ENERGIE Flashcards
ENERGIE
het vermogen om verandering te veroorzaken of het vermogen om nuttige arbeid te leveren
ENERGIE-INHOUD
de totale hoeveelheid arbeid die moet verricht worden om vanaf een grondtoestand (regerentieniveau) tot de huidige situatie te komen
ENERGIEKETEN
- ontginning primaire bronnen…
- energieconversie en distributie…
- eindconsumptie
1 JOULE IS
1 joule is de hoeveelheid energie nodig om een kracht van 1 newton uit te oefenen over een afstand van 1 meter: arbeid is kracht maal verplaatsing
1 J = 1 N.m = 1 kg. m2. s-2
1STE WET (behoud van energie)
Kan niet verloren gaan, kan niet uit het niets ontstaan, wel omzettingen = de totale energie blijft in een gesloten systeem steeds constant
2DE WET (ristrictie op de (spontante) omzetting van energie)
-een systeem streeft altijd naar een minimale energie inhoud, omdat een voorwerp op deze manier naar zijn evenwichtstoestand kan streven: hij wilt zo veel mogelijk energie afgeven aan de omgeving.
-wilt dit zeggen dat spontante processen altijd exotherm zijn? nee! dit komt omdat:
een systeem ook altijd streeft naar maximale entropie (=chaos, wanorde).
PERPETUUM MOBILE
een voorwerp kan zich nooit blijven bewegen zonder extra energie
VERMOGEN
= de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt omgezet (, verbruikt of vrijgesteld)
Vermogen= arbeid/energie . tijdseenheid-1
en
kWh = 103 J.s-1 x 3600s = 3,6 x 106 J
fosiele energiebronnen
gevormd zijn uit prehistorisch levend materiaal dat na afsterven bedolven werd onder dikke lagen zand en modder. Op deze manier werden ze
onderworpen aan hoge druk en hoge temperaturen. Afhankelijk van de temperatuur en druk werden verschillende typen brandstof gevormd: gas, olie en kolen
PRIMAIRE WINNING (aardolie)
de aardolie wordt door natuurlijke druk van het onderliggende water (licht blauw) en door de uitzetting van de gassen (geel) boven de aardolielaag, naar omhoog
OPEC
(Venezuela, Ecuador, Irak, Iran, Saoedi-Arabië, Koeweit, Qatar, Libië, Verenigde Arabische Emiraten, Algerije, Nigeria, Angola)
- productie van 30 miljoen vaten ruwe olie per dag (sinds december 2011)
- 1 vat = 159 L
- 80% van de “bewezen” wereldwijde aardolie-reserves
SECUNDAIRE WINNING (aardolie)
de ondergrondse druk door de voortdurende ontginning is te laag geworden en dus moet men gaan pompen. Onafhankelijk van de pomp wordt het
samengeperst gat in de boorput geïnjecteerd, vermengt met de olie en zal de gas door de uitzettingskracht de olie naar boven stuwen. Dit kan op 2 manieren:
1STE MANIER, SECUNDAIRE WINNING
de bodempomp wordt langs een
buizenstelsel aangedreven door een bovengrondse ja-knikker.
2DE MANIER SECUNDAIRE WINNING
een gaspomp pompt gas in de resevoirgesteent e waardoor het gas voor een onderdruk zorgt
tertiaire winning (aardolie)
deze methode berust om thermische of chemische inmenging of op normale menging. Bij de thermische methode wordt stoom geïnjecteerd om de olie op te warmen en de viscositeit ervan te verlagen opdat het makkelijker op te pompen is. De chemische methoden maakt oa. gebruik van detergenten die de olie uit het
gesteente kunnen wassen.
AARGAS FORMULE
CH4 + 2O2 2H2O + CO2 + energie
VOORDELEN FOSIELE BRANDSTOFFEN
• winningstechnieken zijn goed gekend
• omzetting naar energiedragers is
eenvoudig
• komt zowel gasvormig, vloeibaar als vast voor
NADELEN FOSSIELE BRANDSTOFFEN
- voorraden zijn eindig
- de geografische verdeling is ongelijk (zie OPEC landen)
- emissies en milieuvervuilende problemen
- stijgende kostprijs
nucleaire energiebronnen
= intraatomaire bindingen worden verbroken
Er komt een energie dat 1000 tot 106 keer groter is dan bij fossiele brandstoffen. Als gevolg van een veel grotere intra-atomaire bindingsenergie.
de interne structuur van een atoomkern kan op 4 manier gewijzigd worden:
- atoomkern word gebombardeerd met een neutron en de kern kan deze absorberen => er ontstaat een nieuw en meestal instabiel atoom
- een instabiel atoom kan dan spontaan wijzigen door de uitstraling van geladen α en β deeltjes, van ongeladen deeltjes (neutronen) en/of van ϒ en X-stralen = radioactief verval = desintegratie van de stabiele kern
- kern splijting/ kernfissie (= een zware kern die gaat splitsen. We hebben het hierbij voornamelijk over 235U, 239P , 233U, al is 235U veruit de meest gebruikte)
- kernfusie
halfwaardetijd (bij radioactief afval)
bepaalt hoe het materiaal opgeslagen moet worden en hoe lang het zal duren dat het materiaal schadelijk is voor de volksgezondheid en het milieu
becquerel
1 becq als er per seconde 1 atoom word deintegreert
kernfusie
(wordt nog niet commercieel uitgevoerd, laag rendement)
= materiaal heel snel bij mekaar brengen opdat de kernkracht de afstotingskracht overwint
= het samensmelten van kernen van verschillende atomen, waarbij een ander element wordt gevormd
een plasma (kernfusie)
het gas dat uit positief geladen atoomkernen bestaat en negatieve vrije elektronen
3 kernfusie reacties
- titrium en deuterium
- tussen 2 deutriumen
- triple alfa reactie
VOORDELEN KERNFUSIE
minder radioactiefafval, kleinere hwt
heeft het potentieel om veel energie te kunnen vormen
deuterium is bijna onbeperkt voorradig op aarde (de oceaan)
geen kettingreactie
NADELEN NUCLEAIRE ENERGIE
veiligheid en imago (kernwapens)
Kostprijs en bouwduur van een kerncentrale en reactor
Beperkte voorraad splijtstof (kernfissie)
Radioactief afval (kernsplijting)
VOORDELEN NUCLEAIRE ENERGIE
- geen emissies van CO2, NOx en SOx
- grotere energie² opbrengst per kg brandstof
- quasi onuitputbare voorraad (kernfusie)
- kostprijs splijtstof is vrij goedkoop in vergelijking met de andere milieuvriendelijke alternatieven
radioactief afval
- laag en hoog radioctiviteit (bepaald door hoeveelheid en halfwaardetijd)
- wordt in Be geregeld door NIRAS
- 2 opslag opties: oppervlakteberging en ondergronds
from fossils to green EU 2020
- 20 % minder broeikasgasemissie t.o.v. 1990
- 20% minder energieverbruik t.o.v. 1990
- 20% aandeel hernieuwbare energie
wanneer is iets hernieuwbaar
- als de productiesnelheid in de natuur even groot is als de consumptiesnelheid door de maatschappij
- beter dan de term grond omdat deze niet altijd inhoudelijk is bv: hout komt in de natuur voor en zien wij als iets ‘groens’ maar de productie en consumptie snelheden komen niet overeen bv: aardolie komt van de aarde maar de productie en consumptie snelheden hiervan komen niet overeen
hernieuwbare flows
energie dat 100% hernieuwbaar is en helemaal niet uitputbaar