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環境學 - 能源資源
物理學家將能量定義為做功的能力。地球上的能量以多種形式存在,有些可以直接用於做功,而另一些則需要轉化過程。太陽是我們生活中主要的能源。此外,水、化石燃料(如煤炭、石油產品)、水、核電站都是能源。
不斷增長的能源需求
能源始終與人類的經濟增長和發展密切相關。目前以快速經濟增長為重點的發展戰略,將能源利用作為經濟發展的指標。然而,這一指標並未考慮過度能源利用對社會長遠的不良影響。
近200年來,煤炭是19世紀工業革命的主要能源。20世紀末,石油佔世界商業能源消費的39%,其次是煤炭(24%)和天然氣(24%),核能(7%)和水力/可再生能源(6%)佔其餘部分。
工業化、城市化和人類住區數量的驚人增長使能源需求增加了數倍。現代生活方式和人類對其個人和職業工作日益依賴機器和裝置,進一步增加了能源需求。根據國際能源署釋出的《2016年世界能源展望》(WEO-2016),由於在公路貨運、航空和石化產品方面缺乏容易替代石油的替代品,全球石油需求將持續增長到2040年。
可再生能源資源
可再生能源系統利用不斷補充的資源,通常汙染較少。例如水力、太陽能、風能和地熱能(來自地球內部的熱能)。我們還可以透過燃燒樹木甚至垃圾作為燃料以及將其他植物加工成生物燃料來獲得可再生能源。
風能
流動的空氣或風具有大量的動能,可以使用風力渦輪機將其轉化為電能。風推動葉片旋轉,葉片進一步連線到發電機,從而發電。將風能轉化為電能需要平均每小時14英里的風速。2015年,風力發電滿足了全球電力需求的近4%,新增風力發電裝機容量近63吉瓦。
太陽能
太陽能是太陽提供的能量。利用不斷發展的技術來加以利用。2014年,全球太陽能發電量為186太瓦時,略低於世界總電網電力的1%。義大利的太陽能發電比例位居世界前列。國際能源署認為,開發經濟適用、取之不盡、用之不竭的清潔太陽能技術將帶來長期的益處。
生物質能
燃燒木頭時,我們正在使用生物質能。由於植物和樹木依賴陽光生長,生物質能是儲存的太陽能的一種形式。雖然木材是生物質能的最大來源,但農業廢棄物、甘蔗廢棄物和其他農業副產品也用於發電。
水力發電
由水產生的能量稱為水力發電。世界許多地方都建立了大小不等的水力發電站來發電。150個國家生產水力發電,亞太地區在2010年貢獻了全球水力發電的32%。2015年,水力發電佔全球總髮電量的16.6%,佔所有可再生能源發電量的70%。
潮汐能和波浪能
地球表面70%是水。太陽透過加熱水來產生洋流和產生波浪的風。據估計,熱帶海洋在一週內吸收的太陽能可能相當於全世界的石油儲量——1萬億桶石油。
地熱能
它是儲存在地球內部的能量(“geo”代表地球,“thermal”代表熱量)。地熱能始於地球深處熾熱的熔岩(稱為岩漿),岩漿在地球地殼的某些部分出現。從岩漿上升的熱量使被稱為地熱儲層的地下水池變暖。如果有開口,地下熱水就會湧到地表,形成溫泉,或者沸騰形成間歇泉。利用現代技術,在深層地下鑽井以開發地熱儲層。這被稱為地熱能的直接利用,它提供源源不斷的熱水被泵送到地表。