Μορφές ενέργειας
Πυρηνική ενέργεια
Πώς η πυρηνική ενέργεια γίνεται ηλεκτρισμός;
Η πυρηνική ενέργεια, μια από τις πρόσφατες μορφές ενέργειας που τιθάσευσε ο άνθρωπος, έχει πολλούς οπαδούς αλλά και πολλούς εχθρούς.
Αυτήν τη στιγμή λειτουργούν πυρηνικά εργοστάσια σε 31 χώρες στον κόσμο και αριθμούν συνολικά 451 εν ενεργεία πυρηνικούς αντιδραστήρες. Η χώρα με τους περισσότερους αντιδραστήρες είναι οι ΗΠΑ με 99, ενώ ακολουθούν η Γαλλία με 58, η Ιαπωνία με 42, η Κίνα με 39 και η Ρωσία με 35.
Ο πυρηνικός αντιδραστήρας
Οι σταθμοί των πυρηνικών αντιδραστήρων λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με τους υπόλοιπους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφορά έγκειται στο ότι οι πυρηνικοί σταθμοί δεν χρησιμοποιούν άνθρακα ή αέριο για τη δημιουργία θερμότητας, αλλά αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης. Η θερμότητα από τις πυρηνικές αντιδράσεις μετατρέπει το νερό σε ατμό, το οποίο οδηγεί σε τουρμπίνες που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Μέσα σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα, ράβδοι ουρανίου είναι τοποθετημένοι σε δέσμες και βυθίζονται σε μια γιγαντιαία δεξαμενή νερού υπό πίεση. Ολόκληρος ο αντιδραστήρας βρίσκεται μέσα σε μία πολύ ανθεκτική κατασκευή από σκυρόδεμα, η οποία εμποδίζει τη διαφυγή της ακτινοβολίας στο περιβάλλον.
Ο πυρήνας ενός πυρηνικού αντιδραστήρα
Όταν ο αντιδραστήρας λειτουργεί, τα σωματίδια υψηλής ταχύτητας, που ονομάζονται νετρόνια, χτυπάνε τα άτομα ουρανίου και τα χωρίζουν. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως πυρηνική σχάση. Μέσω αυτής της διαδικασία απελευθερώνεται πολλή ενέργεια και περισσότερα νετρόνια, τα οποία συνεχίζουν να διασπούν άλλα άτομα ουρανίου, προκαλώντας αλυσιδωτή αντίδραση. Η ενέργεια αυτή θερμαίνει το νερό, το οποίο διοχετεύεται σε μια γεννήτρια ατμού.
Από την πυρηνική σχάση στον ηλεκτρισμό / Πηγή: noesis.edu.gr
Ο ατμός αυτός κινεί τον στρόβιλο (δυναμό) και το οποίο μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρική.
Πυρηνικά απόβλητα
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζει η πυρηνική βιομηχανία είναι ότι με δημιουργία πυρηνικής ενέργειας παράγονται πυρηνικά απόβλητα. Τα απόβλητα αυτά μπορούν να παραμείνουν ραδιενεργά, άρα και επικίνδυνα, για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια από τη δημιουργία τους.
Οι μεγαλύτερες ποσότητες ραδιενεργών αποβλήτων αποτελούν περιπτώσεις πυρηνικών καυσίμων, συστατικά αντιδραστήρα και ουράνιο. Υπάρχουν επίσης και τα απόβλητα υψηλού κινδύνου, τα οποία ονομάζονται έτσι επειδή είναι πολύ θανατηφόρα, ακόμα και εάν κάποιος κάτσει κοντά τους έστω και για λίγες ημέρες. Αυτός ο τύπος αποβλήτων αντιπροσωπεύει ένα μικρό μόνο μερίδιο. Για παράδειγμα, στη Βρετανία μόλις το 0,3% του συνολικού όγκου των πυρηνικών αποβλήτων της χώρας είναι υψηλού κινδύνου.
