כל סוגי האנרגיות ומקורותיהן

סוגי האנרגיה הם הדרכים השונות בהן אנרגיה מתבטאת. אנרגיה היא היכולת של הגוף לייצר עבודה, כלומר לקדם פעולה או תנועה.

חַשְׁמַל

אנרגיה חשמלית היא אחד מסוגי האנרגיה הנפוצים ביותר בעולם, היא מועברת בקלות באמצעות כבלים ויכולה להיות מיוצר ממקורות אנרגיה שונים, כגון מים, רוח, שמש וחומרים בוערים דלקים.

אנרגיה חשמלית או חשמל הם תוצאה של חלקיקים קטנים הנעים הנקראים אלקטרונים, הנישאים על ידי חוטים.

כל המכשירים והתאורה האלקטרוניים שאנו מדליקים בביתנו מופעלים באמצעות חשמל. חשמל מיוצר בתחנות כוח ומגיע לבתינו באמצעות כבלים חשמליים.

כבלים חשמליים מפיצים את האנרגיה המופקת בצמחים.

מהם מקורות האנרגיה החשמלית?

במפעלים אנרגיה חשמלית מופקת על ידי גנרטורים, המופעלים מתנועת הטורבינות. תנועת הטורבינות יכולה בעצם לקרות בשתי דרכים:

• אנרגיה מכנית: כאשר הטורבינות מועברות מכוח מים ורוח, כמו בתחנות כוח הידרואלקטריות ורוח.
• אנרגיה כימית: כאשר הטורבינות מועברות באמצעות קיטור מדלקים בוערים, כמו במקרה של תחנות כוח תרמו-חשמל וגרעין.

כמה דוגמאות לדלקים המשמשים בתחנות כוח תרמו-אלקטריות הן: פחם, נפט, גז טבעי וביומסה. תחנות כוח גרעיניות משתמשות באלמנטים רדיואקטיביים כגון אורניום ופלוטוניום.

אנרגיה מכנית

אנרגיה מכנית מתייחסת ליכולתו של גוף לנוע בתנועה. אנרגיה מכנית היא סכום האנרגיה הקינטית והאנרגיה הפוטנציאלית.

• אנרגיה קינטית: זו האנרגיה הקשורה לתנועת הגוף, היא קיימת בכל פעם שהיא רוכשת מהירות;
• אנרגיה פוטנציאלית: היא האנרגיה של גוף שנמצא במצב אך יכול לנוע. זו אנרגיה שיכולה להפוך לקינטיקה.

דוגמא לאנרגיה פוטנציאלית היא כדור מתכת המחובר למטוטלת. כאשר אנו מרימים את הכדור בידנו, הוא רוכש אנרגיה פוטנציאלית, שכן הוא יעבור לתנועה כאשר אנו משחררים אותו.

לכדור תלוי מטוטלת יש אנרגיה פוטנציאלית כאשר היא אנרגיה נייחת וקינטית כשהיא בתנועה.

מהם מקורות אנרגיה מכניים?

אנרגיה מכנית קיימת בכל גוף נע או במצב שממנו הוא יכול ליצור תנועה, כלומר לבצע עבודה.

אנו יכולים למצוא דוגמאות לאנרגיה מכנית בחיי היומיום שלנו, כמו רוח, כדור שנזרק לאוויר, אדם רץ או מכונית בתנועה.

כוחם של המים הוא אחד ממקורות האנרגיה המכניים הנפוצים ביותר לייצור סוגי אנרגיה אחרים, כגון חשמל.

במפעל הידרואלקטרי משתמשים בכוחו של מפל גדול להנעת הטורבינות המניעות את הגנרטורים והופכות אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.

למידע נוסף על אנרגיה מכנית.

אנרגיית תרמית

אנרגיה תרמית היא האנרגיה הפנימית של גוף או חומר והיא תוצאה של הרטט של האטומים והמולקולות שלו.

