In China gibt es derzeit hauptsächlich folgende Formen der Stromerzeugung:
(1) Wärmekraftwerke. Ein Wärmekraftwerk ist eine Anlage, die Kohle, Erdöl und Erdgas als Brennstoffe zur Stromerzeugung nutzt. Der grundlegende Produktionsprozess ist folgender: Bei der Verbrennung des Brennstoffs wird das Wasser im Kessel zu Dampf umgewandelt, wobei die chemische Energie des Brennstoffs in Wärmeenergie umgewandelt wird. Der Dampfdruck treibt die Rotation der Dampfturbine an. Diese wird in mechanische Energie umgewandelt, die wiederum den Generator antreibt und so die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Wärmekraftwerke benötigen fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdöl. Einerseits sind die Reserven an fossilen Brennstoffen begrenzt, und je mehr sie verbrannt werden, desto geringer ist die Gefahr ihrer Erschöpfung. Schätzungen zufolge werden die weltweiten Erdölreserven in etwa 30 Jahren erschöpft sein. Andererseits werden bei der Verbrennung von Brennstoffen Kohlendioxid und Schwefeloxide freigesetzt, was den Treibhauseffekt und sauren Regen verursacht und die globale Umwelt schädigt.
(2) Wasserkraft. Das Wasser, dessen potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt wird, trifft auf die Wasserturbine, die sich dadurch dreht. Die Turbine ist mit dem Generator verbunden, der Strom erzeugt. Ein Nachteil der Wasserkraft ist die Überflutung großer Landflächen, die ökologische Schäden verursachen kann. Bei einem Dammbruch eines großen Stausees sind die Folgen katastrophal. Zudem sind die Wasserressourcen eines Landes begrenzt und von den Jahreszeiten abhängig.
(3) Solarenergieerzeugung. Die Solarenergieerzeugung wandelt Sonnenlicht direkt in Elektrizität um (auch photovoltaische Energieerzeugung genannt). Ihr Grundprinzip ist der „photovoltaische Effekt“. Trifft ein Photon auf ein Metall, kann ein Elektron im Metall seine Energie absorbieren. Die absorbierte Energie ist groß genug, um die Schwerkraft des Metalls zu überwinden und Arbeit zu verrichten. Das Elektron verlässt die Metalloberfläche und wird zu einem Photoelektron. Dies ist der sogenannte „photovoltaische Effekt“. Das solare Photovoltaiksystem weist folgende Eigenschaften auf:
① Keine rotierenden Teile, keine Geräusche; ② Keine Luftverschmutzung, keine Abwasserentsorgung; ③ Kein Verbrennungsprozess, kein Brennstoff erforderlich; ④ Einfache Wartung und geringe Wartungskosten; ⑤ Gute Betriebssicherheit und Stabilität;
⑥Die Solarbatterie als Schlüsselkomponente zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus;
⑦ Die Energiedichte der Solarenergie ist gering und variiert je nach Ort und Zeit. Dies ist das Hauptproblem für die Entwicklung und Nutzung der Solarenergie.
(4) Windenergieerzeugung. Windkraftanlagen sind Maschinen, die Windenergie in mechanische Arbeit umwandeln; sie werden auch als Windmühlen bezeichnet. Allgemein gesprochen handelt es sich um eine Wärmekraftmaschine, die die Sonne als Wärmequelle und die Atmosphäre als Arbeitsmedium nutzt. Sie weist folgende Merkmale auf:
①Erneuerbar, unerschöpflich, keine Notwendigkeit für Kohle, Öl und andere Brennstoffe, die für die Stromerzeugung in Wärmekraftwerken benötigt werden, oder für Kernkraftwerke, die zur Stromerzeugung benötigt werden, außer für regelmäßige Wartungsarbeiten, ohne jeglichen weiteren Verbrauch;
②Sauber, gute Umweltvorteile; ③Flexible Installationsgröße;
④ Lärm- und Sichtbehinderung; ⑤ Große Landfläche beanspruchen;
⑥Instabil und unkontrollierbar; ⑦Die Kosten sind derzeit noch hoch; ⑧Beeinträchtigt die Aktivitäten der Vögel.
(5) Kernenergie. Ein Verfahren zur Stromerzeugung mithilfe der bei der Kernspaltung in einem Kernreaktor freigesetzten Wärme. Sie ist der thermischen Stromerzeugung sehr ähnlich. Die Kernenergie weist folgende Merkmale auf:
① Bei der Kernenergieerzeugung werden im Gegensatz zur Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen keine großen Mengen an Schadstoffen in die Atmosphäre freigesetzt, daher verursacht die Kernenergieerzeugung keine Luftverschmutzung.
② Bei der Kernenergieerzeugung wird kein Kohlendioxid produziert, das den globalen Treibhauseffekt verschärft;
③ Der in der Kernenergieerzeugung verwendete Uranbrennstoff hat keinen anderen Zweck als die Stromerzeugung;
④ Die Energiedichte von Kernbrennstoff ist um ein Vielfaches höher als die von fossilen Brennstoffen, daher ist der von Kernkraftwerken verwendete Brennstoff klein und leicht zu transportieren und zu lagern;
⑤Bei der Kernenergieerzeugung haben die Brennstoffkosten einen geringeren Anteil an den Gesamtkosten und sind weniger anfällig für die Auswirkungen der internationalen Wirtschaftslage, sodass die Stromerzeugungskosten stabiler sind als bei anderen Stromerzeugungsmethoden;
⑥ Kernkraftwerke produzieren hoch- und schwachradioaktive Abfälle bzw. abgebrannte Kernbrennstoffe. Obwohl diese nur ein geringes Volumen einnehmen, müssen sie aufgrund der Strahlung mit Vorsicht behandelt werden und sind mit erheblichen politischen Schwierigkeiten verbunden;
⑦Der thermische Wirkungsgrad von Kernkraftwerken ist gering, daher wird mehr Abwärme in die Umwelt abgegeben als bei herkömmlichen fossilen Kraftwerken, weshalb die thermische Belastung durch Kernkraftwerke schwerwiegender ist;
⑧Die Investitionskosten für Kernkraftwerke sind hoch, und das finanzielle Risiko für das Energieunternehmen ist relativ hoch;
⑨ Im Reaktor eines Kernkraftwerks befinden sich große Mengen radioaktiver Stoffe, die bei einem Unfall in die Umwelt gelangen und der Umwelt und den Menschen Schaden zufügen würden.
⑩ Der Bau von Kernkraftwerken führt mit größerer Wahrscheinlichkeit zu politischen Differenzen und Streitigkeiten. o Was ist chemische Energie?
Chemische Energie ist die Energie, die bei einer chemischen Reaktion freigesetzt wird. Sie ist eine schwer fassbare Energieform, die nicht direkt für Arbeit genutzt werden kann. Sie wird erst freigesetzt, wenn eine chemische Reaktion stattfindet und dabei Wärmeenergie oder andere Energieformen entstehen. Die Energie, die bei der Verbrennung von Öl und Kohle, der Explosion von Sprengstoffen und den chemischen Veränderungen in der Nahrung freigesetzt wird, ist allesamt chemische Energie. Chemische Energie bezeichnet die Energie einer Verbindung. Gemäß dem Energieerhaltungssatz ist diese Energieänderung betragsmäßig gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet zur Änderung der Wärmeenergie in der Reaktion. Wenn sich die Atome in der Reaktionsverbindung neu anordnen und eine neue Verbindung bilden, wird chemische Energie freigesetzt. Diese Reaktion kann exotherm oder endotherm sein.
Veröffentlichungsdatum: 25. Oktober 2021
