Energie non rinnovabili

ENergie

NON RINNOVABILI

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RINNOVABILI

Created By Tarek Al Smadi

Le Energie non rinnovabili sono energie ottenute sfruttando Combustibili Fossiliche sono fonti Esauribili e non puliti.

Petrolio

Gas Naturale (Metano)

Carbonio

Energia Nucleare

VANTAGGI/SVANTAGGI

PETROLIO

CARBONIO

GAS NATURALE ( METANO )

URANIO 235

Centrali

CENTRALE TERMOELETTRICA

CALDAIA A GAS

FISSIONE NUCLEARE

FUSIONE NUCLEARE

L’uranio-235, spesso indicato con il simbolo 235 U, è l’isotopo dell’uranio con numero di massa pari a 235. Poiché il numero di massa è la somma del numero di protoni e del numero di neutroni nel nucleo, l’235 U, avendo numero atomico 92, ha 143 neutroni. Questo isotopo è stato scoperto nel 1935 da Arthur Jeffrey Dempster. L’uranio-235 è di grande interesse per due ragioni principali: Presenza in natura: L’uranio-235 è presente in natura con un’abbondanza di circa 0,7%. È l’unico isotopo fissile presente in natura, il che significa che ha una elevata probabilità di subire fissione se bombardato con neutroni termici. La sua fissione è accompagnata dall’emissione di un numero di neutroni sufficiente a sostenere una reazione a catena1. Utilizzo nucleare: Poiché l’uranio-238 ha una elevata probabilità di catturare neutroni, l’uranio naturale raramente può essere utilizzato in un reattore nucleare, a meno che non sia in un’unità ad acqua pesante. Per mantenere la reazione a catena al livello “critico”, è preferibile utilizzare combustibile arricchito, ossia con una maggiore percentuale dell’isotopo di massa 235 rispetto all’uranio naturale. L’uranio residuo alla fine del processo di arricchimento viene detto impoverito, poiché contiene una percentuale di 235 U inferiore a quella dell’uranio naturale

Fissione e fusione nucleare

Vantaggi/svantaggi

La fissione nucleare è una reazione nucleare in cui il nucleo atomico di un elemento chimico pesante, come l’uranio-235 o il plutonio-239, si divide in nuclei di atomi di numero atomico inferiore, rilasciando una grande quantità di energia e radioattività. Questo fenomeno può avvenire spontaneamente in natura o essere indotto artificialmente tramite il bombardamento di neutroni. La fissione nucleare è comunemente utilizzata nei reattori nucleari per produrre energia e anche nei tipi più semplici di armi nucleari, come le bombe atomiche all’uranio o al plutonio. 1)Nella fissione nucleare: Un nucleo di uranio-235 viene “bombardato” da un neutrone, avviando la fissione che spezza il nucleo in due atomi (kripton e bario) e rilascia tre neutroni e energia. 2) Uno di questi neutroni viene assorbito da un altro nucleo di uranio-238, ma viene perso nel bilancio. 3)Il terzo neutrone viene assorbito da un nucleo di uranio-235, che si spezza in due atomi liberando due neutroni e ulteriore energia. 4)I due neutroni liberati possono continuare la reazione a catena, interagendo con altri nuclei di uranio-235. La fissione nucleare ha avuto un ruolo cruciale nello sviluppo delle tecnologie nucleari e nella produzione di energia elettrica. È affascinante come la scienza possa svelare i segreti dei nuclei e trasformarli in fonti di potenza e luce

Una caldaia è un dispositivo utilizzato per riscaldare l’acqua o produrre vapore. Le caldaie sono comunemente utilizzate per il riscaldamento domestico, la produzione di acqua calda sanitaria e in processi industriali.

Caldaie a condensazione

1) : Queste caldaie recuperano il calore dai gas di scarico e lo utilizzano per riscaldare l’acqua. Sono efficienti dal punto di vista energetico e spesso utilizzate nelle abitazioni.

2) Caldaie a gas: Funzionano a gas naturale o propano. 3) Caldaie a metano: Utilizzano metano come combustibile.