אנרגיה תרמית מתקבלת מחום: ככל שחומר חם יותר, כך החלקיקים נעים מהר יותר והאנרגיה התרמית גבוהה יותר.

אנו יכולים לחשוב על מספר דוגמאות לאנרגיה תרמית בחיי היומיום שלנו, כמו תנורי החימום שאנו משתמשים בהם בקור, התנור בו אנו אופים עוגה וכוס שוקולד חם.

להכנת שוקולד חם, למשל, שמנו חלב קר בכד חלב והפעלנו את הכיריים. הלהבה מחממת את החלב ומערבבת את מולקולותיו, וכתוצאה מכך עולה אנרגיה תרמית.

מזון המחומם על כיריים רוכש אנרגיה תרמית.

מהם מקורות האנרגיה התרמית?

ניתן לקבל אנרגיה תרמית משריפת דלק כלשהו כמו גז, נפט או עץ, וכן ניתן להשיג מקרני השמש והחום המופק בתוך כדור הארץ.

אנרגיה תרמית משמשת בחלק מהצמחים לייצור סוגים אחרים של אנרגיה, כמו אנרגיה חשמלית ומכנית, או שהיא יכולה לשמש ישירות כאנרגיה תרמית במערכות חימום.

למידע נוסף על אנרגיית תרמית.

אנרגיה גרעינית

אנרגיה גרעינית היא האנרגיה הקיימת בגרעין האטום ומשתחררת כאשר הגרעין מבקע או נשבר.

אטומים הם חלקיקים היוצרים את כל האובייקטים הקיימים בטבע (כולל גופנו). הם מורכבים מפרוטונים, אלקטרונים ונויטרונים וגרעין, ממנו מגיעה האנרגיה.

אנרגיה גרעינית משמשת לייצור אנרגיה חשמלית בכמה מדינות ברחבי העולם, אך היא שימשה גם לצרכים צבאיים בייצור פצצות אטום.

תחנת ייצור כוח גרעיני.

מהם מקורות האנרגיה הגרעינית?

המקור העיקרי לאנרגיה גרעינית הוא אורניום, יסוד רדיואקטיבי המצוי בסלעים. יסוד זה מתקבל מהטבע והופך לכדורים שישמשו בכורים גרעיניים.

תהליך ייצור האנרגיה מתרחש באופן הבא:

• גרעין האורניום נשבר על ידי נויטרונים המושלכים לעברו;
• עם שיבוש הגרעין נוצרים שני אטומי אורניום;
• כאשר הגרעין נשבר, אנרגיה ונויטרונים חדשים משתחררים;
• נויטרונים אלה פונים לעבר גרעיני אורניום אחרים וגורמים להם להישבר, ומתחילים בתגובת שרשרת.

למידע נוסף על אנרגיה גרעינית.

אנרגיה כימית

אנרגיה כימית היא אנרגיה פוטנציאלית והיא מאוחסנת בקשרים של יסודות כימיים. כאשר מתרחשת תגובה כימית, אנרגיה זו משתחררת.

התגובה הכימית בדרך כלל מייצרת חום וכשזה קורה, חומר האב הופך לחומר חדש לחלוטין. אחת הדוגמאות העיקריות לתגובת אנרגיה כימית היא בעירה.

לעץ יש אנרגיה כימית, המשתחררת עם בעירה.

מהם מקורות האנרגיה הכימית?

אנרגיה כימית קיימת באלמנטים שכאשר נשרפים מייצרים אנרגיה, כגון פחם, ביומסה, עץ ושמן.

יסודות אלה נוצרים על ידי קשרים כימיים וכאשר הם נשרפים הם משחררים אנרגיה והאטומים שלהם מתארגנים מחדש ויוצרים חומר כימי חדש.

בואו נסתכל על תגובת הבעירה של מימן (H₂), שקורה עם חצי מולקולת חמצן (½ O₂):

ה₂ + ½ ה₂ → H₂או

כאשר מולקולת מימן מגיבה עם חצי מולקולת חמצן, מתרחשת תגובה בה אנרגיה משתחררת והתוצר שלה הוא מולקולת מים.

