Al món on vivim, l'energia és un pilar fonamental que impulsa les nostres vides diàries. Lenergia ens permet il·luminar les nostres cases, moure vehicles, mantenir els nostres dispositius electrònics funcionant i molt més. Però d'on prové aquesta energia?
En aquesta secció explorarem el concepte de les fonts d'energia. Les fonts denergia són els recursos, tant naturals com artificials, dels quals extraiem lenergia necessària per satisfer les nostres necessitats energètiques. Aquestes fonts denergia abasten una àmplia varietat de formes, des de lenergia solar, eòlica i hidroelèctrica fins als combustibles fòssils , lenergia nuclear i més.
Al llarg d'aquesta secció, examinarem de manera imparcial les diferents categories de fonts d'energia, considerant-ne els avantatges, els inconvenients i la influència en el medi ambient.
Què és una font denergia?
Una font d'energia és una font o recurs natural on obtenim l'energia que necessitem per fer funcionar les nostres vides. Aquesta energia pot ser utilitzada per il·luminar les nostres cases, moure els nostres automòbils, escalfar aigua o fins i tot carregar els nostres dispositius electrònics.
Hi ha diferents tipus de fonts d'energia, com l'energia solar, que prové de la llum del sol ; l' energia eòlica , que es genera a partir del vent; l'energia hidroelèctrica, que aprofita el flux de l'aigua a rius i preses; i l'energia fòssil, que s'obté de recursos com el petroli i el gas natural .
També hi ha fonts d'energia més modernes, com l'energia nuclear, que es genera a partir de reaccions nuclears, i l' energia geotèrmica , que prové de la calor de la Terra . Cada font denergia té els seus propis avantatges i desavantatges en termes de disponibilitat, impacte ambiental i costos.
Tipus i classificació de les principals fonts d'energia
Les fonts d'energia són fonamentals per al funcionament de la societat moderna, i es poden classificar principalment de dues maneres: segons l'origen en primàries o secundàries, i segons la capacitat de regeneració en renovables o no renovables.
Classificació segons l'origen
- Funets primàries Les fonts d'energia primària són aquelles que es troben directament a la natura i que no han estat sotmeses a cap procés de transformació. Aquestes inclouen recursos com el petroli, el carbó, el gas natural, la llenya o biomassa, els combustibles nuclears, i les energies hidroelèctrica, eòlica, geotèrmica i solar. Aquestes fonts primàries són essencials perquè són la base per a la producció denergia en la seva forma més simple i directa.
- Fonts secundàries En contrast, les fonts d'energia secundària són les que s'obtenen a partir de la transformació de les fonts primàries. L'electricitat és l'exemple més comú de font secundària, ja que es genera a través de la conversió d'energia primària mitjançant diferents processos, com ara la crema de combustibles fòssils o la utilització d'energia hidroelèctrica.
Classificació segons la capacitat de regeneració
- Fonts d'energia renovable: són fonts que es regeneren de manera natural i són virtualment inesgotables, com l'energia solar, eòlica, hidroelèctrica, geotèrmica i la biomassa.
- Fonts d'energia no renovable: Són aquelles que existeixen en quantitats limitades i s'esgoten amb l'ús, com ara els combustibles fòssils (petroli, carbó, gas natural) i els combustibles nuclears.
Principal font d'energia del nostre planeta
La majoria dels recursos energètics del món tenen com a font primària el Sol.
L'energia solar es conserva indirectament en forma d'energia fòssil o com a energia directament aprofitable (per exemple, els vents ).
Fins i tot la hidroelectricitat deriva de l'energia solar que provoca l'evaporació de l'aigua i la condensació consegüent quan els núvols es troben amb l'aire dels fronts climàtics freds o de les altes muntanyes.
Fonts no renovables
Les fonts denergia no renovables són els recursos energètics que no tenen capacitat de regeneració o que la velocitat de consum és superior al de la seva regeneració.
La disponibilitat d'aquestes fonts és actualment encara força alta i, en conseqüència, el cost relativament baix.
