재생 불가능한 에너지 : 정의 및 유형

 

비 재생 에너지란?

재생 불가능한 에너지원의 대부분은 화석 연료로 석탄, 석유 및 천연 가스. 탄소는 화석 연료의 주요 요소입니다. 이러한 이유로 약 3억 년 전에 화석 연료가 형성된 기간은 탄산경전으로 알려져 있습니다.

모든 화석 연료는 비슷한 방식으로 형성되었습니다. 수억 년 전, 공룡 앞에는 지구가 다른 풍경을 가지고 있었으며 넓고 얕은 바다와 늪지대 숲으로 덮여 있었습니다.

식물, 조류, 플랑크톤은 이 고대 습지에서 자랐습니다. 이들은 광합성을 통해 햇빛을 흡수하고 에너지를 생성했습니다. 이들이 죽었을 때, 유기체는 바다 또는 호수의 바닥으로 표류했으며 에너지는 죽었을 때 식물과 동물에 저장되었습니다.

시간이 지남에 따라, 바닥 아래 죽은 식물이 짓눌려 있었고 돌과 다른 퇴적물위에 쌓여 고열과 고압지하를 만들었습니다. 이러한 환경에서 식물과 동물은 궁극적으로 석탄, 천연 가스 및 석유와 같은 화석 연료로 변환됩니다.

오늘날 전 세계적으로 이 비재생 에너지원의 저수지라고 불리는 거대한 지하 주머니가 있습니다.

 

 

재생 불가능한 에너지의 종류

1) 석탄

석탄은 탄소와 탄화수소의 높은 양을 가진 가연성 검은 색 또는 갈색 검은 퇴적암입니다. 석탄은 형성되기까지 수백만 년이 걸리기 때문에 재생 불가능한 에너지원으로 분류됩니다. 석탄에는 수억 년 전에 늪지대숲에 살았던 식물들이 저장한 에너지가 들어 있습니다.

흙과 바위의 층은 수백만 년 동안 식물을 덮었습니다. 그 결과 압력과 열은 식물을 우리가 석탄이라고 부르는 물질로 바꾸었습니다.

 

석탄은 어떻게 형성되는가?

석탄은 죽은 식물 물질이 토탄으로 부패하고 수백만 년 동안 깊은 매장의 열과 압력에 의해 석탄으로 변환 될 때 형성됩니다.

양치류, 덤불, 포도나무, 조류와 같은 늪과 습지의 식물은 죽고 표면에 축적됩니다. 이런 유기물은 박테리아에 의해 분해되어 이산화탄소와 메탄을 생산합니다.

석탄형성 방법

식물 재료는 묻혀 더 이상 공기에 노출되지 않습니다. 혐기성 박테리아는 그 때 물질을 분해하기 시작합니다. 매장과 요새화는 수천 년이 걸릴 수 있으며 토탄으로 알려진 부분적으로 썩은 식물 물질의 몇 발을 생산할 수 있습니다.

이 토탄이 깊숙이 묻혀있을 때, 물과 다른 화합물은 증가하는 압력에서 압착되고 가장 낮은 품질의 석탄, 리그나이트가 형성되기 시작합니다.

상승 압력과 온도로 이어지는 갈색 석탄은 높은 품질의 "검은 석탄"으로 변환되는 결과를 갖습니다. 리그나이트는 분수 석탄이 되고, 그 다음에는 비투미네이션 석탄이 되고, 마침내 최고 품질의 석탄을 탄성하게 한다.

이러한 변환이 발생하면 석탄의 물과 기타 화합물의 양이 감소하고 석탄은 조밀해집니다. 또한 탄소 농도가 높습니다.

 

석탄이 지하에 있다면 어떻게 꺼낼 수 있을까요?

석탄은 두 가지 방법으로 가져올 수 있습니다.

▷ 표면 채굴은 석탄 솔기가 지구 표면에서 약 200피트 이내에 있을 때 사용됩니다. 석탄을 덮고 있는 토양과 바위(과부하라고 부름)가 제거되고, 전문 장비가 석탄 솔기를 노출하는 데 사용됩니다.

▷ 채굴이 완료되면 과부하가 다시 걸리고 표토와 비료로 덮으며 씨앗을 심습니다. 그것은 생물학적 균형을 복원하고 침식을 방지하는 데 도움이 됩니다. 표면 채광의 한 가지 장점은 지하 채굴보다 저렴하다는 것입니다. 표면 마이닝의 부정적인 측면은 풍경에 영구적 인 자국을 남길 수 있다는 것입니다.

