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Merkmale fossiler Brennstoffe

Energiequellen, die aus Pflanzen und Tieren bestehen, die seit Millionen von Jahren unter Felsen und Erde in den Tiefen der Erde verbleiben und unter Hitze und Druck versteinert sind, werden als fossile Brennstoffe bezeichnet. Das wichtigste Merkmal fossiler Brennstoffe ist, dass sie aus Kohlenwasserstoffen und organischen Substanzen mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehen.

Fossile Brennstoffe entstanden durch thermochemische Reaktionen pflanzlicher und tierischer Abfälle, die vor Millionen von Jahren in einer bestimmten Region unter der Erde vergraben wurden. Das heißt, fossile Brennstoffe haben in bestimmten Regionen eine begrenzte Menge (Reserven).

Öl gewann große Bedeutung, als die Dampfmaschine 1760 erfunden wurde, Wasserkraftquellen, als der Dynamo 1873 erfunden wurde, Verbrennungsmotoren in den 1900er Jahren und Verbrennungsdieselmotoren in den 1910er Jahren.

Fossile Brennstoffe können als Kohle, Öl und Erdgas klassifiziert werden. 70 Prozent der weltweiten fossilen Brennstoffreserven bestehen aus Kohle, 14 Prozent Öl, 14 Prozent Erdgas und 2 Prozent anderen fossilen Ressourcen.

Wenn die allgemeine Verteilung fossiler Brennstoffe untersucht wird, konzentrieren sich die Flüssig- und Gasbrennstoffreserven auf bestimmte geografische Regionen der Welt, Kohle wird regelmäßig verteilt und ihre Produktion erfolgt in mehr als 50 Ländern.

Zu den fossilen Brennstoffen zählen Kohle, Öl, Erdgas, Schiefer, Bitumen, Teersand und Schweröle. Alle enthalten Kohlenstoff und

Es entstand als Ergebnis geologischer Prozesse, die Rückstände organischer Stoffe beeinflussen, die durch Photosynthese erzeugt wurden. Dieser Prozess begann im Archean Eon (vor 4,0 bis 2,5 Milliarden Jahren).

Fossile Brennstoffe und die Umwelt

Wenn beim Verbrennen Energie aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, werden die Verbrennungsprodukte (Gase wie CO2, NOx und SO2) als Rauchgas in der Atmosphäre dispergiert. Rauchgase enthalten auch Flugasche und Kohlenwasserstoffe.

Giftige Metalle wie Nickel, Cadmium, Blei und Arsen sind andere Substanzen, die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre gelangen.

Treibhauseffekt :

Der Treibhauseffekt (globale Erwärmung) ist definiert als der allmähliche Anstieg von Treibhausgasen, insbesondere Kohlendioxid, in der Atmosphäre aufgrund der intensiven Verbrennung fossiler Brennstoffe und der entsprechenden Erwärmung unserer Welt. Treibhausgase umfassen Kohlendioxid, Methan, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Es wurde festgestellt, dass der größte Effekt der globalen Erwärmung das Abschmelzen der polaren Gletscher und der Aufstieg der Meere sowie die Überschwemmungen vieler Länder sein wird.

CO2 spielt eine aktive Rolle im Treibhauseffekt. Durch die Erhöhung der CO2-Menge steigt die Temperatur der Erde an, was zu einer Verschlechterung des Klimagleichgewichts führt.

Saurer Regen :

Schwefeldioxid, Stickoxide und Kohlenstoffgase, die aus fossilen Brennstoffen wie Kohle und Erdöl in die Luft geworfen werden, werden mit Regentropfen zu Schwefelsäure, Salpetersäure und Kohlensäure kombiniert. Dies führt zu einer Verschlechterung des ökologischen Gleichgewichts der Welt. Alle Rückstände fossiler Brennstoffe verursachen Luftverschmutzung, von der viele Städte in den Wintermonaten betroffen sind.

Atommüll:

Bei der Bewertung hinsichtlich der Umweltauswirkungen; Der Abfall, der in 40-50 Jahren durch Kernenergie erzeugt wird, beträgt ungefähr 200 m3. Da radioaktive Abfälle aus der Kernenergie kontrolliert gespeichert werden, stellen sie keine Gefahr für die Umwelt dar. Darüber hinaus entwickelt sich die Technologie zur Lagerung nuklearer Abfälle ständig weiter. Die Nutzung der Kernenergie wird eine wirksame Rolle bei der Vermeidung von SO2- und NOX-Emissionen sowie bei der Reduzierung der CO2-Emissionen spielen. Unser Land, das in Bezug auf Energierohstoffe von ausländischen Quellen abhängig ist, weist aufgrund von Unfällen, die während des Kraftstofftransports auftreten können, eine erhebliche Umweltverschmutzung auf.

Kohlenstoffemission

Wenn es um Kohlenstoffemissionen geht, fallen viele verschiedene Definitionen ein, aber bei Kohlenstoffemissionen geht es tatsächlich um Treibhausgasemissionen. Kohlenstoffemission bedeutet einfach die Emission von Kohlenstoff in die Atmosphäre.

Da Treibhausgasemissionen häufig als Kohlendioxidäquivalente berechnet werden, werden sie in jeder Debatte über globale Erwärmung oder Treibhauseffekte häufig als "Kohlenstoffemissionen oder Kohlenstoffemissionen" bezeichnet. Darüber hinaus sind Kohlenstoffmoleküle in der überwiegenden Mehrheit der Treibhausgase enthalten.

Vier der sechs Gase, die im Kyoto-Protokoll als Treibhausgase gelten, enthalten Kohlenstoffmoleküle (Kohlendioxid, Methan, Fluorwasserstoffkohlenstoffe, Perfluorkohlenwasserstoffe).

Die Hauptgründe für die Zunahme der Kohlenstoffemissionen und Treibhausgase in der Welt sind:

➢ Unkontrolliertes Bevölkerungswachstum
➢ Industrialisierung
➢ Anstieg des globalen Energiebedarfs
➢ Zunehmender Urbanisierungsbedarf
➢ Reduzierung von Grünflächen
➢ Es ist die unkontrollierte Freisetzung von Treibhausgasen in die Natur.

Die vom Menschen verursachte Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre nahm insbesondere mit der industriellen Revolution in den 1850er Jahren zu. Infolgedessen wurde ein Anstieg des globalen Energiebedarfs und ein deutlicher Anstieg der Nutzung natürlicher Ressourcen (insbesondere fossiler Brennstoffe) zum Ausgleich dieses Anstiegs beobachtet.

Nach den Prognosen der Internationalen Energieagentur wird die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen bis 2050 steigen, und dementsprechend wird ein Anstieg der Kohlenstoffemissionswerte um 130% beobachtet. Darüber hinaus wird nach den Prognosen der Internationalen Energieagentur erwartet, dass die globalen Oberflächentemperaturen in den nächsten zwanzig Jahren um durchschnittlich 0,5 Grad Celsius steigen werden.

Wenn wir uns die Lufttemperaturen ansehen, ist die globale Lufttemperatur im Zeitraum vom 19. Jahrhundert bis zur Gegenwart im Durchschnitt um 0,3 bis 0,6 oC gestiegen, und alle Gase, die den Treibhauseffekt verursachen, werden in den kommenden Jahren exponentiell weiter ansteigen Sehr wichtige Probleme wie die globale Erwärmung und der Klimawandel werden in den kommenden Jahren für die Welt wichtiger. Sie werden zu einer großen Bedrohung.

Energie ist die Hauptdeterminante für die Kohlenstoffemissionen und einer der wichtigsten Inputs im Produktionsprozess. Unternehmen und Haushalte, die produzieren werden, beziehen ungefähr 87% der Energie, die sie benötigen, aus fossilen Brennstoffen. Es ist bekannt, dass verschiedene Energiearten auch unterschiedliche Arten und Mengen von Treibhausgasen emittieren. Laut dem "TUIK 2014 Greenhouse Gas Inventory" waren es 1990 132,5 Millionen Tonnen (CO2-Äquivalent), während diese Zahl 2014 auf 340 Millionen Tonnen (CO2-Äquivalent) anstieg. Mit anderen Worten, der Kohlenstoffausstoß des Energiesektors stieg zwischen 1990 und 2014 um 156%.

KWK:

KWK oder Kraft-Wärme-Kopplung ist die Kraft-Wärme-Kopplung. Es ist keine einzelne Technologie, sondern ein integriertes Energiesystem. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird zunächst Energie aus einer bestimmten Brennstoffquelle wie Erdgas, Biomasse, Kohle oder Öl erzeugt. Bei der Verbrennung von Kraftstoff wird durch Kraft-Wärme-Kopplung überschüssige Wärme aufgefangen, die sonst verschwendet würde.

