Energiebronnen

Spreekbeurt ANW : Energie
Overal om ons heen is energie. Alle dieren en planten hebben energie nodig om te leven. Alle machines hebben energie nodig om te werken. De meeste vorm van deze energie is er in de vorm van elektriciteit, die voornamelijk wordt geproduceerd door de drie fossiele brandstoffen (steenkool,olie en gas) te verbranden en er water mee aan de kook te brengen. Hierdoor ontstaat er stoom waarmee turbines in werking worden gezet die elektriciteit produceren. Elk uur wordt er in de hele wereld bijna 1 miljoen ton aan fossiele brandstoffen verbrand. De voorraad aan fossiele brandstoffen raakt echter op. Er is nog genoeg olie en gas op de wereld voor ongeveer 50 jaar en nog steenkool voor ongeveer 300 jaar. Deze brandstoffen kunnen ernstige schade aan het milieu toebrengen. Wanneer ze verbrand worden produceren ze giftige gassen die neerkomen in de vorm van zure regen. Sommige gassen zorgen ook voor het broeikaseffect waardoor de dampkring van de aarde langzamerhand warmer wordt. Daarom zijn er mensen over de hele wereld op zoek naar alternatieve energiebronnen. Sommige vinden kernenergie een schoon en veilig alternatief, maar kernenergie levert weer hele gevaarlijke afvalproducten op. En kernenergie is afhankelijk van de voorraad uranium die naar verwachting over 60 jaar op is. Overal om ons heen zijn veel verschillende soorten natuurlijke energiebronnen - de energie van de zon,wind en de beweging van water. Als iedereen zuinig omgaat met de energie die er is doormiddel van huisisolatie en verstandig omgaan met de energie, doormiddel van goed op te letten geen lichten en machines onnodig aan te laten staan. Zou ook een stuk helpen voor een goed milieu en voor de energie in de toekomst. Nu ga ik alle vormen van energiebronnen verder toelichten en de voor - en nadelen noemen van alternatieve energie. Fossiele brandstoffen: Steenkool: Steenkool ontstond in de prehistorie. Toen groeiden er o. a. schubbomen, zegelbomen, paardenstaarten en varens. De resten van die planten waar energie van de zon in zat veranderden langzaam in turf. De turflagen werden in de loop van miljoenen jaren bedolven onder andere lagen en samengeperst. De turflagen veranderden door de druk en hitte langzaam in harde, zwarte steenkool. De steenkool wordt als energiebron gebruikt voor de productie van elektriciteit. Naar schatting kunnen we nog 300 jaar steenkool delven. Het delven van steenkool gebeurde vroeger door mijnwerkers met een houweel en een schop, maar tegenwoordig snijden grote machines in de steenkoollagen en leveren zo tonnen steenkool af op de transportband. Ook word er tegenwoordig gebruik gemaakt van kolenvergassing, hierbij laten ze de steenkool reageren met andere stoffen waarbij gasvormige producten ontstaan, deze zijn gemakkelijk via pijpleidingen naar boven te brengen.
Olie en gas: Olie en gas ontstonden ook al in de prehistorie. Kleine dieren en planten waar energie van de zon inzat leefde in moerassen en ondiepe zeeën, als ze stierven zakte ze naar de bodem. Door de hitte en druk ontstonden gas en olie. Het gas en de olie werden naar boven geperst en raakten opgesloten tussen lagen gesteenten. Olie en gas worden als energiebron gebruikt voor de productie van elektriciteit . Naar schatting kunnen we nog 50 jaar gas en olie delven. Dat delven gebeurd door pijpleidingen in de olie en gas lagen te boren .Het olie en gas komt dan door de pijpleidingen omhoog zetten omdat er een hele grote druk op staat. Kernenergie: Kernenergie is de enige op grote schaal toegepaste vorm van energie die niet direct afhankelijk is van de zon. Het gaat om de splitsing van atomen uranium en plutonium. Daarbij komt heel veel energie vrij die kan worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. Bijna een derde van de elektriciteit van Engeland en meer dan 80% van de stroom in Frankrijk is afkomstig van kerncentrales. Als een atoom uranium-235 wordt geraakt door een neutron kan de kern van het atoom zich splitsen. Als dat gebeurt komt er heel veel energie vrij en ontstaat er minstens 2 nieuwe neutronen die ook weer twee kernen kunnen laten splitsen enzovoort. Deze kettingreactie wordt atoomsplitsing genoemd. In de kerncentrales wordt met behulp van de energie die bij splitsing vrijkomt energie gegenereerd. De warmte-energie die vrijkomt bij de splitsing wordt gebruikt voor het opwekken van stoom in een warmtewisselaar met die stoom worden turbines aangedreven die in verbinding staan met generatoren voor de opwekking van elektriciteit. Alleen er is 1 groot probleem het afval dat overblijft na een kernreactie is levensgevaarlijk, omdat het radioactief is. Het moet diep onder de grond begraven worden of in grote vaten op de zeebodem worden gelegd, want de radioactiviteit is pas na duizend jaar verdwenen. Soms gaat het mis.Bij de ramp in 1986 in een kerncentrale in Tsjernobyl in Oekraïne kwamen grote hoeveelheden radioactieve stoffen vrij