 석탄 에너지를 사용하여 전기를 생산하는 데는 많은 장점과 단점이 있습니다. 그 장점과 단점은 다음과 같습니다.

 

석탄 에너지의 장점

▷ 석탄 에너지는 다른 연료원에 비해 석탄의 안정적인 가격 때문에 저렴한 에너지원입니다.

▷ 석탄은 쉽게 구울 수 있습니다.

▷ 연소 시 석탄이 높은 에너지를 생산합니다.

▷ 석탄 에너지는 저렴합니다.

▷ 석탄이 풍부합니다.

▷ 석탄 에너지는 신뢰할 수 있는 에너지원입니다.

 

석탄 에너지의 단점

▷ 석탄 에너지는 지구 온난화와 기후 변화로 이어지는 다량의 이산화탄소를 생산합니다.

▷ 석탄의 주요 단점은 환경에 미치는 부정적인 영향입니다. 석탄 연소 에너지 플랜트는 대기 오염과 온실 가스 배출의 주요 원인이 되고, 일산화탄소와 수은과 같은 중금속 외에도 석탄의 사용은 산성비와 관련된 유해 물질인 이산화황을 방출합니다.

▷ 석탄 에너지는 재생 불가능한 에너지원입니다.

▷ 석탄은 우리가 너무 많이 소비하기 때문에 빠르게 고갈됩니다.

▷ 석탄 채굴은 환경을 파괴하고 특히 석탄 광부의 생명을 위험에 빠뜨립니다.

 

2) 석유

일반적으로 오일은 유기 분자로 구성된 액체입니다. 하지만, 세계의 에너지 부문 석유의 맥락에서 보면 원유는 땅에서 추출되는 액체 화석 연료입니다. 전 세계 1차 에너지의 약 1/3은 이 1차 연료에서 비롯됩니다.

가솔린, 등유, 난방 유 및 디젤 연료와 같은 이차 연료는 모두 "석유"의 정의에 포함되어 있습니다.

 

석유의 정의

석유는 가솔린, 파라핀 및 디젤 오일을 포함한 연료를 생산하기 위해 정제 될 수있는 지구 표면 아래에 발견 탄화수소의 자연 발생 액체 혼합물입니다. 석유는 화석 연료로, 이는 수백만 년 동안 유기물의 분해에 의해 만들어졌다는 것을 의미합니다. 석유는 재생 불가능한 에너지원입니다.

 

석유는 어떻게 형성되는가?

석유와 가스는 주로 해저에 퇴적물로 증착된 후 수백만 년 동안 분해되고 변형되는 유기 물질로 형성됩니다. 스프링 암석, 저수지 바위, 캡록 및 트랩의 적절한 조합이 있는 경우, 회수 가능한 석유와 가스가 발견 될 수 있습니다.

오일이 생산되는 과정은 일반적으로 대부분의 지역에서 동일하지만, 해저와 약간 다른 조건에 떨어지는 식물과 동물 파편의 다른 유형이 있을 수 있지만. 오일을 형성하려면 다음 단계를 수행해야 합니다.

죽은 플랑크톤, 식물 플랑크톤, 그리고 동물 플랑크톤뿐만 아니라 조류와 박테리아가 고대 바다의 바닥에 가라앉고 하천과 강에서 이 바다에 무기, 점토 같은 재료와 혼합되고 이것은 유기 슬러지를 만듭니다. 이 슬러지는 여전히 바다에서만 형성될 수 있습니다.

이 슬러지는 너무 많은 산소에 노출 될 수 없습니다., 그렇지 않으면, 슬러지의 유기 물질 박테리아에 의해 세분화 하 고 신속 하 게 사라질 것 이다. 따라서 오일이 축적될 수 있는 환경은 해부학 환경이라고 합니다.

이 유기물질이 파괴되기 전에, 그것은 더 많은 퇴적물에 의해 묻혀 있고 리시화 되어 유기농 셰일을 만듭니다. 수중의 매장 재질은 대기가 부패하는 물질과 상호 작용하지 않기 때문에 해부학적 환경을 조성하는 쉬운 방법입니다.

이 슬레이트가 2~4킬로미터 사이에 묻혀있을 때, 지구 내부의 위치로 인해 온도가 상승합니다. 슬레이트의 증가 압력과 온도는 케로겐으로 알려진 왁스 재료로 변환합니다. 이 물질을 함유한 셰일은 오일 셰일이라고 합니다.