Els principals recursos no renovables són els següents:
Combustibles fòssils
Els combustibles fòssils, com el carbó, el petroli i els hidrocarburs, especialment el metà, representen una de les fonts d'energia principals a nivell mundial. La combustió d'aquests recursos naturals genera una gran quantitat d'energia, que s'utilitza en diversos sectors clau per al desenvolupament i el funcionament de la societat moderna.
En primer lloc, una part significativa daquesta energia es destina als sistemes de calefacció, proporcionant calor a llars, indústries i altres infraestructures. A més, els combustibles fòssils són fonamentals per al funcionament de motors en diferents mitjans de transport, com ara automòbils, avions i vaixells. Tot i això, el seu ús més destacat és en la generació d'energia elèctrica, on la combustió de carbó i gas natural en plantes termoelèctriques produeix l'electricitat que abasteix milions de llars, empreses i indústries.
Tot i la seva eficiència energètica, l'ús de combustibles fòssils planteja importants desafiaments ambientals a causa de les emissions de gasos d'efecte hivernacle.
Energia nuclear
L'energia nuclear es pot veure com la mare de totes les energies, a la terra i fins i tot a l'univers. De fet, totes les energies, des de la solar fins a les energies fòssils , des de l'eòlica fins a la hidroelèctrica, no són res més que un subproducte de la transformació d'aquest tipus d'energia.
Hi ha dos tipus de reaccions nuclears: les de fissió i les de fusió. Avui dia, tots els reactors nuclears són de fissió per raons tècniques.
L'energia de fissió atòmica es basa a trencar un nucli atòmic pesant (generalment Urani-235) per obtenir dos nuclis més petits, que pesen menys que el nucli original. La petita diferència de massa és capaç de produir una gran quantitat denergia.
Les plantes de fissió nuclear produeixen actualment el 16% de lelectricitat mundial.
Fonts d'energia renovables
Les fonts d'energia renovables són els tipus d'energia inesgotables. El seu ús no implica una disminució del recurs.
Les fonts d'energia renovables principals són les següents:
Llenya i biomassa
La combustió de biomassa, fusta o altres materials orgànics fàcilment disponibles representa la manera més antiga de produir calor i per tant energia.
Últimament, però, una renovada consciència en la lluita contra el canvi climàtic, combinada amb una preocupació creixent per trobar recursos energètics, han tornat a posar d'actualitat aquesta font energètica.
Energia solar
L'energia solar és la font fonamental d'energia per a gairebé totes les activitats a la Terra. Fins i tot els combustibles fòssils, com ara el petroli, són una forma indirecta d'energia solar. Això és perquè provenen de la matèria orgànica de plantes i altres organismes que, al llarg de milions d'anys, van capturar l'energia del sol a través de la fotosíntesi. Aquesta matèria orgànica, sotmesa a pressió i calor sota la superfície terrestre durant eres geològiques, es va transformar en les reserves de petroli que fem servir avui dia.
L'energia solar es pot aprofitar de diverses maneres, i les més destacades són les següents:
- Energia solar fotovoltaica Aquest mètode es basa en l'efecte fotovoltaic, un fenomen físic en què certs materials, com el silici, generen electricitat quan són exposats a la llum solar. Els panells solars fotovoltaics converteixen directament la radiació solar en electricitat i proporcionen una font neta i renovable d'energia.
- Energia solar tèrmica : Aquest enfocament se centra en l'aprofitament directe de la calor del sol. Mitjançant col·lectors solars, es capta i concentra la radiació solar per escalfar fluids, que després es poden utilitzar per generar vapor i, en conseqüència, electricitat, o bé per proporcionar calefacció en aplicacions domèstiques i industrials.
Energia eòlica
L'energia eòlica és una de les fonts d'energia més antigues: els molins de vent han estat utilitzats des del segle VII dC per convertir l'energia eòlica en energia mecànica.
Els desavantatges són la ubicació geogràfica, els grans espais necessaris per a la producció centralitzada i limpacte ambiental.
Hidroelectricitat
L'energia hidroelèctrica és una energia neta que aprofita l'energia potencial de l'aigua situada a gran alçada en conques muntanyenques, que en caure actua sobre una turbina, produint electricitat. El principi és el mateix que en una central termoelèctrica: la diferència és que el medi que fa girar la turbina és laigua, no el vapor.