Σήμερα, τα υψηλού επιπέδου απορρίμματα αντιμετωπίζονται με ψύξη σε νερό για αρκετά χρόνια και στη συνέχεια αναμιγνύονται με τετηγμένο γυαλί, και χύνονται σε χαλύβδινα δοχεία. Αυτά τα δοχεία αποθηκεύονται τελικά σε ένα δοχείο επενδυμένο με σκυρόδεμα.
Αυτό όμως το μέτρο είναι προσωρινό. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι θα χρειαστεί να βρουν έναν τρόπο αποθήκευσης των πυρηνικών αποβλήτων που θα προσφέρει ασφάλεια για χιλιάδες χρόνια. Ορισμένες χώρες, όπως η Αμερική και η Φινλανδία, σκοπεύουν να αποθηκεύσουν πυρηνικά απόβλητα σε βαθιά υπόγεια-αποθήκες. Για να είναι ασφαλής η συγκεκριμένη μέθοδος, θα πρέπει οι επιστήμονες να είναι σίγουροι ότι το υλικό δεν θα μπορεί να διαρρεύσει και να μολύνει υπόγεια νερά, ή να ανέβει στην επιφάνεια.
Λόγω των πυρηνικών αποβλήτων, ασκείται μέχρι και σήμερα έντονη κριτική στην πυρηνική ενέργεια. Ορισμένες ομάδες αντιτίθενται στους πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας επειδή υπάρχει ο φόβος δημιουργίας ατυχήματος με καταστρεπτικές επιπτώσεις για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.
Στα θετικά, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής δεν απελευθερώνουν αέρια θερμοκηπίου, που αναγκάζουν τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα και φυσικού αερίου να συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας
Όλα δείχνουν πως η πυρηνική ενέργεια θα είναι μαζί μας για πολύ καιρό ακόμα. Λόγω της δυνατότητάς της για συνεχή και αξιόπιστη παραγωγή σε ηλεκτρισμό, θεωρείται σε πολλά επίπεδα καλύτερη εναλλακτική από την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια.
Επίσης, εάν λάβουμε υπόψιν πως αυτήν τη στιγμή επενδύονται δισσεκατομύρια σε αυτήν, φαίνεται πως η πυρηνική ενέργεια θα είναι ένα σημαντικό μέσο για τη βιώσιμη ανάπτυξη, σήμερα και στο μέλλον.
Δεκάδες άνθρωποι σκοτώθηκαν άμεσα, ωστόσο η διαρροή ραδιενέργειας θεωρείται υπεύθυνη για χιλιάδες άλλους θανάτους από καρκίνο στην ευρύτερη περιοχή, ακόμα και σε γειτονικές χώρες.
Δεκάδες χιλιάδες άνθρωποι αναγκάστηκαν να μεταναστεύσουν.
Πετρέλαιο: από το υπέδαφος στο σπίτι μας
Ορυκτοί άνθρακες – Ένα πολύτιμο στερεό
300 χρόνια ορυκτών καυσίμων σε 300 δευτερόλεπτα
Φυσικό αέριο: ένα πολύτιμο αέριο
Δημιουργία , εντοπισμός , άντληση , μεταφορά και χρήση του φυσικού αερίου
Προέλευση του αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου
Ηλιακός θερμοσίφωνας
Το φυσικό αέριο ως πηγή ενέργειας
Τι είναι το Φυσικό Αέριο
Το φυσικό αέριο είναι ένα φυσικό προϊόν που βρίσκεται σε υπόγεια κοιτάσματα της γης και είτε συναντάται μόνο του είτε συνυπάρχει με κοιτάσματα πετρελαίου.
Είναι μίγμα υδρογονανθράκων σε αέρια κατάσταση, αποτελούμενο κυρίως από μεθάνιο (σε ποσοστό άνω του 85%), που είναι ο ελαφρύτερος υδρογονάνθρακας, είναι πολύ καθαρό, χωρίς προσμίξεις και θειούχα συστατικά.