케로겐의 온도가 90°C보다 높지만 160°C보다 낮을 때, 케로겐은 오일 및 천연 가스로 변환됩니다. 더 높은 온도에서 천연 가스 또는 흑연만 형성됩니다. 이 온도 범위는 "오일 윈도우"라고합니다.

오일은 물보다 가볍습니다. 스프링 오일 셰일에서 탈출하면 바위의 모공을 통해 상승하고 물을 대체합니다. 상당한 양의 기름을 함유한 저수지 바위로 알려져 있습니다.

오일이 저수지에 갇혀 있기 위해서는 저수지를 밀봉하기 위해 두껍고 불투과할 수 없는 바위 층이 있어야 합니다. 이 씰이 제자리에 있을 때, 기름, 가스 및 물은 아래에 갇혀 오일을 보존하기 위해 드릴링 될 수 있습니다.

 

오일 에너지의 장점

▷ 오일 에너지를 제조하는 것이 훨씬 쉽습니다.

▷ 석유 에너지에 대한 신뢰성은 소비와 가용성을 통해 달성됩니다.

▷ 오일은 모든 화석 연료 중 에서 가장 높은 에너지 밀도 중 하나입니다.

▷ 오일은 너무 쉽게 사용할 수 있습니다; 이는 글로벌 에너지 요구 사항을 충족하는 데 도움이 되는 저렴한 솔루션입니다.

▷ 오일은 매우 다양하며 다양한 용도를 가지고 있습니다.

▷ 오일은 쉽게 보관할 수 있습니다.

▷ 그것은 에너지의 지속적인 공급으로 사용할 수 있습니다.

 

오일 에너지의 단점

▷ 화석 연료이므로 유한한 에너지 자원으로도 간주됩니다.

▷ 석유가 환경에 부딪히면 작물 섬, 수자원 및 여러 가지 방법으로 환경을 오염시킬 수 있습니다. 이것은 또한 석유 에너지가 소비될 때 생성된다는 것을 의미합니다.

▷ 올리는 재생 불가능한 자원입니다. 그런 다음 주변 사람들이 현명하게 활용하지 못하면 공급이 부족할 때가 있을 것입니다.

▷ 정유 공장은 또한 이산화황과 같은 유해 물질을 방출하여 이 지역에 위치한 많은 사람들에게 건강 위험을 초래합니다.

▷ 이산화탄소와 메탄과 같은 유해 가스를 남깁니다. 이 가스는 열을 가두어 공기를 오염시켜 지구 온난화와 같은 문제를 야기할 것입니다.

▷ 석유 굴착 장치에서 일하는 것은 위험한 직업입니다.

▷ 오일을 찾는 데는 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.

 

3) 천연 가스

천연가스는 지구 표면 깊은 화석 에너지원입니다. 천연 가스는 많은 다른 화합물을 포함하고. 천연 가스의 가장 큰 구성 요소는 메탄이며, 하나의 탄소 원자와 네 수소 원자 (CH4)와 화합물입니다.

 

정의: 천연 가스는 인화성 가스이며 주로 메탄 및 기타 탄화수소로 구성되어 있으며 석탄및 원유와 같은 다른 고체 및 액체 탄화수소 Bed 근처에서 지구 내부 깊숙이 자연적으로 발생합니다.

천연가스는 300~4억 년 전에 죽은 작은 해양 식물과 동물의 잔해로 구성된 재생 불가능한 화석 연료입니다. 천연 가스의 약 90%는 메탄으로 구성되어 있지만 프로판과 부탄과 같은 다른 가스도 함유되어 있습니다. 천연 가스는 재생 불가능한 에너지원입니다.

 

천연가스는 어떻게 형성되고 있을까요?

석유와 마찬가지로 천연 가스는 분해된 유기물의 산물로, 일반적으로 고대 해양 미생물과 작은 해양 식물및 동물이 바다 바닥에 가라앉았고, 그 곳에서 지난 300~4억 년 전에 바위로 변하는 퇴적물에 의해 묻혔습니다.

수년에 걸쳐 해저에 진흙, 실트, 모래가 섞인 이 유기농 물질이 묻혀 있습니다. 그리고 바위층은 수천 피트 두께로 되어 에너지가 풍부한 식물과 동물 물질을 큰 압력을 가했습니다. 결국 압력과 열은 이 유기 혼합물을 오일과 천연 가스로 변환했습니다.

