Energio

El Vikipedio, la libera enciklopedio
(Alidirektita el Energetiko)
Saltu al: navigado, serĉo

La vorto energio devenas de la greka "energeia" kaj havas signifon "ago, agado". Ĝi estas komuna kvanto de la mezuro de diversaj mov-formoj de materio.

Tra la historio de scienco, energio estis esprimata per pluraj malsamaj unuoj, tiaj ergoj kaj kalorioj. Nuntempe, la akceptata mezurunuo pri energio estas la ĵulo, unuo de energio de la Internacia Sistemo SI. Krom la ĵulo, aliaj unuoj de energioj inkluzivas la kilovathoron (kWh) kaj megatunon da ekvivalento de nafto (Mten). Ili estas multe pli grandaj unuoj de energio.

Laŭ variaj fizikaj procesoj, en fiziko oni distingas specojn de energio:

Alia distingo:

Rezulte de la ekzisto de principo de konservado de energio, la nocio "energio" interligas ĉiujn fenomenojn de la naturo. La senco de la principo de konservado de energio estas en tio, ke energio ne aperas el nenio kaj ne malaperas nenie; ĝi povas nur transformiĝi de unu formo de energio al alia. Unu el filozofiaj doktrinoj, nome energetiko, rigardas la energion kiel fundamenton de ĉiuj naturokazaĵoj.

En pure praktika vidpunkto, energetiko estas scienco pri la energio kaj branĉo de la ekonomiko, kiu okupiĝas pri energetikaj rimedoj, ĝia prilaborado, transformo, transporto kaj uzo de diversaj specoj de energio. En 2003 la tutmonda konsumo da energio estis pli ol 10 500 milionoj da tunoj da ekvivalento de nafto (Mten): el kio 2 400 Mten da karbo, 3 600 Mten da nafto, 2 300 Mten da natura gaso, 610 Mtep de nuklea energio, 590 Mten da akvoelektra energio kaj ĉirkaŭ 950 Mten da biomaso kaj kvantetoj eĉ pli malgrandaj da geovarma, suna aŭ venta energio.

Energio-konsumado nuntempe[redakti | redakti fonton]

Estas konate, ke la rapide multiĝanta monda loĝantaro krom la kreskigo de la nutraĵprovizado bezonas ankaŭ la kreskigon de la energio-produktado. Estas konata ankaŭ tiu bedaŭrinda fakto, ke 80 elcentojn de la tutmonda energio kaj krudmaterialo konsumas tiu feliĉa parto de la homaro, kiu vivas en Usono kaj en la aliaj ekonomie evoluintaj mondpartoj. Estas konata ankaŭ tio, ke la malmulte konsumanta parto estas - juste - malkontenta pri la nuna situacio. Ankaŭ ili dezirus kreskigi la konsumadon, por kontentigi la bazajn homajn bezonojn.

Limoj de la konsumad-kreskigo[redakti | redakti fonton]

Sed jam malpli konate estas, ke la nuna usona kaj okcident-eŭropa vivmaniero eblus nur por duonmiliardo da homoj, ĉar alie rapide elĉerpiĝos la energio-fontoj kaj danĝere malpuriĝos la medio, pro produkto de danĝera kvanto da karbonduoksido. Tial, jam la nuna produktado kaj konsumado estas daŭrigebla nur kelkajn jardekojn. Sed la konsumado, anstataŭ stagni aŭ malgrandiĝi, forte kreskas. Se oni konsideras ekz. la naturajn fontojn, la nombron de la loĝantaro kaj la rapidegan industriigon en Ĉinio, estas evidente, ke post kelkaj jardekoj la ĉinoj povos produkti tiom da varoj kaj malpurigan karbonduoksidon, kiom nun produktas la evoluinta mondparto. lli rajtas fari tion, kial ne, kaj povas fari sen ekstera helpo. Ili posedas grandan kvanton da karbo por energioproduktado, krudmaterialojn, laborforton, diligentecon kaj scion. Dume nature la nuna evoluinta mondoparto daŭrigas sian agadon. Kio sekvos el tio, ne estas precize antaŭvidebla. Pro la forceja (vitrodoma) efiko, kiun kaŭzas tro granda kvanto da karbonduoksido en la atmosfero, la averaĝa temperaturo jam sendube kreskas. Tial degelos granda glaciokvanto ĉe la polusoj, signife leviĝos la nivelo de la maroj, inundante grandajn dense loĝatajn regionojn, ŝanĝiĝos la tutmonda klimato, forte grandiĝos la areo de la dezertoj, ktp. La afero estas tre danĝera, ĉar pro la granda inercio de la atmosfero la efiko de la nun produktata karbonduoksido efikos nur post jardekoj. Ne forgesu ankaŭ pri acida pluvo, kaŭzita de karbobruligado, kiu jam forte damaĝis la arbarojn.