Είναι μια «φυσική μορφή ενέργειας» που μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς ιδιαίτερη επεξεργασία και κάνει τέλεια καύση στις κατάλληλες συσκευές. Το φυσικό αέριο αποτελεί το φιλικότερο συμβατικό καύσιμο στο περιβάλλον και στον άνθρωπο.
Το φυσικό αέριο είναι μίγμα υδρογονανθράκων και αποτελείται κυρίως από μεθάνιο και σε πολύ μικρότερη αναλογία από αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και πεντάνιο.
Καθοριστικός παράγοντας για τη σύστασή του, αποτελεί η προέλευσή του και ιδιαίτερα εάν πρόκειται για αμιγώς κοίτασμα φυσικού αερίου ή προκύπτει από κοιτάσματα πετρελαίου. Η εμπορική αξιοποίησή του ξεκίνησε περίπου το 1810 ως καύσιμο σε λάμπες φωτισμού ενώ μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου κατασκευάστηκαν τα πρώτα δίκτυα μεταφοράς και διανομής φυσικού αερίου.
Στα προτερήματά του ως πηγή ενέργειας περιλαμβάνονται η δυνατότητα μεταφοράς του σε μεγάλες αποστάσεις μέσω αγωγών και βεβαίως η συγκριτικά φιλική προς το περιβάλλον καύση του.
Το Φυσικό Αέριο και οι χρήσεις του στη Θεσσαλονίκη
Πετρέλαιο, ορυκτοί άνθρακες ή φυσικό αέριο
- η χρήση (καύση) ορυκτών ανθράκων ρυπαίνει την ατμόσφαιρα. Η εξόρυξή τους αλλάζει τη μορφολογία του εδάφους και αλλοιώνει το φυσικό περιβάλλον κάνοντας μεγάλες εκτάσεις να μοιάζουν με ερημικά τοπία.
- Η καύση του πετρελαίου προκαλεί και αυτή ρύπους στην ατμόσφαιρα. Η περίπτωση διαρροής του κατά τη μεταφορά του μπορεί να προκαλέσει μεγάλες οικολογικές καταστροφές.
- Το φυσικό αέριο προκαλεί τη λιγότερη ρύπανση και από τα τρεις πηγές ενέργειας. Έχει επίσης μεγαλύτερη θερμαντική αξία. Είναι επιπλέον πιο ασφαλές στη μεταφορά του μιας και επειδή είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, διαχέεται στο χώρο και διαφεύγει.
- Τα ορυκτά καύσιμα(πετρέλαιο, ορυκτοί άνθρακες, φυσικό αέριο) είναι μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι και η υπερεκμετάλλευσή τους θα οδηγήσει στην εξάντλησή τους
- Παρά τα πλεονεκτήματα των ορυκτών ανθράκων(αποθέματα) και του φυσικού αερίου(φιλικό προς το περιβάλλον), το πετρέλαιο εξακολουθεί σήμερα να χρησιμοποιείται ευρύτατα και να είναι και στην Ελλάδα η πρώτη πηγή ενέργειας
Aνανεώσιμες και μη πηγές ενέργειας
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν εξαντλούνται. Η εκμετάλλευσή τους δεν προκαλεί ρύπανση, η απόδοσή τους όμως είναι μικρή. Οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, εξαντλούνται και προκαλούν ρύπανση, έχουν όμως μεγάλη απόδοση.
Οικονομία στη χρήση της ενέργειας
Οι πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούμε δεν είναι ανεξάντλητες. Η διαρκής χρήση ολοένα και περισσότερης ενέργειας προκαλεί σημαντική ρύπανση του περιβάλλοντος. Γι’ αυτό πρέπει να χρησιμοποιούμε την ενέργεια συνετά, με μέτρο.