천연 가스는 젖은 스폰지에 물 트랩처럼 바위층에서 트랩을 가져옵니다. 천연 가스는 일반적으로 깊은 지하에 위치한 바위에 갇혀 있기 때문에 찾기 어려울 수 있습니다. 지질학자들은 천연가스 매장량을 찾으려면 아래와 같은 작업을 할 수 있습니다.

 

▷ 지하 구조물에 대한 단서를 찾기 위해 표면 바위를 탐색합니다.

▷ 짧은 버스트를 멈추거나 지구 표면에 무거운 하중을 떨어뜨려 지하 암석층에서 반송될 때 음파를 기록할 수 있습니다.

▷ 지구 깊숙이 있는 바위 덩어리의 중력 다리를 측정합니다.

▷ 해당 Site가 가능성 있어 보인다면 우물은 천연 가스의 매장량을 찾을 수 있는 드릴이 될 수 있습니다 -이 우물은 약 9000 피트 깊이이며, 천연 가스 사이트를 만드는 드릴 발 당 수백 달러를 요할 수 있기 때문에 신중하게 선택하는 것이 중요합니다.

 

천연 가스 에너지의 장점

▷ 모든 화석 연료보다 더 깨끗한 연소. 또한 석탄보다 이산화탄소가 45%, 석유보다 30% 적어 환경에 미치는 영향이 적습니다.

▷ 풍부하고 전 세계적으로 사용할 수 있습니다.

▷ 천연 가스는 다른 화석 연료에 비해 훨씬 안전하고 보관하기 쉽습니다.

▷ 천연 가스를 생산하는 기술은 이미 화석 연료를 활용하는 데 사용되는 것과 동일합니다.

▷ 천연 가스 차량은 에너지 효율이 훨씬 더 높으며, 다른 엔진은 이를 기반으로 하므로 더 저렴하게 작동할 수 있습니다.

▷ 천연 가스는 선박, 유조선 및 파이프를 통해 쉽게 운반 할 수 있습니다.

▷ 외유 의존도 최소화합니다.

 

천연가스 에너지의 단점

▷ 천연 가스는 사고가 발생할 경우 훨씬 더 많은 손상을 일으킬 수 있는 고인화성 물질입니다.

▷ 천연 가스는 가연성이 높고 취급 불량으로 인해 폭발이 발생할 수 있습니다.

▷ 천연 가스가 연소되면 이산화탄소, 일산화탄소 및 기타 탄소 화합물을 대기중으로 방출합니다.

▷ 천연 가스는 재생되지 않습니다.

▷ 천연 가스를 사용하려면 메탄을 제외한 모든 부품을 추출해야 합니다. 이로 인해 탄화수소(에탄, 프로판 등), 황, 수증기, 이산화탄소, 심지어 헬륨 및 질소와 같은 여러 부산물이 발생합니다.

▷ 천연 가스를 사용하는 데 필요한 인프라는 파이프, 특수 탱크 및 별도의 배관 시스템을 사용해야 하므로 매우 비쌉니다.

 

4) 원자력 에너지

원자력은 원자로에서 원자를 분할하여 물을 증기로 가열하고 터빈을 켜고 전기를 생성하는 데서 비롯됩니다. 28개 주에 있는 94개의 원자로는 원자로가 화석 연료가 아닌 우라늄을 사용하기 때문에 탄소 배출 없이 전국 전력의 거의 20%를 생산합니다.

정의: 원자력에너지라고도 불리는 원자력 에너지는 핵분열 또는 융합 중에 방출되는 에너지이며, 특히 전기를 생산하는 데 사용됩니다.

원자력 발전소는 우라늄이라는 방사성 원소의 핵분열을 사용하여 전기를 생성합니다.

원자력은 어떻게 생산될까요?

증기를 생산하기 위해 물을 가열하는 원자력 발전소로 증기는 전기를 생성하는 대형 터빈을 회전시킵니다. 이렇게 원자력 발전소는 핵분열 중에 발생하는 열을 사용하여 물을 가열합니다.

핵분열에서 원자는 에너지를 방출하는 작은 원자로 분해됩니다. 핵분열은 원자력 발전소의 원자로에서 일어나며 원자로의 중간에 우라늄 연료를 포함하는 코어입니다.