דוגמא נוספת תהיה בעירת הפחם (C) אשר מגיבה במגע עם חמצן (O₂):

C + O₂ → CO₂

מולקולת הפחמן הגיבה עם מולקולת החמצן, משנה את הקשרים הכימיים ויוצרת מולקולת פחמן דו חמצני (CO).₂). בתהליך זה יש גם שחרור אנרגיה.

למידע נוסף על אנרגיה כימית.

מקורות אנרגיה: מהי אנרגיה מתחדשת ולא מתחדשת?

מקורות אנרגיה הם חומרי הגלם המשמשים לייצור אנרגיה. אנרגיה משמשת להפעלת מכונות, אמצעי תחבורה ומכשירים אלקטרוניים.

לייצור אנרגיה יכולה להיות השפעה משמעותית על מקורות הטבע ועל קיימותו של כדור הארץ. בהקשר זה ניתן למיין מקורות אנרגיה כמתחדשים ולא מתחדשים.

מקורות אנרגיה מתחדשים

אנרגיות מתחדשות הן מקורות אנרגיה שאינם מדולדלים בשימוש, כמו אנרגיית רוח או שמש. לא משנה כמה המשאבים הללו משמשים לייצור אנרגיה, זמינותם בטבע לא פחתה.

המקורות העיקריים לאנרגיה מתחדשת הם:

• מים: כוח תנועת המים מסובב את הטורבינות ומפעיל את הגנרטורים המייצרים אנרגיה;
• רוּחַ: כוח הרוחות מסובב את טחנות הרוח או הגלגלים ומפעיל את טורבינות הרוח המייצרות אנרגיה;
• גיאותרמית: קיטור ומים חמים מהחום שבתוך כדור הארץ משמשים להפעלת טורבינות ולהפקת אנרגיה. מקור אנרגיה זה מתקבל מקידוח מאגרים עמוקים;
• סוֹלָרִי: פאנלים סולאריים לוכדים אנרגיה מחום ואור שמש, העוברת דרך מהפך והופכת לאנרגיה חשמלית;
• ביומסה: היא האנרגיה המתקבלת משריפת חומר אורגני שמקורו מן החי או הצומח. ניתן להשיג ביומסה מפירוק מזון ופסולת צמחים, זבל בעלי חיים וזבל;
• אוקיינוסים: האם האנרגיה המתקבלת מתנועת הגאות והשפל (תנועת הגאות והשפל) או גלי הים (רכב דומם). תנועת המים מניעה גנרטורים חשמליים שקועים למחצה בים ואוגרים אנרגיה.

למידע נוסף על אנרגיה מתחדשת.

מקורות אנרגיה שאינם מתחדשים

מקורות אנרגיה שאינם מתחדשים הם אלה שניתן להדלדל עם השימוש, מכיוון שהטבע אינו מסוגל לחדש אותם באותה המהירות שבה משתמשים בהם.

מקורות אלה הם ממוצא אורגני, צמחי ובעלי חיים, והם נוצרים מטבעם בתהליכים איטיים שיכולים להימשך עד מיליוני שנים.

מקורות האנרגיה העיקריים שאינם מתחדשים הם:

• פחם מינרלי: פחם הוא דלק מאובנים המתקבל בכרייה ומשמש לייצור חשמל במפעלים תרמואלקטריים. הוא משמש גם כאנרגיה תרמית לתהליכים תעשייתיים;
• נֵפט: נפט הוא דלק מאובנים המתקבל מקידוחים בקרקעית האוקיאנוס. הוא משמש לייצור אנרגיה חשמלית וגם בדלקים לרכב מנועי;
• גז טבעי: גז טבעי הוא גם דלק מאובן ונמצא בדרך כלל קרוב לנפט. גז טבעי משמש גם כדלק ולהפקת חשמל;
• דלקים גרעיניים: אנרגיה גרעינית מתקבלת בעיקר מאורניום, חומר הזמין בכמויות מוגבלות בטבע. בנוסף לאי התחדשותם, דלקים גרעיניים מסוכנים בגלל הרדיואקטיביות שלהם.