die zich over een groot gebied verspreidden. Dat gebied is nu nog steeds onbewoonbaar. In ons land vind je alleen bij Borssele en bij Dodenwaard kerncentrales. Alternatieve energiebronnen: Windenergie: De eerste windmolens werden ongeveer 1400 jaar geleden gebouwd. Tot ver in de twintigste eeuw werden windmolens in europa gebruikt voor het malen van meel. Nu maakt de molen een comeback in de vorm van windturbines met een soort propellerbladen. De eerste windturbines werden gemaakt in Denemarken. De meeste windturbines hebben een horizontale as met een rotor met twee of drie bladen. De rotors moeten altijd met hun gezicht in de wind gezet worden. Dat gebeurt met de kruimotor. De rotorbladen zitten vast aan de hoofdas of naaf, waarvan de draaiende beweging wordt versneld in een tandwielkast. Die drijft vervolgens de generator aan die de elektriciteit opwekt vergelijkbaar met de werking van een fietsdynamo. Als je de lengte van de rotorbladen verdubbelt, wordt de hoeveelheid energie die ze opwekken verviervoudigd. Ook neemt de hoeveelheid energie toe naarmate de hoogte van de turbine toeneemt. Een voordeel van de windturbine is dat het schone energie is die geen luchtvervuiling geeft. Echter zijn er meer nadelen: Het is afhankelijk van het weer, het neemt heel veel ruimte in beslag en ze veroorzaken geluidshinder. Zonne-energie: We kunnen gratis beschikken over enorme hoeveelheden zonne-energie. Alleen de opvang is een probleem. Je hebt hele grote dure panelen nodig. Daarvoor hebben mensen zonnepanelen bedacht. Daarin wordt met behulp van de zon water opgewarmd dat zijn zonnecollectoren of zonlicht met behulp van zonnecellen direct omgezet in elektriciteit. -Zonnecollectoren werken als volgt: In een zonnepaneel zitten buizen waar vloeistof doorheen loopt er gaat koude vloeistof in en de zon warmt de vloeistof in die buizen op en de vloeistof komt warm het zonnepaneel weer uit en gaat vervolgens b.v naar de verwarming. Door zwart materiaal en aluminiumfolie en goed isolatie wordt het water zo snel mogelijk opgewarmd. -De manier waarop een zonnecel werkt heet fotovoltaïsche omzetting: de omzetting van licht naar elektriciteit. Vaak wordt de afkorting pv gebruikt dat komt van het Engelse woord photovoltaic. De meeste zonnecellen zijn gemaakt van silicium. Silicium bestaat uit 2 lagen, de n-laag en de p-laag (negatieve laag en de positieve laag). Het verschil in die 2 lagen bestaat uit kleine chemische toevoegingen. Hierdoor ontstaat een spanningsverschil tussen de twee lagen. Deze twee lagen kun je vergelijken met de plus en de min van een batterij. Tussen deze 2 lagen zit nog weer een laag: de scheidingslaag, deze laag houdt de andere 2 uit elkaar. Onder invloed van licht worden er extra elektronen in de zonnecel los gemaakt. Door een verbinding tussen de lagen gaat er een elektrische stroom lopen. Als een zonnecel 36 graden op het zuiden is gericht is de energie opbrengst het optimaals. De voordelen zijn dat de zon is onuitputtelijk en een schone energiebron. Er zijn echter nog vele onderzoeken nodig om zonne-energie op grote schaal mogelijk te maken. En de huidige zonnecollectoren zijn groot en duur. Waterkracht: Vallend water is waarschijnlijk de grootste steeds opnieuw te gebruiken energiebron ter wereld. Hierbij wordt gebruikt gemaakt van vallend water door een natuurlijke rivier of uit een reservoir dat door een kunstmatig aangelegde dam wordt verkregen. Dit water wordt door kanalen geleid en zet turbines in werking die op hun beurt generatoren aandrijven. Het water uit een rivier wordt tegengehouden door een dam. Hierdoor ontstaat een reservoir. Door een sluisdeur te openen stroomt het water door een tunnel naar benenden en gaat steeds sneller stromen. De tunnel wordt smaller gemaakt hierdoor gaat het water nog sneller en stroomt door een turbine heen. De turbine wordt rondgedraaid door het water. De dynamo in de generator gaat hierdoor ronddraaien waardoor elektriciteit wordt opgewekt. In Nederland kunt je de waterkracht-energie niet halen uit een hoogteverschil of uit de snelheid van het water, maar wel uit de enorme watermassa die in een korte tijd passeert. In Nederland maken we gebruik van turbines die gebruik maken van het drukverschil voor en achter de turbine, de zogenaamde 'reactie'-turbines. De rotorbladen aan de generator lijken op de van een grote scheepsschroef . Het toerental is niet zo hoog als bij de 'impuls'-turbine; om dit te versnellen wordt een tandwiel kast voor de generator geplaatst. De voordelen zijn dat de productiekosten laag zijn doordat er geen grondstoffen nodig zijn, daardoor dus ook geen luchtvervuiling en geen afval. Alleen de bouwkosten van de waterkrachtcentrales zijn heel erg hoog. Verder veroorzaken waterkrachtcentrales een sterke ingreep in de natuur omdat land onder water loopt door stuwmeren. Verder stromen de meeste rivieren door meerdere landen en kan het dus tot internationale problemen leiden.