Il carbone è un combustibile fossile costituito da una roccia sedimentaria di colore nero o bruno scuro. Viene estratto da miniere sotterranee o a cielo aperto. La formazione del carbone risale a circa 345 milioni di anni fa, quando un clima caldo e umido e un’elevata concentrazione di CO₂ favorirono la crescita di alberi giganti. Dopo la loro morte, provocata da inondazioni, si veniva a creare un ampio strato di legname, che non veniva degradato a causa dell’assenza di funghi e batteri specifici ancora non sviluppati. Questo strato di legname veniva poi coperto da vari strati di altri sedimenti, che lo sottoponevano a pressioni elevate e all’assenza di ossigeno. Questo continuo processo ha portato alla formazione di quelli che conosciamo come carboni fossili. Il carbone è un combustibile pronto all’uso, composto principalmente da carbonio e contiene tracce di idrocarburi, oltre a vari altri minerali assortiti, compresi alcuni a base di zolfo. Esistono vari metodi di analisi per caratterizzarlo. L’inizio del suo massiccio sfruttamento è spesso associato alla Rivoluzione industriale, e ancora oggi rimane un combustibile molto importante. Viene prodotta usando il carbone un quarto dell’elettricità mondiale, circa la metà dell’elettricità negli Stati Uniti e circa il 10% in Italia1. In passato era utilizzato anche per alimentare alcuni mezzi di trasporto, quali le locomotive e le navi a vapore, nonché per azionare le macchine a vapore delle industrie nel corso dell’Ottocento e della prima parte del Novecento. Tuttavia, l’uso del carbone per la produzione di energia è globalmente uno dei fattori principali dell’emissione antropica di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre, che è la principale causa dell’effetto serra e del surriscaldamento globale. Dal carbone si può ottenere anche il carbone attivo, utilizzato in chimica. Inoltre, dal lavaggio del gas di carbone si ottiene come sottoprodotto il catrame di carbone, si trasforma in energia elettrica attraverso la centrale Termoelettrica

Vantaggi/svantaggi

Una centrale termoelettrica è un impianto industriale che trasforma in energia elettrica l’energia chimica del combustibile che l’alimenta. Durante la combustione, l’energia chimica del combustibile si trasforma in energia termica del fluido di lavoro. Questa energia termica, azionando la turbina, si trasforma in energia meccanica. Infine, mettendo in rotazione l’alternatore, si genera energia elettrica. Esistono diversi tipi di centrali termoelettriche, ognuna con il proprio ciclo di lavoro: Centrale a vapore: Queste centrali utilizzano acqua o altro liquido che si trova in due diverse fasi durante il ciclo di lavoro, spesso sotto forma di vapore e liquido. Negli ultimi anni, sono state sviluppate tecnologie supercritiche che eliminano la transizione di fase, caratteristica delle centrali tradizionali. Le sezioni principali di queste centrali includono la linea di alimento, il generatore di vapore, la turbina e il condensatore. Centrale a turbogas: Queste centrali utilizzano un ciclo basato su una turbina a gas. Il filtraggio dell’aria è una parte essenziale di questo processo. Ciclo combinato: Questo tipo di centrale combina il ciclo a vapore con il ciclo a turbogas per migliorare l’efficienza complessiva. Cogenerazione: Alcune centrali termoelettriche producono sia energia elettrica che calore utilizzabile per scopi industriali o domestici. Abbattimento degli inquinanti: Le centrali termoelettriche adottano misure per ridurre gli inquinanti, come gli ossidi di zolfo, gli ossidi di azoto e le ceneri. Inoltre, alcune centrali catturano l’anidride carbonica per mitigare l’impatto ambientale

1) Ampia disponibilità: Negli Stati Uniti, le riserve di carbone sono sufficienti per fornire energia ai livelli attuali per circa 4 secoli. 2)A livello globale, si stima che ci sia abbastanza carbone nelle riserve accertate per coprire oltre 150 anni di produzione con le esigenze odierne. 3) Infrastruttura esistente: La nostra società moderna è stata costruita sull’energia che il carbone può produrre. 4)È stato utilizzato per secoli, passando dai falò e dai camini alle caldaie e alle centrali elettriche. 5)Economico: L’elettricità prodotta dal carbone è generalmente a un costo inferiore a 0,03 dollari per kilowattora. Versatilità: Il carbone può essere trasformato in numerosi tipi di carburante.