למידע נוסף על אנרגיות שאינן מתחדשות.

מהם מקורות האנרגיה העיקריים בברזיל?

על פי נתוני משרד המכרות והאנרגיה משנת 2016, ברזיל היא אחת המדינות המשתמשות ביותר באנרגיה ממקורות מתחדשים, והן מייצגות 42.9% ממטריצת האנרגיה שלה.

בהתחשב בכל העולם אחוז האנרגיה המתחדשת הוא 13.7% בלבד, מה שמייצג יתרון מבחינת קיימות למדינה. בנוסף, יש גיוון במקורות האנרגיה, בדקו זאת.

אנרגיות מתחדשות מייצגות 42.9% ממטריצת האנרגיה הברזילאית

• ביומסה של קני סוכר: 17%
• הידראוליקה: 12%
• עצי הסקה ופחם: 8%
• אקונומיקה וחומרים מתחדשים אחרים: 5.9%

Itaipu הוא המפעל ההידרואלקטרי הגדול ביותר בברזיל והשני בגודלו בעולם.

אנרגיות שאינן מתחדשות מייצגות 57.1% ממטריצת האנרגיה הברזילאית

• נפט ונגזרים: 36.4%
• גז טבעי: 13%
• פחם: 5.7%
• אורניום: 1.4%
• שאינם מתחדשים אחרים: 0.6%

פלטפורמת הפקת נפט באנגרה דוס רייז, ריו דה ז'ניירו.

מקורות אנרגיה ראשוניים הופכים לאנרגיה משנית

מקורות האנרגיה העיקריים הם אלה שמגיעים ישירות מהטבע והופכים לאנרגיות משניות שישמשו את האדם. מקורות אנרגיה עיקריים מסוימים הם: מים, שמש, רוח, דלקים מאובנים, קני סוכר ואורניום.

אנרגיות אלה נלכדות במרכזי טרנספורמציה, כמו תחנות כוח ובתי זיקוק, והופכות לאנרגיות משניות. כמה דוגמאות לאנרגיה משנית הן: חשמל, ביוגז, מוצרי נפט, אתנול, בנזין ופחם.

3 דוגמאות להשפעות סביבתיות הנגרמות כתוצאה מייצור אנרגיה

מאז המהפכה התעשייתית הביקוש לאנרגיה גדל בשיעורים גבוהים מאוד. אנרגיה דרושה להפעלת תעשיות, תחבורה, ייצור חשמל בבתים, לחקלאות וכו '.

צורך גבוה זה בייצור אנרגיה גורם להשפעות סביבתיות משמעותיות, כגון זיהום אוויר ואוקיאנוס וחוסר איזון במערכת האקולוגית. ראה כמה מההשפעות הסביבתיות העיקריות של ייצור אנרגיה:

1. דלקים מאובנים הם האחראים ביותר להתחממות כדור הארץ

נכון לעכשיו, מקורות האנרגיה הנפוצים ביותר בעולם הם דלקים מאובנים. יחד, נפט, גז טבעי ופחם מהווים 81% מכל ייצור האנרגיה והצריכה בעולם.

דלקים מאובנים מורכבים מכל החומרים החיים (צמחים ובעלי חיים) שהתפרקו במשך מיליוני שנים. המשמעות היא שההפקה שלך מתרחשת לאט מאוד.

בדלקים אלו יש כמות גדולה של פחמן בהרכבם והתגובה הכימית המתרחשת במהלך בעירתם משחררת אנרגיה וגזים כגון פחמן דו חמצני.

מה הקשר בין דלקים מאובנים להתחממות כדור הארץ?