Bio-energie: Bio-energie is energie die opgewekt wordt door het verbranden van biomassa. Behalve fossiele brandstoffen, vallen alle organische stoffen onder biomassa. Ook afval wordt vaak gebruikt. Hout is de oudste vorm van bio-energie, denk maar aan het houtvuur van de oermensen. Organische stoffen bestaan voor het grootste deel uit koolstof (C), nu zul je denken, dat wordt toch CO2 als je het verbrandt. Dat is ook zo, maar die CO2 heeft de plant of boom tijdens zijn leven uit de atmosfeer gehaald, en niet miljoenen jaren geleden zoals bij fossiele brandstoffen het geval is. Er komt dus per saldo niets bij. De omzetting in energie kan op 3 verschillende manieren worden gedaan: Vergisting: Bij vergisting wordt het organisch afval in een afvalvergister gedaan. Daarbij wordt warmte en vocht toegevoegd. Dit versnelt het vergisting proces en komt er dus snelle biogas vrij. Dit gebeurt meestal op vuilstortplaatsen en rioolzuiveringsinstallaties. Hier wordt het organisch afval gescheiden van de rest en word hiervan biogas gemaakt. Vergassing: Bij vaste biomassa, zoals hout, duurt het ontstaan van biogas veel langer dan bijvoorbeeld bij planten. Daarom wordt bij deze vaste biomassa een andere techniek toegepast: vergassing. Hier wordt het organisch materiaal (hout) zo hoog verhit dat er biogas vrij komt. Verbranding: Door de warmte die vrij komt bij de verbranding van biomassa kan met behulp van een stoomturbine elektriciteit worden opgewekt. Die rechtstreeks het elektriciteitsnet in kan. Aardwarmte: Energie van diep uit de aarde komt via vulkanen en geisers aan het aardoppervlak. Deze energie bestaat uit warmte. Hoe verder je dichter bij het middelpunt van de aarde komt, hoe hoger de temperatuur is. Aardwarmte is dus energie die ontrokken wordt uit de aardkorst. Deze energie ontstaat door radioactiviteit in de kern van de aarde. Door geleiding wordt deze energie naar de aardkorst gebracht. Normaal is dit een geleidelijk proces, maar soms komt het met geweld naar het aardoppervlak, b.v vulkanen en geisers. De hoeveelheid aardwarmte die hierbij vrijkomt is enorm groot. Iedere kilometer die je dieper de aarde ingaat wordt de temperatuur ong. 30 graden hoger. om gebruik te kunnen maken van deze warmte moet er een watervoerende laag zijn. Een watervoerende laag is een laag van zand of gesteente die de warmte vasthoudt. In Nederland is de temperatuur van deze watervoerende laag te laag voor elektriciteitsproductie, maar kunnen er wel gebouwen of kassen mee verwarmt worden. In sommige gebieden, bijv Italië, zit op geringe diepte al een hele warme watervoerende laag waar men met behulp van een stoomturbine dat is een machine die stoom omzet in beweging en een generator een machine die beweging omzet in elektriciteit al elektriciteit opwekken. Er zijn erg veel nadelen aan het gebruik van aardwarmte. Warm water is moeilijk te vervoeren dus alleen geschikt voor plaatselijk gebruik. Heet water uit de aarde bevat veel zout en zwavel hierdoor is er kans op milieuvervuiling. En het op grote schaal benutten van aardwarmte kan veranderingen van temperatuur in de aardkorst veroorzaken en het ontstaan van aardbevingen bevorderen. Watermolens: En toen dacht ik dat ik klaar was, maar nee ik zag zaterdag in de krant staan dat er een nieuwe energiebron in Engeland komt, de watermolen. Het is een soort windturbine onderwater. Door de verschillen van eb en vloed gaan de wieken draaien. Over de voor en nadelen kan slechts gespeculeerd worden. Ze denken dat luchtbelletjes veel schade aan het materiaal toebrengen. Ook zeewier en rommel kunnen veel schade aan het materiaal toebrengen. Voordeel is dat het een constante energiebron is, er is altijd eb en vloed er is niet altijd wind. In Nederland zal dit project niet snel succes hebben, want omdat Nederland geen grillig gevormde kust heeft, waar sterke stromingen zijn zullen de watermolens niet zo veel energie opbrengen.