Die aufgenommene Wärme ist kochendes Wasser, erzeugt Dampf, heizt Gebäude usw. Kann verwendet werden für. Beispielsweise wird in öligen Sanden Dampf benötigt, um Bitumen herzustellen. Durch Kraft-Wärme-Kopplung können Energieversorger gleichzeitig Dampf zur Erzeugung und Stromerzeugung vor Ort erzeugen. KWK-Anlagen wandeln im Allgemeinen 75-80% der Brennstoffquelle in nutzbare Energie um und minimieren gleichzeitig den Abfall im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, die nur etwa 45% verbergen. Wenn die aufgenommene Wärme zur Stromerzeugung verwendet wird, wird der Prozess als kombinierter Zyklus bezeichnet.

Elektrizität :

Es ist der physikalische Elektronenfluss, der als elektrischer Strom bezeichnet wird. Strom ist ein Energieträger, der die in Primärquellen enthaltene Energie effizient zu Endnutzern transportiert und im Gegenzug in Energiedienstleistungen umwandelt.

Strom kann auf drei Arten erzeugt werden :

Am gebräuchlichsten ist die elektromagnetische Umwandlung, bei der Elektrizität durch Bewegen eines elektrischen Leiters wie eines Drahtes in einem Magnetfeld erzeugt wird. Das praktischste Beispiel für dieses Verfahren ist ein Generator, der an eine Turbine (Dampf oder Gas) angeschlossen ist. Die Turbine liefert die Bewegung, die erforderlich ist, um den Leiter im Generator zu bewegen. Diese Bewegungsenergie kann aus einer Vielzahl von Technologien stammen, wie z. B. Windkraftanlagen, Wasserkraft oder Kernspaltung oder Dampf, der aus der bei der Kohleverbrennung erzeugten Wärme erzeugt wird.
Strom kann auch durch eine chemische Reaktion wie eine Batterie oder eine Brennstoffzelle erzeugt werden.
Schließlich kann Elektrizität durch Festkörperumwandlung erzeugt werden; wo Elektrizität unter Verwendung der Struktur und Eigenschaften eines Festkörpers erzeugt wird. Der speziell gebildete Feststoff besteht aus verschiedenen dicht zusammengepackten Molekülen, die bei Anregung elektrischen Strom erzeugen. Ein Beispiel für eine Technologie mit Festkörperumwandlung ist eine Solar-PV-Zelle.

Es ist wichtig zu beachten, dass Strom unabhängig von seiner Erzeugung gleich ist. Daher ist der von einem elektromagnetischen Generator erzeugte Strom der gleiche wie der von einer Batterie erzeugte Strom. Einmal erzeugt, ist Elektrizität die vielseitigste Energieform.

Die Rate, mit der Strom erzeugt wird, wird als Watt bezeichnet. Die für einen bestimmten Zeitraum verbrauchte Energiemenge wird als kWh bezeichnet und ist das Maß, das Sie auf Ihrer Stromrechnung sehen.

Elektrizität wird oft missverstanden und nicht geschätzt, aber moderne Gesellschaften sind entscheidend davon abhängig. Von Strom, Beleuchtung, Heizung und Kühlung bis hin zur Stromversorgung von Fernsehgeräten, Computern und Mobiltelefonen ist dies für den Alltag unverzichtbar.

Sobald der Strom erzeugt ist, sollte er sofort verwendet werden. Mit den derzeitigen Technologien ist die Speicherung großer Strommengen noch nicht wirtschaftlich. Daher muss das Netz jede Minute eines jeden Tages verwaltet werden, um das Stromangebot mit der Nachfrage in Einklang zu bringen.

Abhängig von der Stromerzeugungsquelle kann die Stromerzeugung erhebliche Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit haben. Thermische Produktionsquellen erzeugen Luftschadstoffe, die die menschliche Gesundheit erheblich schädigen können. Die Stromerzeugung kann auch erheblich zu den globalen Treibhausgasemissionen beitragen. Weltweit stammen 40% der energiebezogenen Kohlendioxidemissionen aus der Stromerzeugung. Erneuerbare Stromquellen wie Sonne und Wind erzeugen keine direkten Kohlenstoffemissionen, sondern nur zeitweise oder variabel. Kohlenwasserstoffquellen wie Kohle und Erdgas sind zwar kohlenstoffintensiv, aber die rentabelsten Ressourcen, die zur Erzeugung von Elementarlaststrom verwendet werden, um die Nachfrage der Verbraucher zu einem bestimmten Zeitpunkt zu befriedigen.

Kohle

Es ist ein Energierohstoff, der hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff besteht und geringe Mengen an Schwefel und Stickstoff enthält. Kohlen unterscheiden sich in ihrem Karbonisierungsprozess, ihren geologischen, physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften in Bezug auf Feuchtigkeit, Asche, feste Kohlenstoffmenge, Schwefel und Mineralstoffe. Unter den Energiequellen ist es das älteste Nutzungsdatum nach Holz. Mehr IX. Es wird geschätzt, dass es im 16. Jahrhundert für die Beheizung von Häusern in Großbritannien verwendet wurde. Wird in China für den gleichen Zweck verwendet, vermutlich XII. geht zurück auf das Jahrhundert. Die nachgewiesenen und verwertbaren Kohlenreserven der Welt belaufen sich auf 892 Milliarden Tonnen. Von der besagten Reserve; In die Kategorie fallen 403 Milliarden Tonnen Anthrazit und Steinkohle, 287 Milliarden Tonnen subbituminöse Kohle und 201 Milliarden Tonnen Braunkohle.

In Anbetracht der gesamten Kohleproduktion der Welt im Jahr 2015 wird berechnet, dass die globalen Kohlenreserven eine Lebensdauer von ungefähr 134 Jahren haben. Infolge der in den letzten Jahren durchgeführten ernsthaften Kohleexplorationsaktivitäten wurde die Braunkohlenreserve unseres Landes erheblich erhöht. Darüber hinaus laufen Studien, um diese Reserve nach internationalen Standards zu klassifizieren und unsere wirtschaftlich verwertbaren Reserven zu bestimmen.

In Bezug auf die Reserven und Produktionsmengen unseres Landes kann Braunkohle weltweit auf mittlerem Niveau und in Steinkohle auf niedrigem Niveau bewertet werden. Ungefähr 3,2% der gesamten weltweiten Braunkohle- / subbituminösen Kohlenreserven befinden sich in unserem Land. Da der größte Teil unserer Braunkohle jedoch einen geringen thermischen Wert aufweist, ist der Einsatz in Wärmekraftwerken in den Vordergrund gerückt. Ungefähr 46% der Braunkohlenreserven unseres Landes befinden sich im Becken von Afşin-Elbistan. Die wichtigsten Steinkohlenreserven unseres Landes befinden sich in Zonguldak und Umgebung. Die gesamten Steinkohlenreserven im Zonguldak-Becken betragen 1,30 Milliarden Tonnen, während die sichtbare Reserve 506 Millionen Tonnen beträgt.

Der Anteil der Kohle am gesamten Primärenergieverbrauch unseres Landes, der Ende 2017 bei 145,3 Millionen Tonnen Äquivalent Petroleum (MTEP) lag, beträgt 27%. Ende 2018 betrug die installierte Kohlekraftwerksleistung unseres Landes 18,997 MW, was 21,5% der gesamten installierten Leistung entspricht. Die auf heimischer Kohle basierende installierte Leistung beträgt 10.203 MW (11,5%) und die auf importierter Kohle basierende installierte Leistung 8.794 MW (10%).

Im Jahr 2018 wurden aus Kohlekraftwerken insgesamt 113,3 TWh Strom erzeugt, mit einem Anteil von 37,3% an der gesamten Stromerzeugung.

Das Leben ist ein schwarzes oder dunkelbraunes brennbares Gestein, das hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht. Es wurde vor Millionen von Jahren gegründet, als Farne, Pflanzen und Bäume starben und in Sümpfe fielen. Die Sumpfbedingungen verhinderten, dass sich die Organismen vollständig zersetzten, und nach Millionen von Jahren intensiver Hitze und Druck bildete sich Kohle. einer

Kohle wird basierend auf ihrem Kohlenstoff- und Wärmegehalt in vier Haupttypen oder Rangfolgen unterteilt. Als Faustregel gilt: Je höher die Qualität der Kohle, desto sauberer die Verbrennung und desto vielseitiger die Verwendung.

