Вы когда-нибудь задумывались, как заряжается ваш телефон и другие электронные устройства? Электричество не только поддерживает цифровую связь, но и спасает жизни в больницах, энергетике и поддерживает экономику США. Будь то источник энергии XIX века, такой как уголь, или источник энергии XXI века, такой как солнечная, стоит знать, как работает электроэнергия, как она вырабатывается и откуда берется сок, питающий нашу жизнь.
Что нужно знать об электрической энергии
Электрическая энергия создается потоком электронов, часто называемым «током», через проводник, например, провод. Количество создаваемой электрической энергии зависит от количества протекающих электронов и скорости потока. Энергия может быть потенциальной или кинетической. Кусок угля, например, представляет собой потенциальную энергию. Когда уголь сжигается, его потенциальная энергия становится кинетической энергией.
Общие формы энергии
Вот шесть наиболее распространенных форм энергии.
Химическая энергия: Это запасенная или «потенциальная» энергия. Для высвобождения химической энергии из углеродсодержащего топлива обычно требуется сжигание (например, сжигание угля, нефти, природного газа или биомассы, например древесины).
Тепловая энергия: Типичные источники тепловой энергии включают тепло от подземных горячих источников, сжигание ископаемого топлива и биомассы или промышленные процессы.
Кинетическая энергия: Кинетическая энергия – это движение. Этот тип энергии можно улавливать и превращать в электричество, когда вода в реке движется через плотину гидроэлектростанции, например, или когда воздух перемещает ветряные турбины.
Ядерная энергия: это энергия, хранящаяся в связях внутри атомов и молекул. Когда ядерная энергия высвобождается, она также может излучать радиоактивность и тепло (тепловую энергию).
Солнечная энергия: энергия излучается от солнца, и световые лучи могут быть захвачены с помощью фотоэлектрических и полупроводниковых устройств. Зеркала можно использовать для концентрации энергии. Солнечное тепло также является тепловым источником.
Энергия вращения: Это энергия, полученная при вращении, обычно производимая механические устройства, такие как маховики.
Как США получают энергию
Как часть Министерства энергетики, Министерство энергетики Информационному управлению (EIA) поручено точно отслеживать, как в США горит свет.. Приведенные здесь данные основаны на источниках энергии в 2018 году, и это среднее значение по всем секторам и видам использования энергии:
- Нефть (нефть) 36 %
- Природный газ 31%
- Уголь 13%
- Возобновляемая энергия 11% (в основном биомасса и древесное топливо (45%), гидроэлектроэнергия (23%), ветровая (22%), солнечная (8%) и геотермальная (2%))
- Атомная энергия 8%
Вы можете глубже погрузиться в данные и найти серьезные дисбалансы между источниками энергии в различных условиях. Например, в то время как нефтяная промышленность является топливом для 92% транспортного сектора (подумайте о газе для автомобилей), она обеспечивает лишь 8% электроэнергии в жилых домах.
Вот полная разбивка того, откуда берется электричество, когда средний американец включает свет в своем доме или заряжает свой телефон в розетке:
- Природный газ 43%
- Розничные продажи в электроэнергетике 42% (на электроэнергетический сектор приходится 1% всего потребления нефти в США, 35% использования природного газа, 91% угля использование, 56% использования возобновляемых источников энергии и 100% использования ядерной энергии)
- Нефть (нефть) 8%
- Возобновляемые источники энергии 7%
Эти цифры усредняют источники электроэнергии по всей стране. Если вам нужна более конкретная информация, которая непосредственно адресована вашему сообществу, посмотрите на разбивку энергопотребления по штатам и территориям. Электроэнергетический сектор каждого штата получает энергию из уникальной комбинации источников, и эти соотношения создают значительные различия в источниках электроэнергии в домах от одного штата к другому.
Для Например, в 2017 году в электроэнергетическом секторе Индианы 79,5% электроэнергии было произведено из угля, в то время как на возобновляемые источники энергии приходилось 5,9% производства электроэнергии. С другой стороны, в Орегоне 76,7% энергии в электроэнергетическом секторе приходилось на возобновляемые источники в 2017 году, а 3,2% приходилось на уголь.
Что впереди
В 2019 году правительство США ожидает увидеть наибольший рост возобновляемых источников энергии. К 2050 году Министерство энергетики ожидает увеличения потребления возобновляемой энергии на 2,7% во всей экономике – и это не считая гидроэлектроэнергии или источников биомассы. Также ожидается, что природный газ станет более распространенным источником электроэнергии, при этом ожидается, что потребление вырастет на 0,5% к 2050 году. Ожидается, что к 2050 году другие основные источники электроэнергии станут немного менее распространенными – потребление нефти сократится на 0,1%, уголь на 0,7%, атомный на 0,6%.