שריפת דלקים מאובנים משחררת גזי חממה כגון פחמן דו חמצני (CO₂), אדי מים (H₂O), מתאן (CH₄) ותחמוצת החנקן (N₂O).

גזים אלה מצטברים באטמוספירה ומונעים את החזרת קרני השמש לאטמוספירה. חלק מהחום שצריך להשתקף נלכד על פני כדור הארץ ומעלה את הטמפרטורה שלו.

ההתחממות הגלובלית מביאה להתכה של כיפות הקרח הקוטביות ולעליית מפלס הים, להכחדת המינים ולחוסר האיזון של מערכות אקולוגיות.

ההתחממות הגלובלית גורמת לקרחונים להתמוסס.

2. דלקים גרעיניים הם רדיואקטיביים ומסכני חיים

ייצור אנרגיה גרעינית הוא יעד לביקורת רבה בגלל הסיכונים הכרוכים בשימוש בחומרים רדיואקטיביים. ההשפעות הגדולות ביותר של אנרגיה מסוג זה הן:

סיכון לזיהום בזנב

היסודות המשמשים לייצור אנרגיה גרעינית, כגון אורניום ופלוטוניום, מהווים סיכון רב לחיים מכיוון שהם רדיואקטיביים ביותר.

לייצור אנרגיה גרעינית משתמשים בכדורי אורניום דו-חמצני שנשארים רעילים במשך אלפי שנים ויש לאחסן אותם במאגרי עופרת.

אם שאריות אלה אינן מאוחסנות כהלכה, הן עלולות לזהם קרקעות ומים, לגרום לחוסר איזון במערכות האקולוגיות ולהוות סיכונים לכל צורות החיים.

סיכון לזיהום בתאונות

תחנות כוח גרעיניות פועלות על פי פרוטוקולי בטיחות מחמירים, אך מהווים סכנת נזילה ותאונות, כמו אלה שקרתו בצ'רנוביל (1986) ובפוקושימה (2011).

הקרינה הנפלטת בתאונות אלו עלולה לגרום למקרי מוות, מחלות כמו סרטן, מום בעוברים, מוטציות גנטיות בחרקים, צמחים ובעלי חיים וכוויות.

חימום מי ים

מפעלי ייצור אנרגיה גרעינית משתמשים במי ים כדי לקרר את הכורים, שמניעים את הטורבינות ומגיעים לטמפרטורות גבוהות מאוד.

בתהליך זה, מי הים המשמשים לקירור מחוממים ומוחזרים לים בחום של 60 מעלות צלזיוס מטמפרטורת הסביבה, אשר יכולים להשפיע על המערכת האקולוגית הימית.

הבנייה נהרסה לאחר התאונה בצ'רנוביל שבאוקראינה.

3. אנרגיה הידרואלקטרית מתחדשת, אך היא גורמת להשפעות סביבתיות

תחנות כוח הידרואלקטריות משתמשות באנרגיה מכנית של כוח המים להנעת הטורבינות, אך על מנת שהמים יגיעו לחוזק הדרוש, נבנים סכרים הסוערים את המים.

כאשר הסכר מתמלא, הסכרים נפתחים והמים יורדים בלחץ גדול ומניעים את הטורבינות לייצור חשמל.

למרות היותו מתחדש, כדי לבנות סכר יש צורך להציף שטח גדול מאוד ולגרום להשפעות סביבתיות משמעותיות, כמו הכחדת מינים ושינוי מערכות אקולוגיות.

בנוסף, מכיוון שהם משתמשים בשטחים גדולים מאוד, הקמת מפעלים הידרואלקטריים בדרך כלל להסיר קהילות נהרות, שנאלצות לעזוב את בתיהן ולהתחיל מחדש אצל אחרים מיקומים.

סכר הצמח איטאיפו.

דע עוד על: דלקים מאובנים ו התחממות כדור הארץ ואפקט החממה.