Braunkohle (25% -35% Kohlenstoff): Wird auch als Braunkohle bezeichnet. Sie ist die niedrigste Kohle und wird fast ausschließlich als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet.
Subbituminöse Kohle (35% - 45% Kohlenstoff): Die Eigenschaften reichen von Braunkohle bis Bitumenkohle. Es wird hauptsächlich als Brennstoff zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Diese Kohle hat im Allgemeinen einen niedrigeren Schwefelgehalt als andere Arten, was ihre Verwendung aufgrund ihrer saubereren Verbrennung attraktiv macht.
Steinkohle (45% - 86% Kohlenstoff): Sie enthält schwarze und manchmal dunkelbraune, oft gut definierte Bänder aus glänzendem und mattem Material. Es wird hauptsächlich als Brennstoff bei der Stromerzeugung verwendet, in erheblichen Mengen auch bei der Herstellung von Wärme- und Stromanwendungen sowie bei der Koksherstellung für die Stahlherstellung.
Anthrazitkohle (86% -97% Kohlenstoff): Harte, glänzende Schwarzkohle, die zum Heizen und zur Stahlherstellung verwendet wird.

Kohle wird durch Untertagebau oder Tagebau aus der Erde gewonnen. Die Wahl der Bergbaumethode wird weitgehend von der Geologie des Kohlebettes und seiner Entfernung von der Oberfläche bestimmt. Der Untertagebau macht derzeit einen größeren Anteil der weltweiten Kohleproduktion aus als der Tagebau.

Kohle kann verbrannt werden, um zu heizen oder Strom zu erzeugen. Um Kohle in Wärme umzuwandeln, wird sie zunächst zu einem feinen Pulver gemahlen, wodurch die Oberfläche vergrößert und schneller verbrannt werden kann. Die bei der Verbrennung entstehenden heißen Gase und Wärmeenergie wandeln Wasser in Dampf um, um eine Turbine und einen Generator anzutreiben.

Hochwertige Kohle ist auch ein nützlicher Rohstoff. Zum Beispiel kann es für die Stahlherstellung in Koks umgewandelt werden. Kohle kann auch durch fortschrittliche chemische Verfahren in flüssiges oder synthetisches Gas umgewandelt werden, was einen Ersatz für Erdgas oder flüssige Brennstoffe für den Versand ermöglicht, aber teuer macht.

Kohle ist reichlich und billig. Unter der Annahme, dass die derzeitige Nutzung und die Produktionsraten unverändert bleiben, zeigen Reserveschätzungen, dass mehr als 200 Jahre lang genügend Kohle übrig ist. Mit der Verwendung von Kohle sind jedoch mehrere Probleme verbunden. Bergbauaktivitäten sind gefährlich. Jedes Jahr werden Hunderte von Bergleuten getötet oder schwer verletzt.

Öl

Es besteht aus den Überresten von Pflanzen und Tieren im Meer nach dem Verfall. Nachdem diese Rückstände seit Millionen von Jahren auf dem Meeresboden verfallen sind, bleiben nur ölige Substanzen übrig. Unter Schlamm und großen Gesteinsschichten verbleibende ölige Substanzen verwandeln sich ebenfalls in Öl und Gas. Öl, heute einer der wichtigsten Energie- und Industrierohstoffe der Welt, ist eine Mischung aus festen, flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen in unterschiedlichen Anteilen. Es bildet ein durchschnittliches Öl, 30% Paraffine, 40% Naphthene, 25% aromatische Kohlenwasserstoffe. Die restlichen 5% sind Sauerstoff-, Stickstoff- und Schwefelverbindungen. Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffe werden in Gasform als Erdgas, in flüssiger Form als Erdöl und in fester Form als Ölschiefer bezeichnet. Das bekannteste Erdölprodukt ist Benzin. Benzin ist eine Mischung aus Paraffinen (gesättigten Kohlenwasserstoffen), Naphthenen (ungesättigten Kohlenwasserstoffen) und bestimmten aromatischen Kohlenwasserstoffen mit den Formeln C6H6, C7H8, C8H10, C9H12, C10H14, C11H16, C12H18. Die Verdampfungstemperatur von Motorbenzin liegt zwischen 40 ° C und 150 ° C.

Die Industriezweige Pet-Kim oder Petrochemie, die sich mit der Trennung von Erdölderivaten befasst, erhält viele Nebenprodukte aus Erdöl. Die Anzahl dieser Elemente wird in Tausend angegeben. Die wichtigsten sind jedoch verflüssigte Kraftstoffe wie Benzin, Diesel (Diesel), Kerosin, verschiedene maschinenmotorische Öle, synthetische Fasern, Düsentreibstoff, Methan, Butan und Propan.

Die weltweit nachgewiesenen Ölreserven wurden 2017 mit 1.696,6 Milliarden Barrel ermittelt. 807,7 Milliarden Barrel Ölreserven (47,6%) befinden sich in Ländern des Nahen Ostens, 330,1 Milliarden Barrel (19,5%) in süd- und mittelamerikanischen Ländern und 226,1 Milliarden Barrel in nordamerikanischen Ländern (13,3%). Im Jahr 2017 erreichte die weltweite Ölproduktion 97,4 Millionen Barrel / Tag. Rohöl hat eine strategische Position unter den Primärenergiequellen und deckte ab 2017 33,7% des weltweiten Energiebedarfs.

Öl

Erdgas

Erdgas auf Kohlenwasserstoffbasis befindet sich unterirdisch in großen Mengen in gasförmiger Form, entweder komprimiert in den Hohlräumen poröser Gesteine oder über Ölvorkommen. Seine Zusammensetzung ist die gleiche wie die von Öl. Es ist ein farbloses, geruchloses und leichteres Gas. Es wird aus Sicherheitsgründen während der Nutzungsphase parfümiert. Methan (CH4) macht den größten Teil der Zusammensetzung von Erdgas sowie homologe Paraffine in Erdgas aus.

Es kommt in anorganischen Verbindungen wie Kohlendioxid (CO2), Schwefelwasserstoff (H2S) und Stickstoff (N2) vor. Die Zusammensetzung des Erdgases hängt davon ab, wo es gefördert wird. Im Allgemeinen variiert das CH4-Verhältnis in Erdgas zwischen 56% und 99%, das C2H6-Verhältnis zwischen 0,7% und 20% und das CO2-Verhältnis zwischen 0% und 10%.

Es wird normalerweise mit Erdöl gefunden. Es ist eine Art Erdöl, das größtenteils in Form von Gas vorliegt. Es besteht jedoch aus leichteren und flüchtigen Substanzen (wie Methan, Butan, Propan) im Vergleich zu den Substanzen, aus denen Öl besteht. Neben seiner Verwendung als Küchengas spielt es eine wichtige Rolle bei der Deckung des Energiebedarfs der Branche. Strom wird in Kreislaufkraftwerken erzeugt, seine Derivate werden häufig als Brennstoff verwendet und es werden Industrieanlagen gespeist.

Die Ankunft von Erdgas in seinem heutigen Zustand begann 1816, als die Straßenlaternen von Baltimore, USA, mit Erdgas beleuchtet wurden.

Erdgas ist die sauberste Energiequelle unter den fossilen Brennstoffen.

79,1 Billionen Kubikmeter (40,9%) der Erdgasreserven in Ländern des Nahen Ostens, 62,2 Billionen Kubikmeter (32,1%) in europäischen und eurasischen Ländern, 33,1 Billionen Kubikmeter (17,1%) in Ländern im afrikanischen / asiatisch-pazifischen Raum sind verfügbar.

Erdgas ist hauptsächlich Methan (CH4), das geringere Mengen anderer Kohlenwasserstoffe enthält. Es entstand vor Millionen von Jahren, als tote Meeresorganismen auf den Grund des Ozeans sanken und unter Sedimentgesteinsablagerungen begraben wurden. Diese Organismen, die starker Hitze und starkem Druck ausgesetzt waren, wurden einer Umwandlung unterzogen, aus der sie über Millionen von Jahren in Gas umgewandelt wurden.

Erdgas wird in unterirdischen Gesteinen gefunden, die als Stauseen bezeichnet werden. In Felsen befinden sich kleine Hohlräume (sogenannte Poren), in denen sich Wasser, Erdgas und / oder Öl zurückhalten können. Erdgas wird unter der Erde von undurchlässigem Gestein (Caprock genannt) gehalten und bleibt dort, bis es gefördert wird.

Aus Bohrlöchern kann herkömmliches Erdgas gewonnen werden. Unkonventionelle Erdgasformen wie Schiefergas, dichtes Gas, schwefelhaltiges Gas, Methan im Kohlebett und Gashydrate weisen spezielle Extraktionstechniken auf. Erdgas befindet sich neben Öl auch in Stauseen und wird neben Öl abgebaut. Dies wird als assoziiertes Gas bezeichnet. Früher wurde dieses Gas oft als Abfallprodukt geflammt oder verbrannt, heute wird es jedoch an den meisten Orten aufgefangen und verwendet.