Disdividiĝo de la energio-konsumado[redakti | redakti fonton]

La surtera energio-konsumado en la jaro 1991 disdividiĝis jene: petrolo 37,6%, karbo 26,2%, tergaso 20,5%, nuklea energio 6,8%, biomaso 6,3%, akva kaj geotermika energio 2,6%. Ĉu la kaŭzo de tiu ĉi disdividiĝo estas sekvo de la nuntempa teknika nivelo, aŭ ĉu influas ĝin ĉefe personaj aŭ grupaj profitinteresoj, estas malfacile determini.

Superregas petrolo kaj karbo[redakti | redakti fonton]

Estas okulfrape en la konsumado la superregado de nafto kaj minkarbo. Ilia forbruligo estas la ĉefa fonto de la karbonduoksido. Ekonomie ekspluatebla nafto tutmonde haveblos nur dum kelkaj jardekoj, sed karbo ankoraŭ dum jarcentoj. Ankaŭ la senpere aŭ en la formo de alkoholo aŭ oleo forbruligita biomaso produktas karbonduoksidon.

La aliaj fontoj[redakti | redakti fonton]

Nuntempe la tergaso estas tiu energiofonto, kies uzado kaŭzas la plej malgrandan medio-malpurigadon. Tial ĝia uzado rapide kreskas, do la elĉerpiĝo ne bezonas longan tempon. La uzado de geovarma energio estus signife kreskigebla. Verŝajne ekonomiaj aŭ aliaj konsideroj malhelpas ĝian pli ampleksan uzadon. La uzado de la energio de riveroj jam ne estas signife kreskigebla sen detruo de ekologiaj valoraĵoj. La uzado de la energio de la marbordoj, la energio de fluso kaj malfluso estas ankoraŭ ne sufiĉe uzataj nek la ventoenergio.

La sunenergio estas granda eblo por la estonteco. Nuntempe la senpera transformo al elektro per sunĉeloj estas ne farebla sen malprofito, pro ilia alta prezo kaj malalta efikeco. Sed por akvovarmigado la uzado de la sunenergio jam komencas disvastiĝi.

La situacio pri la nuklea energio[redakti | redakti fonton]

Laste sed ne balaste la nuklea energio. En la 50aj kaj 60aj jaroj oni komencis amase konstrui nukleajn energiocentralojn en Usono, en Sovetio, en Okcident-Eŭropo. Tiutempe ŝajnis, ke la energio-provizado de la homaro estas por ĉiam solvita. Ankaŭ la tiutempa konkurarmado instigis la konstruadon de nukleaj reaktoroj, ja en ili oni produktis la plutonion por atombomboj kaj el litio la tricion por hidrogen-bomboj. Sed dume ankaŭ gravaj problemoj sin anoncis. El la foruzita uranio estiĝis aliaj radiantaj elementoj. El inter ili la plutonio estis konvena por plua uzado en reaktoro aŭ por atombombo. Tial per tre danĝera kaj multekosta procedo la grandpotencoj apartigis la plutonion. Sed restis aliaj forte radiantaj elementoj, kies vivdaŭro estas longa. Ties deponado kaŭzas grandan problemon, ja temas pri jarmiloj dum kiuj la deponado devas esti sekura. Tio ankoraŭ estas nesolvita. Oni nun kolektas tiujn danĝerajn materialojn, kies kvanto ade grandiĝas, kaj atendas naskiĝon de ideo por bona solvo. Tial, kaj pro la akcidentoj okazintaj en Three Mile Island (1979) kaj en Ĉernobil (1986) nuntempe la konstruado de atomreaktoroj maloftiĝis, sed en la 1990-aj jaroj denove fortiĝis en Azio.

