Konventionelle Energie: Eigenschaften, Typen, Vor- und Nachteile
Konventionelle Energie ist die aus nicht erneuerbaren Quellen erzeugte elektrische Energie. das heißt, sie können nicht unendlich aus der Natur erzeugt oder extrahiert werden. Darüber hinaus können konventionelle Energien als Stromversorgungsquellen kommerzialisiert werden, um den großen Strombedarf weltweit zu decken.
Es ist wichtig anzumerken, dass der Einsatz herkömmlicher Ressourcen begrenzt ist und deren wahlloser Einsatz zunehmend zu Engpässen bei den zugehörigen Rohstoffen geführt hat. Konventionelle Energie kann durch zwei Arten von Brennstoffen geliefert werden: fossile und nukleare.
Fossile Brennstoffe sind Stoffe mit einem hohen Energiegehalt, die in der Natur endlich vorhanden sind, wie Kohle, Erdgas, Öl und seine Derivate (z. B. Kerosin, Diesel oder Benzin).
Kernbrennstoffe sind Materialien, die zur Erzeugung von Kernenergie verwendet werden, beispielsweise Brennstoffe für Forschungskernreaktoren oder ähnliche auf Oxiden basierende Brennstoffe.
Einige Experten gehören zu dieser Gruppe allgemein genutzte erneuerbare Energiequellen wie Wasser, das bei der Wasserkrafterzeugung verwendet wird.
Eigenschaften
Die wichtigsten Eigenschaften konventioneller Energie sind:
- Konventionelle Energie wird durch die Umwandlung nicht erneuerbarer Ressourcen in Elektrizität, durch die Implementierung von thermischen, chemischen oder kombinierten Kreislaufmechanismen erzeugt. Wenn Wasserkraft als konventionelle Energie betrachtet wird, sollte auch die Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie berücksichtigt werden.
- Die zur Erzeugung konventioneller Energie verwendeten Ressourcen sind in der Natur nur begrenzt vorhanden. Dies bedeutet, dass die Ausbeutungsraten weltweit immer höher werden.
- Aufgrund des vorherigen Punktes handelt es sich in der Regel um teure Ressourcen, da konventionelle Energiequellen zunehmend eingeschränkt werden und am Markt hoch notiert sind.
- Herkömmliche Energiequellen sind in der Regel sehr umweltschädlich, da bei der Umwandlung Gase freigesetzt werden, die sich direkt auf die Reinheit der Umwelt auswirken.
- Dies wirkt sich auf die Zunahme der globalen Erwärmung aufgrund der Auswirkungen der Ozonschicht und der Zunahme des Treibhauseffekts aus.
- Im Laufe der Geschichte ist das Grundprinzip der konventionellen Energieerzeugung im Zeitverlauf relativ konstant geblieben.
Abgesehen von technologischen Implementierungen in der Automatisierung der Platinen, der Start- / Stopp-Mechanismen und der elektrischen Schutzvorrichtungen ist das Funktionsprinzip der Erzeugungsanlagen im Wesentlichen dasselbe wie vor 50 Jahren.
Die Wärmekraftmaschinen haben im Laufe der Jahre auch ihren Wirkungsgrad erheblich verbessert, was es ermöglicht hat, die Leistung zu maximieren, die aus den Prozessen der Stromerzeugung durch Verbrennung von Brennstoff erzielt wird.
Typen
Das traditionelle Konzept der konventionellen Energien unterscheidet zwei große Gruppen nicht erneuerbarer Brennstoffe: fossile Brennstoffe und Kernbrennstoffe, deren Einzelheiten im Folgenden beschrieben werden.
Energie durch Umwandlung fossiler Brennstoffe
Fossile Brennstoffe sind in der Natur vor Millionen von Jahren aufgrund von Druck- und Temperaturschwankungen auf die Biomasse anzutreffen. Verschiedene Transformationsprozesse führten zur Bildung dieser nicht erneuerbaren Ressourcen mit wichtigen Energieeigenschaften.
Die bekanntesten fossilen Brennstoffe der Welt sind Erdgas, Kohle und Öl. Gegebenenfalls wird jeder Brennstoff bei der Energieerzeugung durch einen anderen Prozess verwendet.
Kohle ist der Rohstoff schlechthin in thermoelektrischen Kraftwerken. Der Brennstoff (Kohle, Öl oder Erdgas) wird verbrannt und der Verbrennungsprozess wandelt das Wasser in Dampf mit hohen Temperaturen und Drücken um.
Der erzeugte Wasserdampf induziert, wenn er mit einem geeigneten Druck geleitet wird, eine Bewegung an einer Turbine, die wiederum mit einem elektrischen Generator verbunden ist.
Energie durch Umwandlung von Kernbrennstoffen
Kernbrennstoffe sind solche Materialien, die zur Erzeugung von Kernenergie verwendet werden können, entweder in reinem Zustand (Spaltung) oder in Mischung mit einer anderen Komponente (Fusion).
Diese Art der Erzeugung findet aufgrund der Reaktionen statt, die im Atomkern von Kernbrennstoffen stattfinden. Die am häufigsten verwendeten Kernbrennstoffe sind Plutonium und Uran.
Während dieses Prozesses wird ein großer Teil der Masse der Partikel in Energie umgewandelt. Die Energiefreisetzung bei Kernumwandlungen ist etwa eine Million Mal höher als bei herkömmlichen chemischen Reaktionen.
Bei dieser Art der konventionellen Energieerzeugung gibt es zwei Arten von Reaktionen:
Kernspaltung
Es besteht in der Teilung des schweren Atomkerns. Der Bruch des Kerns bringt die Emission einer starken Strahlung mit sich, zusammen mit der Freisetzung einer signifikanten Energiemenge.
Schließlich wird diese Energie in Wärme umgewandelt. Dies ist das Wirkprinzip der meisten Kernreaktoren weltweit.
Kernfusion
Es ist der Prozess gegen die Spaltung; das heißt, es ist die Fusion zweier leichter Atomkerne, die zusammen einen schwereren und stabileren Atomkern bilden.
Analog ist bei diesem Verfahren eine im Vergleich zu konservativen Energieerzeugungsprozessen erheblich höhere Energiefreisetzung zu verzeichnen.
Vorteile
Die repräsentativsten Vorteile konventioneller Energien sind folgende:
- Die Gewinnung fossiler Brennstoffe ist in der Regel relativ einfach, ebenso die Lagerung und der Transport dieser Materialien.
- Die damit verbundenen Kosten (Gewinnung, Infrastruktur, Transport) sind durch die Verdichtung derartiger Methoden im Vergleich zur Kostenstruktur alternativer Energien erheblich geringer.
- Konventionelle Energie wird auf der ganzen Welt in großem Umfang genutzt, was sie zu einem weltweit gebräuchlichen und validierten Verfahren zur Stromerzeugung gemacht hat.
Nachteile
Die wichtigsten Nachteile bei der Umsetzung dieser Art von Energie sind im Folgenden aufgeführt:
- Die Quellen für die Gewinnung nicht erneuerbarer Ressourcen sind zunehmend begrenzt. Maßnahmen sollten ergriffen werden, wenn der Mangel an diesen Eingängen akzentuiert wird.
- In thermoelektrischen Kraftwerken entstehen beim Verbrennungsprozess Emissionen von Schadgasen wie Methan und / oder Kohlendioxid.
- Bei Kernkraftwerken kann diese Art von Verfahren radioaktive Abfälle mit hohem Einfluss auf die Menschheit erzeugen, wenn das Verfahren nicht ordnungsgemäß überwacht und gesteuert wird.