Es gibt zwei allgemeine Arten von Erdgas, die durch ihren Methangehalt definiert sind und Unterschiede in ihren Bildungsprozessen widerspiegeln:

Biogenes Gas (± 95% Methan) oder "trockenes" Gas, das durch Bakterienfäule in geringer Tiefe erzeugt wird.
Thermogenes Gas (<95% Methan) oder "nasses" Gas, ein Gas geringerer Qualität, das bei höheren Temperaturen auftritt. Nassgas enthält neben Methan auch Verbindungen wie Ethan und Butan. Diese Erdgasflüssigkeiten (kurz NGLs) können separat für eine Vielzahl von Verwendungszwecken wie Kühlschränken und zur Herstellung petrochemischer Produkte wie Kunststoffe verkauft werden. (Unterhaus, 2011).

Erdgas wird über kleine Pipelines, sogenannte Sammelleitungen, zu Aufbereitungsanlagen geleitet, die verschiedene Kohlenwasserstoffe und Flüssigkeiten von reinem Erdgas trennen. Vor dem Transport wird trockenes Erdgas erzeugt, das als „Pipeline-Qualität“ bezeichnet wird. Die Verarbeitung umfasst vier Hauptprozesse zur Entfernung verschiedener Verunreinigungen:

Öl- und Kondensatentfernung
Wasserentfernung
Trennung von Erdgasflüssigkeiten
Entfernung von Schwefel und Kohlendioxid

Das Gas wird dann durch Rohrleitungen, sogenannte Feeder, zu 4 Verteilungszentren transportiert oder gelagert. In einigen Fällen wird das Gas in großen Tankschiffen weiter verflüssigt, um zwischen den Ozeanen transportiert zu werden. Dies wird als verflüssigtes Erdgas (LNG) bezeichnet.

Erdgas wird hauptsächlich zur Erzeugung von Haushalts- oder Industrieheizung und Strom verwendet. Es kann auch komprimiert und zum Betanken von Fahrzeugen (Compressed Natural Gas oder CNG) sowie als Ausgangsmaterial für Düngemittel, Wasserstoffbrennstoffzellen und andere chemische Prozesse verwendet werden.

Die Erdgasentwicklung (insbesondere in den USA) hat aufgrund des technologischen Fortschritts beim horizontalen Bohren und beim hydraulischen Brechen zugenommen. Wenn Erdgas verbrannt wird, entstehen im Vergleich zu anderen fossilen Brennstoffen weniger Treibhausgasemissionen und Luftschadstoffe. Tatsächlich stößt Erdgas bei der Stromerzeugung etwa die Hälfte der Kohlenstoffemissionen der Kohle aus.

Trotz geringerer Emissionen ist Erdgas immer noch eine Quelle für Treibhausgase und wie alle fossilen Brennstoffe eine nicht erneuerbare Ressource. Darüber hinaus ist Methan ein starkes Treibhausgas, das fast vierunddreißig Mal so stark wie CO2 ist. Während des Bohrens kann Erdgas in die Atmosphäre entweichen und zum Klimawandel beitragen. Erdgaslecks sind auch für nahe gelegene Gemeinden gefährlich, da sie farblos, geruchlos, hochgiftig und hochexplosiv sind. Der Bohrprozess selbst kann auch Auswirkungen auf die Umwelt haben, hauptsächlich im Zusammenhang mit der Verschlechterung des Bodens und der Abfallbeseitigung.

Erdgaskomponenten:

Für die Bildung von konventionellem Erdgas werden vier Grundkomponenten benötigt:

Quelle - Dies bezieht sich auf tote Pflanzen und Tiere, die zerfallen und zu Erdgas werden.
Migration - Nachdem die toten Pflanzen und Tiere auseinandergebrochen sind, bewegt sich das neu gebildete Erdgas durch Löcher im Gestein, die die Quelle bedecken.
Falle - Erdgas bewegt sich weiter durch die Poren der Felsen, bis es auf einen Felsen trifft, der keine oder miteinander verbundene Poren hat. Dieser Stein wird eine Falle genannt.
Reservoir - Das Gestein direkt unter der Falle, in dem sich das gesamte Erdgas befindet, wird als Reservoir bezeichnet. Hier wird Erdgas gefördert.

Die konventionelle Erdgasproduktion besteht aus vier Hauptstufen:

Exploration: Geologische Exploration ist eine Reihe von Technologien, die von Geologen und Geophysikern verwendet werden, um den Standort und die Ausdehnung von unterirdischen Ölreservoirs vorherzusagen.
Bohren: Nachdem ein Reservoir mit ausreichender Präzision platziert wurde, wird mit einem Bohrgerät von der Oberfläche aus ein Loch in das Ölreservoir gebohrt. Dann kann das Öl durch Platzieren der Rohre an die Oberfläche gebracht werden. Einige werden unter Verwendung des natürlichen Drucks der Kammer in der Ölkammer hergestellt.
Pumpen: Während das Öl produziert wird, nimmt der Druck des Bohrlochs allmählich ab. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Pumpe angeschlossen, damit das restliche Öl entfernt werden kann.
Aufgabe: Nachdem das gesamte wirtschaftlich tragfähige Öl aus dem Bohrloch entfernt wurde, wird das Bohrloch mit Zement gefüllt, um das Entweichen von Kohlenwasserstoffen zu verhindern, und zum Schutz des Gebiets wird eine spezielle Abdeckung darauf angebracht.

Alternative Energie

Bezieht sich auf andere Energiequellen als fossile Brennstoffe. Dies umfasst alle erneuerbaren Quellen und die Kernenergie.

Kernkraft wird nicht als erneuerbare Energiequelle eingestuft.

Es mag trivial erscheinen, zwischen erneuerbarer und alternativer Energie zu unterscheiden, aber die Begriffe werden so oft verwendet, dass es wichtig ist, den Unterschied zu verstehen.

Im Allgemeinen werden alternative Energiequellen positiv bewertet, da sie bei ihrer Produktion keine Treibhausgase direkt ausstoßen, aber natürlich haben alle Arten von Energie ihre eigenen Kosten, Vorteile und Kompromisse.

Energie; Es kann als Arbeitsfähigkeit definiert werden. Es unterliegt dem Energieerhaltungsgesetz aus dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, das besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann. Energie kann jedoch ihre Form ändern und von einem Ort zum anderen fließen.

Energie kommt in der Natur in vielen Formen vor, darunter:

Kinetische Energie, dh Energie, die mit der bewegten Masse verbunden ist
Potenzielle Energie, dh Energie, die mit der Position in einem Kraftfeld wie der Schwerkraft, dem elektrischen oder dem Magnetfeld verbunden ist
Chemische Energie, dh Energie, die durch chemische Reaktionen freigesetzt und in bestimmten Materialien gespeichert werden kann.
Wärme- / Wärmeenergie, dh die Energie, die mit zufälligen molekularen Bewegungen in einer Umgebung verbunden ist; oft mit der Temperatur verbunden
Strahlungsenergie, dh Energie, die von Licht und anderer elektromagnetischer Strahlung getragen wird

Dieses Energiesystem kann als eine Kette erklärt werden, die mit Primärenergie beginnt und mit Nützlicher Energie endet. Ressourcen werden extrahiert und verarbeitet, um uns Primärenergie zu geben. Dies ist eine rohe Energieform, ein Beispiel ist Erdgas. Die Primärenergie wird dann umgewandelt und verteilt, um die endgültige Energie zu werden. Endenergie ist eine Form von nutzbarer Energie wie Strom oder Transportkraftstoff. Endverbrauchstechnologien nehmen die Endenergie auf und wandeln sie in die endgültige Energieform um - Nützliche Energie. Nützliche Energie bezieht sich auf die Energie, die mit den Energiedienstleistungen verbunden ist, die Verbraucher erhalten.

Das Verständnis und die Entwicklung von Energie ist entscheidend für den sozialen Fortschritt. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der sozioökonomischen Entwicklung einer Region und ihrem Energieverbrauch. Unsere Fähigkeit, Energie zu nutzen, ermöglicht es einer Gesellschaft, Technologie einzusetzen, um menschliche Arbeit zu ersetzen. Wie seine integrale Rolle in der Energie-, Unterhaltungs- und Freizeitbranche trägt es auch zur Verbesserung der Lebensqualität bei. Für diejenigen, die Zugang zu Energie haben, ist es schwer, sich ein Leben ohne Energie vorzustellen.

Obwohl Energie in allen Bereichen der modernen Gesellschaft verbreitet ist, gibt es viele negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt, die mit ihrer Herstellung und Nutzung verbunden sind.

