Le attuali forme di produzione di energia elettrica in Cina comprendono principalmente le seguenti.
(1) Generazione di energia termica. Una centrale termoelettrica è un impianto che utilizza carbone, petrolio e gas naturale come combustibili per produrre elettricità. Il suo processo produttivo di base è il seguente: la combustione del combustibile trasforma l'acqua nella caldaia in vapore, e l'energia chimica del combustibile si trasforma in energia termica. La pressione del vapore aziona la rotazione della turbina a vapore. Questa viene convertita in energia meccanica, e la turbina a vapore aziona il generatore, che a sua volta converte l'energia meccanica in energia elettrica. L'energia termica richiede la combustione di combustibili fossili come carbone e petrolio. Da un lato, le riserve di combustibili fossili sono limitate e più vengono bruciate, minore è il rischio di esaurimento. Si stima che le risorse petrolifere mondiali si esauriranno tra 30 anni. Dall'altro lato, la combustione dei combustibili emette anidride carbonica e ossidi di zolfo, causando l'effetto serra e le piogge acide, e deteriorando l'ambiente globale.
(2) Energia idroelettrica. L'acqua, trasformando l'energia potenziale gravitazionale in energia cinetica, impatta sulla turbina idraulica, che inizia a ruotare. La turbina è collegata a un generatore, che a sua volta produce elettricità. Lo svantaggio dell'energia idroelettrica è che comporta l'allagamento di vaste aree di terreno, con possibili danni all'ambiente ecologico, e il cedimento di un grande bacino idrico può avere conseguenze disastrose. Inoltre, le risorse idriche di un paese sono limitate e soggette alle variazioni stagionali.
(3) Generazione di energia solare. La generazione di energia solare converte direttamente la luce solare in elettricità (chiamata anche generazione di energia fotovoltaica) e il suo principio fondamentale è l'"effetto fotovoltaico". Quando un fotone colpisce un metallo, la sua energia può essere assorbita da un elettrone nel metallo. L'energia assorbita dall'elettrone è sufficientemente grande da vincere la forza di gravità interna del metallo per compiere lavoro, sfuggire dalla superficie del metallo e diventare un fotoelettrone. Questo è il cosiddetto "effetto fotovoltaico", o semplicemente "effetto fotovoltaico". Il sistema solare fotovoltaico ha le seguenti caratteristiche:
①Nessuna parte rotante, nessun rumore; ②Nessun inquinamento atmosferico, nessuno scarico di acque reflue; ③Nessun processo di combustione, nessun combustibile richiesto; ④Manutenzione semplice e bassi costi di manutenzione; ⑤Elevata affidabilità e stabilità di funzionamento;
⑥La batteria solare, in quanto componente chiave, ha una lunga durata;
⑦La densità energetica dell'energia solare è bassa e varia da luogo a luogo e nel tempo. Questo è il problema principale che ostacola lo sviluppo e l'utilizzo dell'energia solare.
(4) Generazione di energia eolica. Le turbine eoliche sono macchine che convertono l'energia del vento in lavoro meccanico, note anche come mulini a vento. In linea generale, si tratta di un motore che utilizza il calore, sfruttando il sole come fonte di calore e l'atmosfera come mezzo di lavoro. Presenta le seguenti caratteristiche:
①Rinnovabile, inesauribile, non necessita di carbone, petrolio e altri combustibili richiesti per la produzione di energia termica o di materiali nucleari necessari per le centrali nucleari per generare elettricità, fatta eccezione per la manutenzione ordinaria, senza alcun altro consumo;
②Pulito, con notevoli benefici ambientali; ③Scala di installazione flessibile;
④Inquinamento acustico e visivo; ⑤Occupano una vasta area di terreno;
⑥Instabile e incontrollabile; ⑦Attualmente il costo è ancora elevato; ⑧Influisce sulle attività degli uccelli.
(5) Energia nucleare. Un metodo per generare elettricità utilizzando il calore rilasciato dalla fissione nucleare in un reattore nucleare. È molto simile alla generazione di energia termica. L'energia nucleare ha le seguenti caratteristiche:
①La produzione di energia nucleare non emette grandi quantità di inquinanti nell'atmosfera come la produzione di energia da combustibili fossili, quindi la produzione di energia nucleare non causerà inquinamento atmosferico;
②La produzione di energia nucleare non produrrà anidride carbonica, che aggrava l'effetto serra globale;
③Il combustibile all'uranio utilizzato nella produzione di energia nucleare non ha altro scopo se non quello di generare energia;
④ La densità energetica del combustibile nucleare è di diversi milioni di volte superiore a quella dei combustibili fossili, quindi il combustibile utilizzato dalle centrali nucleari è di piccole dimensioni e facile da trasportare e immagazzinare;
⑤Nel costo della produzione di energia nucleare, i costi del combustibile rappresentano una percentuale inferiore, e il costo della produzione di energia nucleare è meno soggetto all'impatto della situazione economica internazionale, quindi il costo della produzione di energia è più stabile rispetto ad altri metodi di produzione di energia;
⑥Le centrali nucleari produrranno scorie radioattive ad alta e bassa attività, ovvero combustibili nucleari esauriti. Sebbene occupino un volume ridotto, devono essere gestite con cura a causa delle radiazioni e devono affrontare notevoli difficoltà politiche;
⑦L'efficienza termica delle centrali nucleari è bassa, quindi viene scaricata nell'ambiente una maggiore quantità di calore di scarto rispetto alle normali centrali a combustibili fossili, di conseguenza l'inquinamento termico delle centrali nucleari è più grave;
⑧Il costo di investimento di una centrale nucleare è elevato e il rischio finanziario per la società elettrica è relativamente alto;
⑨ Nei reattori delle centrali nucleari è presente una grande quantità di materiale radioattivo; se questo venisse rilasciato nell'ambiente esterno in caso di incidente, causerebbe danni all'ambiente e alle persone;
⑩ La costruzione di centrali nucleari è più suscettibile di causare divergenze e controversie politiche. o Che cos'è l'energia chimica?
L'energia chimica è l'energia rilasciata quando un oggetto subisce una reazione chimica. È un'energia nascosta, che non può essere utilizzata direttamente per compiere lavoro. Viene rilasciata solo quando si verifica una trasformazione chimica e si trasforma in energia termica o in altre forme di energia. L'energia rilasciata dalla combustione di petrolio e carbone, dall'esplosione di esplosivi e dalle trasformazioni chimiche che avvengono nel corpo umano a seguito del consumo di cibo sono tutte forme di energia chimica. L'energia chimica si riferisce all'energia di un composto. Secondo la legge di conservazione dell'energia, questa variazione di energia è di uguale entità e opposta alla variazione di energia termica nella reazione. Quando gli atomi nel composto di reazione si riorganizzano per produrre un nuovo composto, si genera energia chimica. Questa trasformazione produce un effetto esotermico o endotermico.
Data di pubblicazione: 25 ottobre 2021
