impact on Water Quality, Volume 1.
  6. 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 .
  7. The Homeowner's Guide to Renewable Energy: Achieving Energy Independence.
  8. Renewable Energy Sources for Sustainable Development.
  9. Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation: Summary for Policymakers and Technical Summary: Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
  10. Solar Energy and Nonfossil Fuel Research.
  11. Final Report of the Task Force on the Availability of Federally Owned Mineral Lands, Volumes 1-2.
  12. Hydrocarbon Bioremediation, Volume 2 edited by Robert E. Hinchee
  13. Exploitation of Hydrocarbon Resources: New Solutions in Energy Supply : Overview 1995–1998.
  14. International Energy Agency: Key World Energy Statistics 2007.
  15. "Nuclear Energy".
  16. "Key World Energy Statistics 2012" (PDF).
  17. 17,0 17,1 "PRIS – Home".
  18. "World Nuclear Power Reactors 2007-08 and Uranium Requirements".
  19. "Japan approves two reactor restarts".
  20. "What is Nuclear Power Plant – How Nuclear Power Plants work | What is Nuclear Power Reactor – Types of Nuclear Power Reactors".
  21. "Nuclear-Powered Ships | Nuclear Submarines".
  22. http://www.ewp.rpi.edu/hartford/~ernesto/F2010/EP2/Materials4Students/Misiaszek/NuclearMarinePropulsion.pdf Naval Nuclear Propulsion, Magdi Ragheb.
  23. Union-Tribune Editorial Board (27 Maart 2011).
  24. James J. MacKenzie.
  25. 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?
  26. U.S. Energy Legislation May Be 'Renaissance' for Nuclear Power.
  27. Share.
  28. "Nuclear Power".
  29. Sturgis, Sue.
  30. "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.''"
  31. "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".
  32. "Worldwide First Reactor to Start Up in 2013, in China – World Nuclear Industry Status Report".
  33. Ayesha Rascoe (9 Februarie 2012).
  34. 34,0 34,1 Sylvia Westall and Fredrik Dahl (June 24, 2011).
  35. "Gauging the pressure".
  36. European Environment Agency (23 Januarie 2013).
  37. "The myth of renewable energy | Bulletin of the Atomic Scientists".
  38. http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/cooking.pdf
  39. REN21 (2011).
  40. International Energy Agency (2012).
  41. 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 (PDF), p. 3.
  42. World Energy Assessment (2001).
  43. Richard L. Kauffman Obstacles to Renewable Energy and Energy Efficiency. in: From Silos to Systems: Issues in Clean Energy and Climate Change.
  44. Diesendorf, Mark (2007).
  45. Sophie Hebden (2006-06-22).
  46. Sustainable Development and Innovation in the Energy Sector.
  47. World energy consumption outlook from the International Energy Outlook, published by the U.S. DOE Energy Information Administration
  48. Source: Energy Information Administration – International Energy Outlook 2004
  49. Mandil, C. (2008) "Our energy for the future".
  50. Energy conservation through effective energy utilization.