Kernenergie

Es ist eine Art von Energie, die aus dem Atomkern gewonnen wird. Es hängt mit der Formel E = mc² von Albert Einstein zusammen, die die Umwandlung von Masse in Energie ausdrückt. Die Masse-Energie-Gleichung erklärt jedoch nicht, wie die Reaktion abläuft, sondern die Kernkräfte tun dies. Kernreaktoren werden verwendet, um Kernenergie gewaltsam zu extrahieren und in andere Arten von Energie umzuwandeln. Die Energie, die durch den Abbau radioaktiver Elemente wie Uran, Plutonium und Thorium durch spezielle Methoden erzeugt wird, wird zur Stromerzeugung verwendet. Um die auf diese Weise in Kraftwerken entstehenden radioaktiven Abfälle zu minimieren, werden besondere Maßnahmen ergriffen, z. B. die Platzierung in speziellen Kammern und das Vergraben tief im Boden. Sie werden in Kernkraftwerken (Atomreaktoren) verarbeitet und beim Bau von Kernbrennstoffen verbraucht. Sie werden auch zur Stromerzeugung eingesetzt. Uran, Plutonium und Thorium sind Metalle strategischen und anorganischen Ursprungs. Raumschiffe und riesige Atom-U-Boot-Kriegsschiffe sowie Interkontinentalraketen werden mit Treibstoff aus diesen Minen betrieben. Darüber hinaus sind sie für die Gewinnung elektrischer Energie von großer Bedeutung.

Kernkraftwerke haben mit ihren Sicherheitssystemen naturgemäß nur einen Einfluss von 1% der Strahlung in unserer Umwelt. Aus diesem Grund können neben Kernkraftwerken auch Siedlung, Landwirtschaft, Fischerei und Tourismus betrieben werden. Neben den weltweit wichtigsten Tourismus- und Siedlungszentren wie Paris, London und New York befinden sich Kernkraftwerke.

Die heute errichteten Kernkraftwerke mit den Erfahrungen, guten Beispielen und der Entwicklung von Technologie über einen Zeitraum von ungefähr 70 Jahren werden als 3 (+) Generationen bezeichnet. 72-stündige Kühlung ohne Eingreifen von außen, Schutz vor Flugzeugabstürzen, passiven Sicherheitssystemen, digitalen Kontrollräumen, kompakten Geräten und Systemdesigns usw. Viele wichtige Entwicklungen haben es Kernkraftwerken ermöglicht, sicherer zu konstruieren.

Bis Juli 2018 sind in 31 Ländern 453 Kernreaktoren in Betrieb und in 17 Ländern 57 Kernreaktoren im Bau. Der in Kernkraftwerken erzeugte Strom entspricht 11% der weltweiten Stromversorgung. Auf Länderbasis deckt Frankreich 72% seines Strombedarfs, die Ukraine 55%, Belgien 50%, Schweden 40%, Südkorea 27%, die Europäische Union 30% und die USA 20% aus Kernenergie.

Von den im Bau befindlichen Kernreaktoren befinden sich 15 in China, 7 in Indien und 6 in Russland. Neben den USA 2, 4 der Vereinigten Arabischen Emirate, Südkorea 4, 1 befindet sich in Frankreich und der Türkei ein Kernreaktor im Bau.

KKW Akkuyu:

Unser Land, ein halbes Jahrhundert Kernkraftwerke, um Ziele festzulegen, "die Republik Türkei und die Regierung der Russischen Föderation zwischen dem Akkuyu-Standortabkommen über die Zusammenarbeit und den Betrieb der Errichtung eines Kernkraftwerks", wurde mit der Unterzeichnung begonnen am 12. Mai 2010. Das Abkommen wurde am 15. Juli 2010 von der Generalversammlung der Großen Türkischen Nationalversammlung genehmigt und im Amtsblatt Nr. 27721 vom 6. Oktober 2010 veröffentlicht. Im vergangenen Zeitraum erhielt EMRA die positive UVP-Entscheidung des Ministeriums für Umwelt und Urbanisierung (1. Dezember 2014) und eine Vorlizenz für die Stromerzeugung für 36 Monate. Der von Akkuyu Nuclear Inc. erstellte Feldparameterbericht wurde am 9. Februar 2017 von TAEK genehmigt. Am 3. März 2017 beantragte Akkuyu Nuclear Inc. eine Baugenehmigung mit dem vorläufigen Sicherheitsanalysebericht (ÖGAR). Nach der Prüfung und Bewertung durch TAEK wurde am 19. Oktober 2017 die "Limited Work Permit" genehmigt . Mit der begrenzten Arbeitserlaubnis wurde mit dem Bau von nichtnuklearen sicherheitsrelevanten Strukturen im Akkuyu-Feld begonnen, in denen der unterirdische Beton der ersten Einheit verlegt wurde. Die Baugenehmigung wurde am 2. April 2018 von TAEK genehmigt, daher wurde mit einer Zeremonie der Grundstein für die erste Einheit des Kernkraftwerks Akkuyu gelegt. Die Inbetriebnahme dieses Geräts ist für 2023 geplant.

Die steigende Nachfrage nach Strom und Kernenergie in der Türkei wird zu einer Notwendigkeit. Wenn Akkuyu NGS vor 10 Jahren gebaut würde, müsste die Türkei Einsparungen bei den Gaskäufen von bis zu 14 Milliarden US-Dollar erzielen.

Nach den Berechnungen des Ministeriums für Energie und natürliche Ressourcen würde das KKW Akkuyu, wenn es heute in Betrieb genommen würde, allein den Strom einer Großstadt mit 15 Millionen Einwohnern wie Istanbul decken.

Kernenergie

Kernenergie-Rohstoffe:

Uran: Heute zählen Uran und Thorium zu den Kernenergierohstoffen. Da Thorium-basierte Kernkraftwerke jedoch noch nicht im wirtschaftlichen Maßstab in Betrieb genommen wurden, ist Thorium noch immer ein nuklearer Brennstoff-Rohstoff, der darauf wartet, an die Reihe zu kommen.

Kernenergierohstoffe werden hauptsächlich als Brennstoff zur Gewinnung elektrischer Energie im Kernreaktor verwendet. Daher wird der Verbrauch durch die installierten Kernenergiekapazitäten bestimmt.

Heute zählen Uran und Thorium zu den Kernenergierohstoffen, Uran kommt in der Natur nie frei vor. Es verbindet sich mit verschiedenen Elementen zu Uranmineralien. Es gibt Hunderte von Uranmineralien in der Erdkruste; die überwiegende Mehrheit von ihnen enthält jedoch wirtschaftlich kein Uran. Wirtschaftliche Bettbildner sind Autunit, Pechblende (Uraninit), Coffinit und Torbernit.

Uranerz durchläuft viele Stadien von seinem Vorkommen in der Natur bis zu seiner Umwandlung in einen Kernreaktor.

Erzsuche
Erzlagerstättenbetrieb, Erzgewinnung
Herstellung von Gelbem Kuchen
Gelbpastenbehandlung (ADU-Produktion)
Kalzinierung und Reduktion auf UO2
Umwandlung von UO2 in UF4
UF6 aus UF4 machen.

Uran wird auf den internationalen Märkten als Kernenergierohstoff in Form von gelbem Kuchen gehandelt. Als Produktstandard muss gelbe Paste mindestens 60 % U enthalten, und die Summe anderer Elemente in einer gereinigten Uranverbindung (wie UO2, UF6) sollte nicht mehr als 300 ppm pro 1 Gramm Uran betragen.

Da Uran nicht so einfach gekauft und verkauft werden kann wie andere Mineralien, hängt sein Transport von sehr strengen Regeln, einigen Abkommen zwischen Ländern und internationaler Kontrolle ab.

Auf internationalen Märkten muss gelbe Paste mindestens 60 % U enthalten und die Summe anderer Elemente in einer gereinigten Uranverbindung sollte nicht mehr als 300 ppm pro 1 g Uran betragen.

Thorium: Uran- und Plutoniumatome Kernkraft, die durch den Zerfall ihrer Kerne gewonnen wird, leistet heute in verschiedenen Ländern wichtige Beiträge zur Versorgung der Menschen mit kontrollierbarer Energie. Thorium ist wie Uran ein Kernbrennstoffrohstoff.

Thorium kommt wie Uran in der Natur nicht in freier Form vor, sondern in etwa 60 Mineralien. Von diesen werden nur Monazit und Thorit zur Herstellung von Thorium verwendet. Diese Mineralien werden auch oft zusammen mit Seltenerdelementen gefunden.

