11. Uusiutumattomat energialähteet Flashcards
Mihin kahteen luokkaan energianlähteet voidaan jakaa? Kerro mitä tarkoittavat ja mitä energiantuotantotapoja kumpaankin kuuluu.
Energialähteet voidaan karkeasti jaotella uusiutuviin ja uusiutumattomiin energialähteisiin.
Uusiutuviä energianlähteitä syntyy koko ajan lisää, tai niitä on valtavasti hyödynnettävissä. Esimerkiksi puupolttoaineet, aurinkoenergia, tuulivoima, vesivoima ja maalämpö ovat uusiutuvia energialähteitä.
Uusiutumattomat energialähteet puolestaan ehtyvät, eli loppuvat maapallolta, mikäli niiden käyttöä ei rajoiteta. Uusiutumattomia energialähteitä ovat fossiiliset polttoaineet, eli kivihiili, öljy, maakaasu, sekä lisäksi ydinenergian tuotannossa käytettävä uraani.
Kansainvälisesti myös turve luokitellaan fossiiliseksi polttoaineeksi, mutta koska sen on humattavasti muita fossiilisia polttoaineita nuorempaa, luokitellaan se Suomessa hitaasti uusiutuvaksi.
Kerro fossiilisten polttoaineiden polttamisesta; miksi, mitä vapautuu, mitä seuraa…
Mitä tarkoitetaan lämpöarvolla?
Fossiilisten polttoaineiden kemiallista energiaa saadaan käyttökelpoiseen muotoon erilaisissa polttoprosesseissa. Polttoprosesseissa vapautuu esimerkiksi kivihiilen kohdalla hiilidioksidia, hiilimonoksidia, rikkidioksidia, typen oksideita, raskasmetalleja, aromaattisia hiilivetyjä, sekä hiukkasia. Tämä happamoittaa ympäristöä. Palamisessa vapautuvaa energiaa voidaan käyttää lämmityksessä tai sähköntuotannossa.
Lämpöarvo kertoo, kuinka paljon energiaa palamisreaktiossa vapautuu yhtä massayksikköä kohden. Lämpöarvon kirjaintunnus on H ja yksikkö J/kg, mutta joulen ollessa hyvin pieni yksikkö, käytetään yksikkönä usein MJ/kg.
Lämpöarvo voidaan laskea suureyhtälöllä Q=Hm, jossa Q= polttoaineen poltossa vapautuva energiamäärä.
Miksi fossiilisia polttoaineita käytetään?
Fossiiliset polttoaineet ovat jo pitkään olleet teollisuusmaiden merkittävin energianlähde.
Fossiilisia polttoaineita käytetään, sillä niitä on hyvin saatavilla, niiden käyttäminen on helppoa ja niiden energiatiheys on suuri.
Miten ydinenergiaa tuotetaan?
Ydinvoimaloissa ydinenergiaa tuotetaan fissioreaktioilla, joissa raskas atomiydin halkeaa kahdeksi keskiraskaaksi atomiytimeksi. Ytimen halkeamisessa vapautuu samalla neutroneita, sekä runsaasti energiaa. Vapautuneet neutronit voivat puolestaan käynnistää uuden halkeamisreaktion. Tätä kutsutaan ketjureaktioksi. Ydinvoimaloiden reaktoreissa ketjureaktiot toteutetaan hallitusti.
Miten fossiilisia polttoaineita syntyy? Kerro yleinen, sekä öljyn ja maakaasun tuotanto.
Fossiilisten polttoaineiden energia on peräisin Auringosta. Satoja miljoonia vuosia sitten, Auringon energiaa ja ilman hiilidioksidia sitoutui yhteyttämisessä kasveihin. Kasvien hajottua, ne jäivät maankuoren alle puristuksiin, jolloin hiiltä jäi varastoon. Tämä hiili vapautuu polttoaineiden poltossa hiilidioksidina.
Öljy ja maakaasu ovat muodostuneet miljoonien vuosien kuluessa, kun merien pohjiin on vajonnut eliöitä. Hapettomassa tilassa ja kovassa paineessa eliöistä on muodostunut erilaisia hajoamistuotteita, kuten hiilivetyjä.
Mikä on fuusion rooli tulevaisuuden energiantuotannossa?