1)Impatto ambientale: La combustione del carbone produce CO2 e contribuisce all’inquinamento atmosferico. 2)Investimenti e infrastrutture: Per lo sfruttamento delle riserve di carbone sono necessari investimenti e infrastrutture. 3) Inquinamento: Il carbone ha un alto tasso inquinante, superiore persino a quello del petrolio. 4) Scarsa disponibilità sul commercio: Nonostante le riserve, la disponibilità del carbone sul mercato può essere limitata

Fissione Nucleare: Vantaggi: 1) Energia: La fissione nucleare rilascia una grande quantità di energia. 2) Durante il processo, un nucleo pesante (come l’uranio-235) si divide in due o più frammenti, liberando energia sotto forma di calore. 3) Reazione a catena: La fissione può innescare una reazione a catena controllata, che può essere utilizzata per generare energia in centrali nucleari. 4)Combustibile disponibile: L’uranio-235 è presente in natura e può essere estratto per alimentare reattori nucleari. Svantaggi: 1) Rifiuti radioattivi: La fissione produce rifiuti radioattivi che richiedono una gestione sicura e a lungo termine. 2)Proliferazione nucleare: L’uso dell’uranio-235 può essere associato alla proliferazione di armi nucleari.

Fusione Nucleare: Vantaggi: 1) Energia pulita: La fusione nucleare è una fonte di energia pulita e sostenibile. 2) Utilizza isotopi leggeri come l’idrogeno e l’elio, senza produrre rifiuti radioattivi a lungo termine. 3) Combustibile abbondante: L’idrogeno è abbondante nell’universo. Reattori più sicuri: La fusione richiede temperature estremamente elevate, ma i reattori di fusione sono intrinsecamente più sicuri rispetto a quelli di fissione. Svantaggi: 1)Tecnologia complessa: La fusione richiede condizioni estreme di temperatura e pressione, rendendo la tecnologia di fusione ancora in fase di sviluppo. 2) Confinamento del plasma: Mantenere il plasma ad alta temperatura e confinato è una sfida tecnica.

1) Pulito: Il gas naturale è uno dei combustibili fossili più puliti, emettendo meno inquinanti rispetto al carbone o al petrolio. 2) Efficiente: Ha un alto rendimento energetico, consentendo di ottenere più energia con meno consumo. 3) Disponibilità: Il gas naturale è abbondante e facilmente reperibile. 4) Sicurezza e trasportabilità: È sicuro da trasportare, anche allo stato liquido.

1) Emissioni inquinanti: Nonostante sia meno inquinante rispetto ad altre fonti fossili, la combustione del gas naturale contribuisce comunque al riscaldamento globale. 2) Investimenti e infrastrutture: Per lo sfruttamento dei giacimenti di gas naturale sono necessari investimenti e infrastrutture. 3) Trattamento post-estrazione: Dopo l’estrazione, il gas naturale richiede trattamenti per isolare i diversi gas da poter sfruttare. 4) Alternative sostenibili: Per creare un mix energetico più sostenibile, può essere combinato con fonti di energia rinnovabili

Vantaggi del petrolio: 1) Fonte energetica: Il petrolio è una delle principali fonti di energia utilizzate nel mondo per produrre elettricità e alimentare i trasporti. 2) Facilità di trasporto: Il petrolio può essere facilmente trasportato tramite oleodotti, navi cisterna e camion, garantendo una distribuzione ampia e rapida. 3) Creazione di posti di lavoro: L’industria petrolifera crea numerosi posti di lavoro diretti e indiretti in settori come l’estrazione, la raffinazione e la distribuzione del petrolio. 4) Prodotti derivati: Il petrolio è alla base di molti prodotti che utilizziamo quotidianamente, come carburanti, plastica, fertilizzanti e prodotti chimici.