Thorium ist ein Kernbrennstoff-Rohstoff, der darauf wartet, an die Reihe zu kommen. Der Hauptgrund dafür ist das Problem des nuklearen Brennstoffkreislaufs. Thorium-232 kann durch einige Prozesse in Uran-233 umgewandelt werden. Thorium-233 ist ein spaltbares Material wie Uran-235. Durch diese Fragmentierung wird viel Energie freigesetzt. Aufgrund der Brennstoffkreislaufproblematik gibt es derzeit keine großtechnischen Thoriumkraftwerke, obwohl Prototypen dieser Kraftwerke seit langem in Großbritannien, Deutschland und den USA erprobt werden.

Aufgrund des fehlenden Verbrauchs im kommerziellen Maßstab ist der Verbrauch von Thorium als Energierohstoff so gut wie nicht vorhanden. Abgesehen von der Nutzung als Energierohstoff gibt es noch kein ausschließlich für Thorium betriebenes Bett, da der Thoriumverbrauch in den verschiedenen Anwendungsbereichen nicht hoch ist und die Weltproduktion von rund 700 Tonnen ThO2 pro Jahr vollständig aus Monazit als Nebenprodukt gewonnen.

Solarenergie

Solarenergie (Sonnensystem) ist die am häufigsten vorkommende erneuerbare Energiequelle der Welt. Solarenergiesysteme beziehen sich auf Technologien, die die Wärme oder das Licht der Sonne für den Energieverbrauch in eine andere Form umwandeln

Es gibt zwei Kategorien von Technologien, die Solarenergie nutzen: Solarphotovoltaik und Solarthermie.

Solar Photovoltaic (oder PV) ist eine Technologie, die Sonnenlicht mithilfe von Halbleitern in Gleichstrom umwandelt. Der tr e RGY Erzeugungsprozess wie die Sonne ist ein nachwachsender Rohstoff und emittiert keine Treibhausgase. Die Kosten für Solarenergie im Vergleich zu anderen Brennstoffquellen sind jedoch ein Hindernis für deren Einführung. Darüber hinaus variiert das Sonnenlicht je nach geografischem Standort, Jahreszeit und Tageszeit, was zu Einschränkungen bei der Verwendung führt.

Solarthermie: Solare Wärme erzeugt indirekt Energie, indem sie die von der Sonne abgegebene Energie verwendet, um die Flüssigkeit zur Erzeugung von Wärme oder Strom zu erwärmen. Zur Stromerzeugung wird Dampf, der beim Erhitzen der Flüssigkeit erzeugt wird, zum Antrieb von Generatoren verwendet. Dies unterscheidet sich von Photovoltaik-Solarmodulen, die Sonnenstrahlung direkt in Elektrizität umwandeln.

Es gibt zwei Haupttypen von Solarenergiesystemen zur Energieerzeugung: aktive und passive. Aktive Systeme erfordern bewegliche Teile wie Lüfter oder Pumpen, um wärmeleitende Flüssigkeiten zu zirkulieren. Passive Systeme haben keine mechanischen Komponenten und stützen sich ausschließlich auf Konstruktionsmerkmale, um Wärme zu erfassen (z. B. Gewächshäuser). Technologien werden auch nach Temperatur gruppiert (niedrig, mittel und hoch).

Anwendungen bei niedrigen Temperaturen (<100 ° C) verwenden normalerweise Solarthermie für Warmwasser oder Raumheizung (Boyle, 2004). Aktive Systeme bestehen normalerweise aus einem an der Decke montierten Flachkollektor, durch den die Flüssigkeit zirkuliert. Der Kollektor nimmt die Sonnenwärme auf und die Flüssigkeit transportiert sie zum gewünschten Ziel, beispielsweise zu einem Schwimmbad oder einer Heizungsanlage. Passive Heizsysteme umfassen intelligente Gebäudeentwurfspraktiken, die den Bedarf an Heiz- oder Kühlsystemen reduzieren, indem Sonnenenergie besser erfasst oder reflektiert wird.
Anwendungen bei mittlerer Temperatur (100-250 ° C) sind nicht üblich. Ein Beispiel wäre ein Solarofen, der einen speziell geformten Reflektor verwendet, um die Sonnenstrahlen auf ein zentrales Kochgefäß zu fokussieren. Ähnliche Systeme können für industrielle Prozesse verwendet werden, sind jedoch nicht weit verbreitet.
Hochtemperatur-Solarsysteme (> 250 ° C) verwenden Gruppen von Spiegeln, um Sonnenenergie in einem zentralen Kollektor zu konzentrieren. Diese CSP-Systeme (Concentrated Solar Power) können Temperaturen erreichen, die hoch genug sind, um Dampf zu erzeugen, der dann eine Turbine dreht und einen Generator zur Stromerzeugung antreibt.

Biomassenenergie

Bezieht sich auf organisches Material zur Energieerzeugung. Dieser Energieerzeugungsprozess wird als Bioenergie bezeichnet. Biomasse kommt hauptsächlich in Form von lebenden oder kürzlich lebenden Pflanzen und biologischen Abfällen aus industrieller und häuslicher Nutzung vor. Aufgrund der Breite des Begriffs ist die physikalische Zusammensetzung der Biomasse inkonsistent, umfasst jedoch häufig Kohlenstoff, Wasser und organische flüchtige Stoffe.

Für die Energieerzeugung aus Biomasse wird der Begriff Rohmaterial verwendet, um anzugeben, welche Art von organischem Material zur Erzeugung einer Energieform verwendet wird. Das Ausgangsmaterial muss dann durch einen von mehreren Prozessen in eine nutzbare Energieform umgewandelt werden.

Rohstoff + Prozess -> Form der nutzbaren Energie

Einige gängige Prozesse zur Umwandlung von Biomasse umfassen:

Verbrennung: Der Prozess des Verbrennens brennbarer Materialien in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff, um Wärme freizusetzen. Es ist die einfachste Methode, mit der Biomasse zur Energiegewinnung genutzt werden kann. In seiner primitiven Form wird die Verbrennung zur Raumheizung (d. H. Feuer zur Temperatur) verwendet, kann aber auch zum Erhitzen von Dampf zur Stromerzeugung verwendet werden.
Vergasung: Umwandlung von Biomasse in ein brennbares Gasgemisch namens Erzeugergas (CO + H 2 + CH 4) oder Synthesegas. Der Vergasungsprozess verwendet Wärme, Druck und Teilverbrennung, um Synthesegas zu erzeugen, das dann anstelle von Erdgas verwendet werden kann
Pyrolyse: Sie entsteht durch thermische Zersetzung in Abwesenheit von Sauerstoff. Es ist der Vorläufer der Vergasung und findet sowohl im Rahmen der Vergasung als auch der Verbrennung statt. Pyrolyseprodukte umfassen Gas, flüssige und verkaufte Kohle, wobei die Anteile jeweils von den Parametern des Prozesses abhängen.
Anaerobe Vergärung (oder biologische Vergärung): Der Prozess, bei dem Bakterien organisches Material in Abwesenheit von Luft abbauen, um Biogas zu bilden, das Methan und einen festen Rückstand enthält. Methan kann dann zur Energieerzeugung aufgefangen werden. Ebenso können feste Rückstände verbrannt werden, um Energie zu erzeugen.
Fermentation: beinhaltet die Umwandlung der Glukose (oder des Kohlenhydrats) einer Pflanze in Alkohol oder Säure. Mit Zucker gefütterte Hefen oder Bakterien werden dem Biomassematerial zugesetzt, um Ethanol (Alkohol) und Kohlendioxid zu produzieren. Ethanol wird destilliert und dehydratisiert, um eine höhere Alkoholkonzentration zu erreichen und die erforderliche Reinheit für die Verwendung als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge zu erreichen. Der feste Rückstand aus dem Fermentationsprozess kann als Viehfutter und im Fall von Zuckerrohr als Brennstoff für Kessel oder zur anschließenden Vergasung verwendet werden.

Einige Rohstoffe eignen sich besser für bestimmte Prozesse zur Umwandlung von Biomasse als andere. Die Bestimmung, welche Rohstoffe und Prozesse verwendet werden sollen, hängt weitgehend von der Verfügbarkeit von Ressourcen und der gewünschten Endenergieform ab.

Vor der industriellen Revolution war Biomasse die primäre Energiequelle. Biomasse macht nur noch einen geringen Prozentsatz des gesamten weltweiten Energieverbrauchs aus. Für rund 2,5 Milliarden Menschen bleibt es jedoch die primäre Energiequelle zum Kochen und Heizen. Die Nutzung von Biomasse ist für die Region, in der sie genutzt wird, sehr kontextabhängig - Verfügbarkeit von Ressourcen, Verfügbarkeit von Technologie und Wirtschaftlichkeit sind die Treiber der Nutzung von Biomasse.