Actualment, el 16% de l'electricitat mundial és d'origen hidroelèctric: un dels desavantatges de la hidroelectricitat, però, és precisament l'impacte ambiental i social de la construcció de preses.
Energia geotèrmica
L'energia geotèrmica és l'energia generada per mitjà de fonts geològiques de calor i es pot considerar una forma d'energia renovable. Es basa en l'aprofitament termodinàmic de la calor interna de la Terra alimentada per l'energia tèrmica alliberada en els processos de desintegració nuclear d'elements radioactius com ara l'urani, el plutoni o el tori.
En penetrar més profundament, la temperatura es fa gradualment més alta, augmentant en uns 30 °C per km a l'escorça terrestre.
L'explotació d'aquesta font, en el cas de fonts geotèrmiques d'alta entalpia , consisteix a conduir els vapors provinents de les fonts d'aigua subterrànies cap a turbines especials utilitzades per produir energia elèctrica. I a la reutilització del vapor d'aigua calenta per a calefacció urbana, cultius d'hivernacle i termalisme.
Energia marina o oceànica
L'energia oceànica es refereix al conjunt d'energia continguda en diverses formes als mars i oceans. Aquesta immensa quantitat d'energia es pot extreure de l'aigua del mar amb diferents tecnologies: basades en l'energia cinètica dels fluids (corrents, onades, marees) i el gradient (tèrmic i salí). Avui dia s'han provat molts sistemes d'extracció d'energia i alguns ja es troben a una etapa precomercial.
Fusió nuclear
La fusió nuclear és una variant de l'energia nuclear . Es tracta del procés d´unió dels nuclis de dos àtoms d´hidrogen en què s´allibera una enorme quantitat d´energia.
Aquest procés dóna lloc al'energia del Sol . Genera grans quantitats de calor que es podria aprofitar per generar electricitat. Tot i això, les temperatures i pressions requerides per mantenir la fusió el converteixen en un procés molt difícil de controlar.
Un dels avantatges potencials de la fusió és la possibilitat teòrica d'entregar grans quantitats d'energia de manera segura i amb una contaminació relativament petita.
El combustible de la fusió nuclear és l'hidrogen. A causa de l'enorme presència d'hidrogen al planeta, la fusió nuclear es consideraria una font d'energia renovable.
Evolució històrica de les fonts denergia
La història de les fonts denergia és un reflex del desenvolupament humà i de levolució tecnològica. Des de temps prehistòrics, els éssers humans han utilitzat diverses fonts d'energia per satisfer les necessitats bàsiques, com la cocció d'aliments, la calefacció i la il·luminació.
A l'antiguitat, la biomassa , especialment la llenya, va ser la principal font d'energia. Els primers éssers humans depenien del foc, que obtenien cremant fusta i altres materials orgànics, no només per cuinar i escalfar-se, sinó també com a eina en la fabricació d'utensilis i la caça.
Amb el temps, les civilitzacions van començar a aprofitar altres fonts denergia. Per exemple, l'energia hidràulica es va utilitzar des d'almenys el segle III aC a l'antiga Grècia i Roma, on els molins d'aigua s'empraven per moldre gra i fer altres tasques mecàniques. L'energia eòlica també va començar a utilitzar-se, principalment en la navegació, amb la invenció de les veles que van permetre als vaixells recórrer grans distàncies.
L'ús de combustibles fòssils es va popularitzar durant la Revolució Industrial al segle XVIII. El carbó va ser la primera font fòssil àmpliament explotada, alimentant les primeres màquines de vapor que van impulsar fàbriques, trens i vaixells. Aquest canvi va marcar una fita a la història de la humanitat, permetent un creixement econòmic i un desenvolupament urbà sense precedents.
A finals del segle XIX i principis del XX, el petroli i el gas natural van començar a guanyar importància, especialment amb la invenció del motor de combustió interna i l'auge de la indústria automotriu.
Finalment, a la segona meitat del segle XX, l' energia nuclear va emergir com una nova font d'energia, oferint una alternativa poderosa però controvertida als combustibles fòssils. A mesura que avançava el segle, també es van redescobrir les fonts renovables, com ara la solar i l'eòlica, en resposta a la preocupació creixent per l'esgotament dels recursos no renovables i l'impacte ambiental.