우라늄 연료는 세라믹 펠릿으로 형성됩니다. 각 세라믹 펠릿은 150갤런의 오일과 거의 동일한 양의 에너지를 생산합니다. 이 고에너지 펠릿은 12피트 금속 연료봉에 단단하게 쌓아 놓입니다. 수백 개의 막대가 있는 연료 봉 묶음을 연료 조립이라고 합니다. 반응기 코어에는 많은 연료 요소가 포함되어 있습니다.

원자로 코어의 핵분열에 의해 생성된 열은 증기로 물을 끓이는 데 사용되며, 증기 터빈의 블레이드를 돌리고 터빈 블레이드가 회전하면 전기를 생산하는 발전기를 구동합니다. 원자력 발전소는 냉각탑이라고 불리는 발전소의 별도 구조물에서 증기를 다시 물로 냉각하거나 연못, 강 또는 바다에서 물을 사용합니다. 그런 다음 냉각된 물을 재사용하여 증기를 생성합니다.

 

우라늄이란?

우라늄은 지구가 처음 형성되었을 때 형성된 방사성 원소입니다. 우라늄은 바위의 특정 유형에서 자연적으로 발생하고 쉽게 분열되는 몇 안 되는 요소 중 하나이므로 원자력 발전소의 연료로 사용됩니다. 우라늄은 전 세계적으로 사용할 수 있지만, 여전히 재생 불가능한 에너지원입니다.

 

핵분열이란 무엇일까요?

우라늄-235라고 불리는 특정 형태의 우라늄은 중성자에 의해 포격당할 때 핵이 쉽게 갈라지기 때문에 에너지 생산에 가장 일반적으로 사용됩니다.

핵분열 반응 중에 일어나는 일은 다음과 같습니다.

 

우라늄 원자의 핵은 중성자에 의해 포격되어 두 원자로 나뉩니다.

동시에, 에너지는 열과 방사선으로 방출됩니다.

핵분열 반응의 결과로, 더 많은 중성자가 방출됩니다.

이 중성자는 다른 우라늄 원자를 폭격하기 시작하므로 프로세스가 계속 반복됩니다. 이를 연쇄 반응이라고 합니다.

 

원자력 에너지의 장점

석탄과 같은 전통적인 화석 연료와 달리 원자력발전은 메탄과 CO2와 같은 온실가스 배출을 생산하지 않습니다.

원자력은 재생 가능 에너지원과 거의 동일하거나 적은 배출량을 생산하므로 환경 친화적인 에너지원으로 간주될 수 있습니다.

원자력 발전소는 중단이나 유지 보수 없이 1년 동안 중단 없이 가동할 수 있으므로 간헐적이지 않아 보다 안정적인 에너지원이 될 수 있습니다.

원자력 발전소는 석탄이나 가스 경쟁사보다 더 저렴합니다.

생산되는 에너지의 양은 대부분의 다른 형태보다 우수합니다.

 

원자력 에너지의 단점

강력한 방사선 누출, 대량 대피 및 수리비에 수십억 달러의 위험이 있는 원자력 발전의 잠재력을 가지고 있습니다.

이러한 원자력 발전소 대신의 모든 안전 조치에도 불구하고, 다른 요인으로 인해 붕괴로 인해 환경과 피해 지역을 탈출해야 하는 지역 주민들에게 엄청난 피해를 입혔습니다.

원자력발전의 부작용 중 하나는 핵폐기물의 양입니다.

원자력 발전소를 건설하는 데 비용이 많이 듭니다.

 

5) 바이오매스 에너지

바이오매스 에너지는 살아있는 유기체 또는 한 번 살아있는 유기체에 의해 생성되거나 생성되는 에너지입니다. 에너지에 사용되는 가장 일반적인 바이오매스 재료는 옥수수와 콩과 같은 식물입니다. 이 유기체의 에너지는 열을 생성하거나 전기로 변환하기 위해 연소 될 수 있습니다.

재생 가능 에너지원인 바이오매스 에너지도 재생 불가능한 에너지원이 될 수 있습니다. 바이오매스 에너지는 식물에서 발견되는 에너지를 사용합니다.

그것은 바이오매스 공급 원료에 따라 달라집니다. - 전기를 만들기 위해 처리하는 연소 식물인 바이오매스 사료원료에는 옥수수 나 콩과 같은 작물과 나무뿐만 아니라 작물이 포함될 수 있습니다. 따라서 사람들은 바이오매스 공급 원료를 사용하는 만큼 빨리 대체하지 않으며, 바이오매스 에너지는 재생 에너지가 되지 않습니다.