Einige Gerichtsbarkeiten - insbesondere solche mit Initiativen für nachhaltige Forstwirtschaft - haben Biomasse als "klimaneutrale" Energiequelle deklariert. Dies basiert auf der Logik, dass Kohlenstoffemissionen aus der Verbrennung von Biomasse in Zukunft von Pflanzen zurückgewonnen werden, die zur Versorgung von Biomasse-Reaktoren gezüchtet werden, wodurch ein Kohlenstoffkreislauf für die Anlage entsteht.

Die Vorteile und Kosten für die Umwelt sind je nach Technologie und verwendeten Rohstoffen sehr kontextabhängig. Während einige Biomasseprozesse wie die Energieerzeugung für geringere CO2-Emissionen angepriesen werden, sind einige Prozesse wie Verbrennung, Kohlendioxid und Feinstaub ein wichtiges Anliegen für die menschliche Gesundheit.

Die energiearmsten Menschen und Regionen der Welt sind für den größten Teil ihres Energiebedarfs immer noch auf Biomasse angewiesen. Das Fehlen geeigneter Belüftungsmechanismen für die Verbrennung von Biomasse ist ein großes Gesundheitsproblem und trägt in den meisten Entwicklungsländern zu kurzen Lebensdauern bei.

Bedenken hinsichtlich der Biomasse gehen über die menschliche Gesundheit hinaus. Abhängig von der verwendeten Biomassequelle können Probleme mit der Entwaldung, dem Abbau von Plantagen (aufgrund der Umleitung landwirtschaftlicher Rückstände) und der Änderung der Landnutzung sowie mit der Biomasse verbundenen Problemen auftreten.

Biomassenenergie

Geothermische Energie

Platz bezieht sich auf die Gewinnung von Energie aus der inneren Wärme der Schale . Diese Wärme entsteht durch den ständigen Wärmeverlust durch den radioaktiven Zerfall von Mineralien und die ursprüngliche Bildung der Erde.

mit geothermischer Stromerzeugung Bohren Gut in die Erdkruste in einer ungefähren Tiefe von 3-10 km. Wärme wird auf verschiedene Weise entzogen, aber in den meisten Fällen wird sie der Erde mit Wasser und Dampf entzogen. Weltweit kann heißes Wasser zum Heizen von Häusern und Gebäuden entnommen werden. Dies geschieht entweder, indem heißes Wasser direkt durch die Gebäude zirkuliert oder durch einen Wärmetauscher gepumpt wird, der die Wärme an das Gebäude überträgt. geothermische Hitze, kann auch zur Stromerzeugung in einem Geothermiekraftwerk verwendet werden . Strom, Erdwärme wenn es Dampf erzeugt, der Turbinen in einem Generator antreibt ist erzeugt.

Geothermie kann nur an Orten mit bestimmten geologischen Bedingungen eingesetzt werden. Daher liegen die Hauptzonen der geothermischen Entwicklung in den vulkanisch und tektonisch aktivsten Gebieten der Welt. Heizkraftwerke finden sich beispielsweise in Island, Indonesien, Neuseeland, Hawaii, Kalifornien und Ecuador. In diesen Regionen kann es einen bedeutenden Teil des Energie- und Wärmesektors ausmachen – zum Beispiel stammen über 90 % der Raumwärme und mehr als 27 % des Stroms in Island aus Geothermie.

Bei richtiger Bewirtschaftung Geothermie verlängerbar und ist eine nachhaltige Energieform, da sie Strom aus der natürlichen Wärme der Erde erzeugt. Bei unverantwortlicher Entwicklung können die Bodentemperaturen unter der Oberfläche sinken. Geothermie ist eine umweltfreundliche Technologie, da sie wenig oder keine Treibhausgasemissionen verursacht.

Obwohl die Geothermie derzeit nur einen kleinen Teil des weltweiten Energiemixes ausmacht, hat sie ein großes Potenzial für die zukünftige Entwicklung, da sie eine zuverlässige Stromerzeugungsquelle ist, die den Grundlaststrombedarf decken kann.

Ein Anliegen bei der Geothermie ist die Grundwassernutzung. Dieser Prozess der Wasserentfernung kann unbeabsichtigt Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff in die Atmosphäre freisetzen. Die Reduzierung der Freisetzung dieser Emissionen ist eine große Herausforderung bei der Entwicklung dieser Technologie.

Schließlich sind die Kosten für Geothermie weitgehend im Voraus. Einfach ausgedrückt sind seismische Messungen, Testbohrungen, Verifizierungstests und andere notwendige Voruntersuchungen teuer, um sicherzustellen, dass eine Geothermieanlage die gewünschten Produktionsspezifikationen erfüllen kann.

Die Nutzung von Geothermie kann in drei Arten eingeteilt werden:

• Anwendungen zur direkten Verwendung:

Es ist wahrscheinlich die am häufigsten verwendete Reihe von Apps. Es ist die direkte Nutzung von erwärmtem Grundwasser ohne die Notwendigkeit einer speziellen Ausrüstung. Alle Anwendungen mit direkter Nutzung verwenden geothermische Quellen bei Mindesttemperaturen, die zwischen etwa 50 und 150 °C (122 und 302 °F) liegen. Dieses geothermische Wasser und Dampf mit minimaler Temperatur kann verwendet werden, um sowohl einzelne Häuser als auch ganze Nachbarschaften zu beheizen, in denen verschiedene Häuser aus einer zentralen Versorgungsquelle beheizt werden.

Darüber hinaus werden weltweit viele Schwimmbäder, Spas, Gewächshäuser und Aquakulturbecken mit geothermischen Ressourcen beheizt.

Viele ähnliche Anwendungen der Geothermie umfassen Kochen, industrielle Anwendungen (wie Obst, Gemüse und Holz), Pasteurisierung von Milch und Schneeschmelze in großem Maßstab.

• Erdwärmepumpen:

Dieses System besteht aus einer Reihe von im Boden versenkten Rohren (Wärmetauscher) und einer Pumpe. Es funktioniert nach dem Prinzip des Wärmeenergieaustauschs zwischen der Oberfläche und der Luft durch die durch die Rohre zirkulierende Flüssigkeit. Als Fluid wird in der Regel Wasser oder ein Wasser-Frostschutz-Gemisch verwendet. Im Sommer wird die Wärme der Heißluft auf den Wärmetauscher und das Fluid übertragen. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Wärmeabgabe an Rohre und Gesteine, Erdreich und Grundwasser. In kälteren Monaten wird die Pumpe umgekehrt. In warmen und feuchten Böden erhöht die Wärmeenergie die Flüssigkeitstemperatur. Diese Energie wird dann an die Wärmepumpe übertragen, die die Luft im Haus erwärmt.

Erdwärmepumpensysteme verbrauchen 25 bis 50 % weniger Energie als herkömmliche Heiz- und Kühlsysteme und können mit ihren vielseitigen Aufbauten an unterschiedliche Situationen angepasst werden.

• Stromerzeugung: Geothermische Energie kann verwendet werden, um Strom basierend auf Temperatur und Flüssigkeitsströmung (Dampf) zu erzeugen. Geothermische Kraftwerke arbeiten trotz verschiedener Konstruktionsunterschiede als Dampfmaschinen und erzeugen Strom. Grundprinzip; bläst den Wasserdampf mit Druck in die Tribüne. Gleiche Zeit, Wasser, das kondensiert und für die spätere Verwendung wiederholt erhitzt wird, sie bewegt sich in einem kreislauf, weshalb geothermie als eine form der erneuerbaren energie angesehen wird.

Im Kraftwerk kommt eine Kombination aus direkt aus dem Untergrund ausgestoßenem (oder hochgepumptem) und heißem Wasser (Nassdampf) zum Einsatz. Die kombinierte Dampftemperatur über 175 °C (347 °F) ebnet den Weg für eine wirtschaftlichere Stromerzeugung.

Heiße Flüssigkeit aus einer geothermischen Quelle könnte bis zu einer Tiefe von 10 km untersucht worden sein.

zur späteren Verwendung auf heißen flüssigen Boden gelegt. Zur Stromerzeugung werden isolierte Rohrleitungen (mit weniger als 2–5 °C (3,6–9 °F) Temperaturverlust) zum Kraftwerk geführt.

Geothermie gilt heute als eine der wertvollsten Energiequellen. Es ist nicht nur eine erneuerbare Energieform, es ist in den meisten Gebieten verfügbar und übertrifft in vielerlei Hinsicht sogar einige traditionelle Quellen.

Geothermie hat zahlreiche Vorteile, insbesondere in Bezug auf traditionelle Energiequellen, von denen der wichtigste ist, dass Geothermie eine wertvolle Ressource für die Umwelt ist. Geothermie wird überwiegend ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe gewonnen, und Geothermiefelder verursachen nahezu keine Emissionen. Darüber hinaus ist Geothermie äußerst vorteilhaft, da Sie bis zu 80 Prozent des herkömmlichen Stromverbrauchs einsparen können. Geothermie wird aus dem Boden gewonnen und Treibhausgase wie Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, Methan und Ammoniak werden freigesetzt. Die ausgestoßene Gasmenge ist im Vergleich zu fossilen Brennstoffen relativ gering.