CERN en Ĝenevo: realigo de energioproduktado dependas de diversaj personaj kaj grupaj profitinteresoj. Ŝajnas, ke tiu ĉi problemo estos solvebla per genia metodo. Se oni bombardas elementojn per grandenergiaj neŭtronoj, estiĝas grandenergiaj neŭtronoj aldone al la originalaj. Per ili oni bombardas longvivdaŭrajn izotopojn, kiuj havas ne fortan, tamen danĝeran radiadon; ili transformiĝas en novajn izotopojn, kies radiado estas forta, sed la vivdaŭro relative mallonga. Tiamaniere la deponada tempo mallongiĝas kaj la transformo cetere liberigas uzeblan energion. La procedo estas farebla surbaze de restaĵoj de reaktoraj uranipecoj, kaj ankaŭ de aliaj elementoj, ekz. torio (Th). Torio en la naturo estas multe pli ofta ol uranio. Ĝia radiado estas malforta, la vivdaŭro tre longa, kaj ekzistas nur unu izotopo. Torio 232 facile kaptas malrapidajn neŭtronojn, poste estiĝas izotopo torio 233, kies duoniĝa tempo estas 22 minutoj. Estiĝas protaktinio (Pa232), kies duoniĝa tempo estas 27 tagoj. La rezulto estas uranio 233, izotopo, kiu emisias fortan gama-radiadon, sed memstara ĉenreakcio ne povas okazi. Gi povas maIkomponiĝi nur, se eksteraj malrapidaj neŭtronoj trafas ĝin. Dum la reakcio liberiĝas signifa varmenergio. (Aparta avantaĝo estas, ke la forta radiado de la materialo malhelpas ĝian komercon en la nigra merkato.) Estas tre grave el la vidpunkto de la sekuro, ke la reaktoro funkcias nur okaze de enkonduko de ekstera energio, tial ĝia nomo estas energio-multobligilo.

Jen la formulo por la procedo: n + Th232 - Pa232 - U233 Jen la skemo de la procedo:

  1. Sinkrotrono (akcelilo de korpuskloj), kiu estigas protonon-faskon de 5 mA (miliamperoj), kun energio de 109 eV (unu miliardo da elektronvoltoj).
  2. Energio-multobligilo. Tie la rapidaj protonoj puŝiĝas al plumbo, kiu tial emisias rapidajn neŭtronojn. La torio estas en apartaj malgrandaj globoj, ĉíu en la mezo de grafita globo. Tiu bremsas la neŭtronojn. Ili ĉiuj estas en premita akvo.
  3. La premita, alttemperatura akvo cirkulas tra varminterŝanĝiIo, kie ĝi estigas akvovaporon. Tiu funkciigas turbinon, kaj la kunligita generatoro produktas elektran energion. La elektra energio povas esti 40-50-oble pli granda ol necese por funkciigi la sinkrotronon. Do malgranda parto de la produktita energio sufiĉas por la funkciigo, la cetera estas konsumebla.

La sistemo estas tute fermita. Gi estas iam ajn senprobleme malŝaltebla, haltigebla. Laŭ la kalkuloj 5000 kg da torio povas estigi 250 MW (250 milionoj da vatoj) da termika povumo. Dum du jaroj konsumiĝas el ĝi 5% (250 kg). Tiu termika povumo egalas al tiom, kiom povas produkti la forbruligo de 28 megatunoj (28 miliardoj da kilogramoj) da karbo.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]