Fuusio voi olla tulevaisuuden ratkaisu energiantuotantoon. Fuusiossa kevyet atomiytimet yhdistyvät eli fuusioituvat raskaammaksi atomiytimiksi, vapauttaen samalla energiaa. Fuusioreaktioissa polttoaineena käytettävää vetyä saataisiin esimerkiksi merivedestä, jota on lähestulkoon rajattomasti saatavilla.
Kerro käytetyn ydinpolttoaineen eli ydinjätteen hävittämisestä.
Ydinvoiman tuottajien vastuulla on myös huolehtiä käytetystä ydinpolttoaineesta, eli radioaktiivisesta ydinjätteestä. Tyypillisesti käytetty ydinpolttoaine sijoitetaan ensin ydinvoimaloiden yhteydessä sijaitseviin vesialtaisiin ennen loppusijoitusta. Itse loppusijoituksessa ydinjäte kapseloidaan huolellisesti, ja sijoitetaan louhittuun kallioperään noin 450 metrin syvyyteen yli 10 000 vuodeksi. Suomessa loppusijoituspaikkana toimii Eurajoella sijaitseva Onkalo.
Onko ydinenergian tuotanto turvallista?
Vaikka moniin energiantuotantotapoihin liittyy terveysriskejä, on ydinenergian tuotantoon liittyvät riskit kaikista pelätyimpiä. Pelko on todennäköisesti seurausta ydinvoimalaonnettomuuksista, joissa ihmisiä on altistunut säteilylle ja voimalan ympäristö on jouduttu evakuoimaan. Tällaisia tapauksia ovat esimerkiksi Tsernobyl 1986 ja Fukushima 2011.
Tilastollisesti ydinenergian tuotanto on kuitenkin erittäin turvallista. Monnkertaiset valvonta- ja turvallisuusjärjestelmät varmistavat ydinvoimalan toimivan oikein ja olevan turvallinen. Ydinjätteen ja ydinvoiman tuotannon turvallisuuteen liittyviä asioita valvoo Suomessa Suomen säteilyturvakeskus STUK.
Mitkä ovat ydinenergian tuotannon hyvät puolet?
Vaikka ydinvoimalan perustamiskustannukset ovat suuret, ne ovat hyvin pitkäkestoisia. Lisäksi niissä polttoaineena käytettävän uraanin vuosittainen tarve on erittäin pieni verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Lisäksi ydinvoimalat eivät tuota kasvihuonekaasuja sähköntuotannon aikana, ja niiden sähköntuotantotehoa voidaan säätää tarpeen mukaan.
Kerro hieman (miksi käytetään, mahd. huonot puolet…) kivihiilestä ja öljystä.
Kivihiiltä käytetään energiantuotannossa, sillä sen kuljettaminen, käyttäminen ja varastoiminen on helppoa. Toisaalta kivihiilen louhimiseen liittyy monia ongelmia.
Öljyn etuna on se, että se soveltuu erinomaisesti moniin eri käyttökohteisiin. Polttoaineiden lisäkis, öljyä käytetään voiteluaineena ja muovien valmistuksessa. Öljyä on myös hellpo kuljettaa laivoilla ja putkissa. Toisaalta ongelmana on se, että mahdolliset onnettomuudet merellä öljyn kuljetuksessa saattavat aiheuttaa mittaavia ympäristökatastrofeja.
Suuria öljyntuotantomaita ovat Venäjä, Yhdysvallat ja Lähi-Idän maat.
Kerro hieman (miksi käytetään, mahd. huonot puolet…) maakaasusta ja turpeesta.
Maakaasu koostuu lähestulkoon pelkästään metaanista ekä siinä ole rikkiä tai raskasmetalleja, jonka vuoksi se palaa muita fossiilisia polttoaineita puhtaammin. Sen palamisessa ei vapaudu siten kiinteitä epäpuhtauksia.
Turve on kotimainen energianlähde, jonka vuoksi se on myös merkittävä työllistäjä Suomessa. Turvetta muodostuu suolla noin 1mm kerros vuodessa, kun suolla kasvavat kasvit kuolevat ja hajoavat. Turvetuotantoalueen perustaminen vähentää luonnon monimuotoisuutta tuhoten suon ekosysteemiä.
