Oletko koskaan miettinyt, kuinka puhelinta ja muita elektronisia laitteita ladataan? Sen lisäksi, että sähkö pidetään digitaalisesti yhteydessä, sähkö säästää ihmishenkiä sairaaloissa, virtaa teollisuudessa ja pitää Yhdysvaltain talous menossa. Olipa kyseessä 1800-luvun energialähde, kuten hiili, tai 2000-luvun lähde, kuten aurinko, se on sen arvoinen tietäen kuinka sähköenergia toimii, miten se syntyy ja mistä tulee elämäämme vaikuttava mehu alkaen.
Mitä sinun on tiedettävä sähköenergiasta
Sähköenergiaa synnyttää elektronien virta, jota usein kutsutaan "virraksi" johtimen, kuten langan, läpi. Luodun sähköenergian määrä riippuu virtaavien elektronien lukumäärästä ja virtauksen nopeudesta. Energia voi olla joko potentiaalista tai kineettistä. Esimerkiksi hiilipalaa edustaa potentiaalista energiaa. Kun hiili poltetaan, sen potentiaalienergiasta tulee liike-energiaa.
Yhteiset energiamuodot
Tässä on kuusi eniten yleisiä energiamuotoja.
Kemiallinen energia: Tämä on varastoitua eli "potentiaalista" energiaa. Kemiallisen energian vapauttaminen hiilipohjaisista polttoaineista edellyttää yleensä polttamista (esim. Hiilen, öljyn, maakaasun tai biomassojen kuten puun polttaminen).
Lämpöenergia: Tyypillisiä lämpöenergian lähteitä ovat maanalaisten kuumien lähteiden lämpö, fossiilisten polttoaineiden ja biomassan polttaminen tai teolliset prosessit.
Kineettinen energia: Kineettinen energia on liike. Tämän tyyppinen energia voidaan siepata ja muuttaa sähköksi, kun joki vesi liikkuu esimerkiksi vesivoiman padon läpi tai kun ilma liikkuu tuuliturbiinit.
Ydinenergia: Tämä on energia, joka on varastoitu atomien ja molekyylien sisäisiin sidoksiin. Kun ydinenergia vapautuu, se voi myös lähettää radioaktiivisuutta ja lämpöä (lämpöenergiaa).
Aurinkoenergia: Energiaa säteilee auringosta ja valonsäteet voidaan siepata aurinkosähköllä ja puolijohteilla. Peilejä voidaan käyttää voiman keskittämiseen. Auringon lämpö on myös lämpölähde.
Pyörimisenergia: Tämä on kehräyksestä saatu energia, jota tyypillisesti tuottavat mekaaniset laitteet, kuten vauhtipyörät.
Kuinka Yhdysvallat hankkii energiansa
Osana energiaministeriötä Energiatietohallinnon (EIA) tehtävänä on seurata tarkalleen, miten Yhdysvallat pitää valot päällä. Tässä olevat tiedot perustuvat energialähteet vuonna 2018, ja se on keskiarvo kaikilla sektoreilla ja energiankäytössä:
- Öljy (öljy) 36%
- Maakaasu 31%
- Hiili 13%
- Uusiutuva energia 11% (pääasiassa biomassa ja puupolttoaine (45%), vesivoima (23%), tuuli (22%), aurinko (8%) ja geoterminen (2%))
- Ydinvoima 8%
Sinä pystyt sukeltaa syvemmälle dataan ja löytää suuria epätasapainoja energian hankinnan välillä eri tilanteissa. Esimerkiksi öljyteollisuus polttoaineena on 92 prosenttia liikennealasta (ajattele autokaasua), mutta vain 8 prosenttia asuntosähköstä.
Tässä on täydellinen erittely siitä, mistä sähkö tulee, kun keskimääräinen amerikkalainen sytyttää valot kotonaan tai lataa puhelinta pistorasiaan:
- Maakaasu 43%
- Sähkön vähittäismyynti 42% (sähkön osuus on 1% öljyn kaikesta käytöstä Yhdysvalloissa 35% maakaasun käytöstä, 91% hiilen käytöstä, 56% uusiutuvan energian käytöstä ja 100% ydinvoimasta käyttää)
- Öljy (öljy) 8%
- Uusiutuva energia 7%
Nämä luvut laskevat keskimäärin sähkön lähteet koko maassa. Jos haluat tarkempaa tietoa, joka kohdistuu suoraan yhteisöösi, katso valtion ja alueen erittely energiankäytöstä. Jokaisen valtion sähkösektori ottaa energiaa ainutlaatuisesta lähteiden yhdistelmästä, ja nämä suhteet luovat merkittäviä eroja kotitalouksien sähkönlähteissä osavaltiosta toiseen.
Esimerkiksi Indianan sähköenergia tuotti 79,5% sähköstään hiilestä vuonna 2017, kun taas uusiutuvien energialähteiden osuus oli 5,9% sähköalan tuotannosta. Oregonissa puolestaan 76,7% sähköntuotantosektorin energiasta tuli uusiutuvista lähteistä vuonna 2017 ja 3,2% hiiltä.
Mitä edessä on
Vuodesta 2019 Yhdysvaltain hallitus odottaa kasvavan eniten uusiutuvien energialähteiden osalta. Vuoteen 2050 mennessä Energiaministeriö odottaa nähdä uusiutuvien energialähteiden 2,7%: n kasvu koko taloudessa - eikä tämä koske vesivoiman tai biomassan lähteitä. Maakaasusta odotetaan myös yleistyvän sähkön lähde, ja kulutuksen odotetaan kasvavan 0,5% vuoteen 2050 mennessä. Muiden tärkeimpien sähkönlähteiden odotetaan vähenevän hieman vähemmän vuoteen 2050 mennessä - öljyn kulutuksen odotetaan laskevan 0,1%, kivihiilen 0,7% ja ydinvoiman 0,6%.