ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Στόχοι: Ο μαθητής να μπορεί να: αναφέρει και να περιγράφει την αξία των διαφόρων πηγών ενέργειας που περιλαμβάνονται σε κάθε κατηγορία, και τις προοπτικές.

Η βάση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σήμερα είναι οι κλασικές πρώτες ύλες, όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο, η υδραυλική ενέργεια και τελευταία όλο και περισσότερο το ουράνιο (πυρηνική ενέργεια). Η σημασία της πυρηνικής ενέργειας για τα προσεχή χρόνια προβλέπεται μεγάλη (αν και υπάρχουν και πολλές αντίθετες απόψεις). Επίσης για το άμεσο μέλλον προβλέπεται και η χρησιμοποίηση της ηλιακής ενέργειας σε μεγαλύτερη κλίμακα.

ΙΣΧΥΡΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΕ ΥΓΡΑ ΚΑΥΣΙΜΑ (α) ΠΕΤΡΕΛΑΙΑ (ΜΑΖΟΥΤ): Η θερμογόνος δύναμη του πετρελαίου (μαζούτ), του χρησιμοποιημένου στους λέβητες των ατμοηλεκτρικών σταθμών είναι 10.000 Kcal/kg. ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΕ ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΥΣΙΜΑ (α) ΛΙΘΑΝΘΡΑΚΕΣ: Οι λιθάνθρακες έχουν μια μέση θερμογόνο δύναμη 7,000 Kcal/kg (β) ΛΙΓΝΙΤΕΣ: Οι λιγνίτες έχουν μια σχετικά μικρή θερμογόνο δύναμη η οποία κυμαίνεται μεταξύ 1000-6000 Kcal/kg. Ορισμένα κοιτάσματα λιγνίτη έχουν το πλεονέκτημα να είναι στη επιφάνεια του εδάφους οπότε δεν χρειάζονται υπόγειες στοές για τη εξόρυξη του κι΄ αυτό συνεπάγεται μικρότερα έξοδα. Βασικά η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από λιγνίτη είναι τότε μόνον οικονομική, όταν οι σταθμοί παραγωγής ευρίσκονται κοντά στους τόπους εξόρυξης του. (γ) ΤΥΡΦΗ: Ένα άλλο είδος γαιάνθρακα κατώτερης ποιότητας είναι η τύρφη. Αυτή προέρχεται από ατελή απανθράκωση διαφόρων ελοφύτων. Είναι φτωχό καύσιμο με πολλή υγρασία και η εκμετάλλευση του δύσκολη.

ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΕ ΑΕΡΙΑ ΚΑΥΣΙΜΑ (α) ΦΥΣΙΚΑ ΑΕΡΙΑ: Τα φυσικά αέρια βγαίνουν και αυτά μέσα από τη γη και η θερμογόνος δύναμη τους κυμαίνεται γύρω στα 8.000 Kcal/m ΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΕ ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ (α) ΟΥΡΑΝΙΟ: Σαν πυρηνικό καύσιμο χρησιμοποιείται σήμερα το ουράνιο. Το ευρισκόμενο στη φύση ουράνιο είναι μείγμα των ισοτόπων του ουράνιο 235 και ουράνιο 238. Η διάσπαση του πυρήνα του ουρανίου U235 αποδίδει ενέργεια 200 MeV (εκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ).

ΗΠΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ (α) ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: Η κυριότερη θερμική ενεργειακή πηγή είναι η ηλιακή. Στο τομέα αυτό γίνονται εκτεταμένες έρευνες σ' όλο το κόσμο και πιστεύεται ότι σύντομα η προσπάθεια θα αποφέρει καρπούς. (β) ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: Μια ακόμα ενεργειακή πηγή είναι η γεωθερμική. Αυτή όμως δεν έχει μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης. ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΠΗΓΕΣ Στις μηχανικές ενεργειακές πηγές συγκαταλέγονται η ενέργεια του νερού, η ενέργεια του ανέμου, και η ενέργεια της παλίρροιας. (α) ΝΕΡΟ: Η παραγωγή έργου με τη δύναμη του νερού γίνεται προ πολλών αιώνων με τη βοήθεια υδροτροχών. Σήμερα η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το νερό έχει τελειοποιηθεί κατά πολύ, έτσι ώστε να το εκμεταλλευόμαστε με πολύ καλό βαθμό απόδοσης. Υπάρχουν χώρες που στηρίζουν τη παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας κυρίως στο νερό, π.χ. Ελβετία 80%, Αυστρία 70%, Σουηδία 75%, Νορβηγία 100%. (β) ΑΝΕΜΟΣ: Η Χρησιμοποίηση της ενέργειας του ανέμου (αιολική ενέργεια) είναι τουλάχιστον για σήμερα οικονομικά ασύμφορη και οι ισχύς των σταθμών αρκετά μικρές. Εκτός όμως αυτού λόγω της αστάθειας της εντάσεως των ανέμων η λειτουργία τους και η απόδοση τους δεν είναι πάντοτε ασφαλής.

ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Η αύξηση του πληθυσμού της γης και η αυξανόμενη κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας, ανέβασαν τις ανάγκες σε πρωτογενή ενέργεια παγκόσμιας, κατά τις τελευταίες δεκαετίες, και μάλιστα με ποσοστό αύξησης 5.5% ετησίως. Υπολογισμοί που έγιναν για τις ανάγκες σε καύσιμα μέχρι το 2000μ.Χ (με μια υποτιθέμενη αύξηση 4% το χρόνο) οδηγούν στο συμπέρασμα ότι οι ανάγκες σε πρωτογενή ενέργεια το 2000μ.Χ θα είναι 25 δισεκατομμύρια τόνοι λιθάνθρακες (αναγωγή των διαφόρων καυσίμων σε μονάδες λιθάνθρακα). Μετά το 2000μ.Χ θα έχουμε απόλυτη κυριαρχία της πυρηνικής ενέργειας, ενώ αντίθετα οι άλλες πηγές ενέργειας και των υγρών καυσίμων συμπεριλαμβανόμενες θα παίζουν από χρόνο σε χρόνο όλο και μικρότερο ρόλο. Οι παραπάνω υπολογισμοί μπορούν βέβαια να ανατραπούν κυρίως όσον αφορά το θέμα της χρησιμοποίησης της πυρηνικής ενέργειας, η οποία έχει τόσους εχθρούς όσο και φίλους. Εδώ και λίγα χρόνια γίνονται μελέτες και πειράματα για χρησιμοποίηση της πυρηνικής σύντηξης. Το βασικό καύσιμο της πυρηνικής σύντηξης είναι το Δευτέριο (ισότοπο του υδρογόνου) το οποίο είναι άφθονο και ουσιαστικά ανεξάντλητο. Από ένα τόνο νερού μπορούμε να πάρουμε 34gr Δευτερίου που περιέχει ενέργεια όση 800 τόνοι πετρελαίου.

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Άσκηση 1 Να αναφέρετε χημικές ενεργειακές πηγές με υγρά καύσιμα. Άσκηση 2 Να αναφέρετε χημικές ενεργειακές πηγές με στερεά καύσιμα. Άσκηση 3 Να αναφέρετε χημικές ενεργειακές πηγές με αέρια καύσιμα. Άσκηση 4 Να αναφέρετε πυρηνικές ενεργειακές πηγές με πυρηνικά καύσιμα. Άσκηση 5 Να αναφέρετε ήπιες θερμικές ενεργειακές πηγές. Άσκηση 6 Να αναφέρετε ήπιες μηχανικές ενεργειακές πηγές. Άσκηση 7 Να αναφέρετε ποία πηγή ενέργειας θα κυριαρχήσει στη νέα χιλιετία και σχολιάστε την απάντηση σας.