Svantaggi del petrolio: 1) Inquinamento ambientale: L’estrazione, la raffinazione e la combustione del petrolio possono causare gravi danni all’ambiente, tra cui 2) l’inquinamento dell’aria, dell’acqua e del suolo. 3)Impatto sulla salute: L’esposizione a sostanze chimiche tossiche presenti nel petrolio può essere dannosa per la salute umana, causando problemi respiratori, malattie e persino cancro. 4) Instabilità del prezzo: Il prezzo del petrolio è soggetto a fluttuazioni imprevedibili, il che può avere effetti negativi sull’economia globale e sui consumatori. Dependenza energetica: La dipendenza dal petrolio può rendere i paesi vulnerabili a interruzioni nell’approvvigionamento e può ostacolare lo sviluppo di fonti di energia rinnovabile.

il gas naturale È una miscela di vari gas prodotti dalla decomposizione di sostanze organiche in assenza di ossigeno e viene trasformato in energia termica attraverso la Caldaia . Composto principalmente da metano (tra il 75% e il 95%), ma contiene anche altri idrocarburi come etano, propano e butano. Viene estratto da giacimenti sotterranei e depurato dai gas inerti come l’azoto e l’anidride carbonica. Utilizzato per riscaldamento domestico, produzione di acqua calda e nel settore dei trasporti. Una complessa rete di tubature lo trasporta per oltre un milione di chilometri.

invece il metano: Consiste in un idrocarburo formato da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno (formula chimica CH₄). Si presenta in forma gassosa, incolore e inodore. È il composto principale del gas naturale. Utilizzato nel riscaldamento domestico, nella cucina e nell’industria. È considerato un combustibile “green” e più pulito rispetto al petrolio.

Vantaggi/svantaggi

La fusione nucleare è una reazione nucleare in cui i nuclei di due o più atomi si uniscono per formare il nucleo di un nuovo elemento chimico. Questo processo richiede che i nuclei siano avvicinati tra loro, superando la repulsione elettromagnetica con una grande quantità di energia,

La fusione nucleare avviene quando i nuclei atomici si fondono insieme, creando un nucleo più pesante. Perché la fusione sia possibile, è necessario superare la repulsione elettromagnetica tra i nuclei. La fusione è responsabile dell’emissione di luce nelle stelle e impedisce il collasso gravitazionale delle stesse. Nel processo di fusione, gli atomi si combinano per formare nuovi elementi chimici, quindi è una Fonte di energia civile: La fusione nucleare potrebbe essere una fonte di energia pulita e inesauribile per la produzione di elettricità. Confinamento magnetico: Utilizza campi magnetici per mantenere il plasma di fusione stabile. Confinamento inerziale: Sfrutta onde d’urto laser o particelle per comprimere il combustibile di fusione. Bomba H: Le prime reazioni di fusione furono prodotte artificialmente per amplificare la potenza delle bombe atomiche.

Il petrolio è una miscela liquida di vari idrocarburi, principalmente alcani, che si trova in giacimenti negli strati superiori della crosta terrestre. Questo prezioso “oro nero” è una fonte primaria di energia nella modernità, infatti si trasforma in energia elettrica attraverso la Centrale Termoelettrica . Il petrolio è un liquido viscoso, infiammabile, il cui colore può variare dal nero (il più comune) al verde scuro. Storia: I popoli dell’antichità conoscevano i giacimenti di petrolio superficiali e lo utilizzavano per produrre medicinali, bitume e per alimentare lampade. Già nell’Iliade, Omero narra di un “fuoco perenne” lanciato contro le navi greche. Il “fuoco greco” dei bizantini era un’arma preparata con petrolio, una miscela di olio, zolfo, resina e salnitro, che non poteva essere spenta dall’acqua. Marco Polo, nel Milione, parla del petrolio come una fonte abbondante di olio in Armenia1. Composizione e Utilizzo: Il petrolio è costituito principalmente da idrocarburi e viene estratto dai giacimenti prima di subire qualsiasi trattamento per trasformarlo in prodotto lavorato. È una materia prima fondamentale per l’industria e la società moderna, utilizzata per produrre carburanti, plastica, lubrificanti e molti altri prodotti

Vantaggi/svantaggi