Im Vergleich zu erneuerbaren Energien wie Sonne, Wind oder Biomasse ist Geothermie eine außergewöhnlich stabile Energiequelle, also unabhängig von Wind oder Sonne und das ganze Jahr über nutzbar. Betrachtet man die Verfügbarkeitsvariable, die zeigt, wie stabil die verschiedenen Energieträger sind, rangiert die Geothermie deutlich vor anderen Arten.

Allerdings hat die Geothermie auch Nachteile, denn es gibt immer zwei Seiten der Medaille.

Obwohl sie als nachhaltige und erneuerbare Energie gilt, kann die Nachhaltigkeit enden, da es an manchen Orten von Zeit zu Zeit kalt werden kann. Geothermie findet sich in Gebieten mit hohen thermischen Gradienten, wie in Gebieten mit Gradientenplattenlänge (z . Geothermische Becken, die mit diesen Gebieten verbunden sind, sollten eine Wärmequelle, eine optimale Wasserversorgung, ein Becken mit optimaler Durchlässigkeit oder eine Struktur haben, die Flüssigkeiten nahe der Oberfläche aufsteigen lässt.

Die Geothermieanlage hat hohe Investitionskosten. Die Amortisationszeit der Investitionskosten ist lang. Aus diesem Grund steht es nicht in der Liste der Präferenzen privater Wirtschaftsinvestoren und Unternehmen, die sich an öffentlichen Ausschreibungen beteiligen. Aus diesem Grund zeigen sich Geothermiekraftwerke eher in Verwaltungen mit sozialem Öffentlichkeitsverständnis.

Windkraft

Windenergie fängt den natürlichen Wind um uns herum ein und wandelt die Luftbewegung in mechanische Energie um. Wind wird durch atmosphärische Druckunterschiede verursacht. Die Windgeschwindigkeiten variieren je nach Geografie, Topografie und Jahreszeit. Infolgedessen gibt es einige Orte, die für die Erzeugung von Windenergie besser geeignet sind als andere. Die Windgeschwindigkeiten sind in Küstennähe und vor der Küste im Allgemeinen höher, da weniger Objekte wie Vegetation, Berge und Gebäude vorhanden sind, um sie zu verlangsamen. Der Mechanismus zur Umwandlung der Luftbewegung in Elektrizität wird als Turbine bezeichnet. Eine Turbine ist eine große Struktur mit mehreren sich drehenden Schaufeln. Diese Schaufeln sind mit einem elektromagnetischen Generator verbunden, der Elektrizität erzeugt, wenn der Wind die Schaufeln dreht.

Traditionell wurde diese Energie zum Mahlen von Getreide und zum Pumpen von Wasser verwendet, heute wird sie jedoch hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet. Windenergie wird zu einem immer wichtigeren Bestandteil des globalen Stromversorgungsmix.

Der größte Vorteil des Windes ist, dass er eine saubere und erneuerbare Energieform ist. Die Stromerzeugung enthält keine direkten Kohlenstoffemissionen oder Luftschadstoffe und verbraucht kein Wasser. Wind hat auch nach dem ersten Bau relativ niedrige Betriebs- und Wartungskosten.

Die Windenergie steht jedoch auch vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Die Windgeschwindigkeiten können im Laufe des Tages und des Jahres variieren und zu Ausfallproblemen in Stromnetzen führen.

Der Preis für Windkraft ist traditionell höher als für herkömmliche Stromerzeugungsquellen, aber die Windkostenkurve ist in den letzten Jahren erheblich gesunken.

Wasserenergie

Etwa 71 Prozent der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Es ist die Arbeit, die kinetische Energie des sich bewegenden Wassers in Elektrizität umzuwandeln. Strom aus Wasserkraftwerken, am weitesten verbreitete erneuerbare Energie, die etwa 16% der weltweiten Stromproduktion ausmacht Typ.

Es gibt zwei Wasserenergietechnologien; Wasserkraft und Gezeitenkraft.

Wasserkraft:

Es ist elektrische Energie, die aus fallendem (potentiellem) oder fließendem Wasser (kinetische Energie) gewonnen wird. Die Bewegung des Wassers dreht die Klingen einer Tribüne, die mit einem Generator verbunden ist. Hier wird mechanische Energie in Strom umgewandelt.

Kurz gesagt, hinter dem Damm, wo die Station gebaut wird, wird viel Wasser zurückgehalten. Kontrollierte Wassermengen können von der Spitze dieses Damms in Betontunnel fließen, die dazu führen, dass das Wasser durch eine Tribüne (im Wesentlichen eine Reihe von Ventilatorflügeln) fließt, die die kinetische Energie des fließenden Wassers erhöht und eine starke Rotationsbewegung erzeugt auf den Tribünen.

Die Turbine ist über ein Getriebe mit einem elektrischen Generator verbunden, der mit kontrollierter Drehzahl rotiert. Dieser Generator wandelt die kinetische Rotationsenergie der Turbine in elektrische Energie (genauer Wechselstrom) um. Ein Transformator, um die Spannung auf einen sehr hohen Wert zu erhöhen so dass die minimale Energie in Wärme umgewandelt wird, während die elektrische Energie an die Verbraucher abgegeben wird.

Es gibt zwei Haupttechnologien der Wasserkraft

Staudammkraftwerke: Es hat den Prozess, den Druck des Wassers zu erhöhen, indem Seen auf den vom Damm geschnittenen Flüssen errichtet werden, und die kinetische Energie mit dem erzeugten Höhenunterschied maximiert und Strom mit der höchsten Rotationskraft erzeugt wird, die auf die Tribünen ausgeübt werden kann .
Flusskraftwerke: Es wird an Stellen mit hohem Durchfluss angewendet. Flow allein reicht jedoch nicht aus. Auch die Durchflussmenge sollte hoch sein. Damit die Strömung einen hohen Wert erreicht, werden die Flussbetten in den meisten Anwendungen in großen Rohren eingeschlossen und der Fluss darf eine Weile durch diese Rohre fließen. Die kinetische Energie des Wassers wird durch Verringerung des Rohrdurchmessers leicht erhöht. und das Wasser wird durch die Tribüne geleitet und dann durch das Rohr abgelassen, wodurch der Fluss wieder in seinen natürlichen Lauf zurückkehrt. Dieser Punkt liegt jedoch normalerweise in der Nähe der Endpunkte, an denen der Fluss auf das Meer oder den Ozean trifft. weil In weiten Teilen wird der Fluss aus seiner natürlichen Umgebung entfernt, was sich negativ auf die Vitalität der Natur auswirkt. Aus diesem Grund hat diese in der Türkei als HES eingesetzte Stromerzeugungstechnik viele soziale Proteste ausgelöst. ist warum.

Gezeitenkraft :

Es wandelt das natürliche Auf und Ab der Gezeiten in Elektrizität um. Gezeitenenergie verwendet mechanische Energie, um mithilfe einer Vielzahl spezialisierter Technologien wie Gezeitenzäune, Dämme und Turbinen Strom zu erzeugen. Darüber hinaus kann die Wellenkraft verwendet werden, um mit einer speziellen Boje oder einem anderen schwimmenden Gerät Energie von Wellen auf der Meeresoberfläche einzufangen.

Energie aus Wasser gilt als erneuerbare Energie, da sie den Wasserkreislauf der Erde und die Schwerkraft zur Stromerzeugung nutzt. Es emittiert auch keine Treibhausgasemissionen oder Luftschadstoffe. Abhängig von der Wasserenergietechnologie können jedoch nachteilige Auswirkungen auf die ökologische Landnutzung ein Problem sein.

Wasser wird auch in großem Umfang bei der Energieerzeugung verwendet. Der Großteil des im Energiesektor verwendeten Wassers dient der Kühlung von Kraftwerken, da Wasser das effektivste Medium zur Steuerung der Abwärme ist. Wasser ist auch ein fossiler Brennstoff Gewinnung und Verarbeitung und Biotreibstoff Es wird verwendet, um Dampf für die Bewässerung von Pflanzen zu erzeugen. Etwa 15 Prozent der weltweiten Wasserentnahme entfallen auf die Energiegewinnung, der zweite auf die Landwirtschaft. Angesichts seiner Knappheit und seiner entscheidenden Rolle bei der Energieerzeugung ist die Wassernutzung und -einsparung eine Herausforderung für viele Akteure der Energiewirtschaft.

Wasserenergie