การแปลงพลังงาน การจัดเก็บและการใช้ประโยชน์

มีคำจำกัดความของพลังงานที่ทราบอยู่หลายประการ แต่ความหมายพื้นฐานของคำเหล่านี้เหมือนกัน โดยทั่วไปแล้ว พลังงานคือพลังงานใดๆ-ที่บรรทุกทรัพยากรที่สามารถให้พลังงานในรูปแบบใดๆ แก่มนุษย์ได้โดยตรงหรือโดยผ่านการแปลง กล่าวโดยย่อ พลังงาน หมายถึง ทรัพยากรนั้นให้พลังงาน; เป็นคำทั่วไปสำหรับสารที่มีพลังงานคุณภาพสูง- เช่น ถ่านหิน น้ำมันและเชื้อเพลิงปิโตรเลียม พลังงานน้ำ และพลังงานลม

ภาพรวมพลังงาน

★การจัดเก็บพลังงานและเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน

พลังงานมีหลายรูปแบบและสามารถจำแนกได้เป็นประเภทต่างๆ ตามวิธีการจำแนกประเภทต่างๆ ปัจจุบันจำแนกตามปัจจัยต่างๆ เป็นหลัก เช่น การผลิตพลังงาน คุณสมบัติโดยธรรมชาติ ประเภทการใช้งาน ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ และลักษณะทางกายภาพของพลังงาน

การจำแนกประเภทตามวิธีการผลิตพลังงานหรือการได้มาซึ่งพลังงาน:

(ตามวิธีการสร้างหรือได้มาซึ่งพลังงาน พลังงานสามารถแบ่งได้เป็นพลังงานหลักและพลังงานทุติยภูมิ ดังแสดงในตารางที่ 1-1)

(1) พลังงานปฐมภูมิหรือที่เรียกว่าพลังงานธรรมชาติหมายถึงพลังงานที่ได้รับจากธรรมชาติโดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการหรือการแปลงสภาพ หมวดหมู่นี้ครอบคลุมทั้งพลังงานหมุนเวียนและไม่ใช่-พลังงานหมุนเวียน พลังงานทดแทนหมายถึงพลังงานที่มีความสามารถในการฟื้นฟูตามธรรมชาติ ซึ่งไม่ได้ลดปริมาณพลังงานทั้งหมดในระหว่างการใช้หรือการแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานน้ำ พลังงานความร้อนใต้พิภพ และพลังงานชีวมวล ในทางตรงกันข้าม -พลังงานหมุนเวียนขาดคุณลักษณะในการฟื้นฟูตนเอง- และปริมาณสำรองของพลังงานนั้นก็ค่อยๆ ลดลงเนื่องจากการแสวงหาประโยชน์จากมนุษย์อย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และพลังงานนิวเคลียร์

(2) พลังงานทุติยภูมิหมายถึงตัวพาพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ ที่ได้รับจากการประมวลผลและการแปลงพลังงานปฐมภูมิ หมวดหมู่นี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยรูปแบบต่างๆ เช่น ไฟฟ้า โค้ก ก๊าซถ่านหิน ก๊าซชีวภาพ ไอน้ำ และแอลกอฮอล์ รวมถึงผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด ดีเซล และน้ำมันหนัก นอกจากนี้ แหล่งความร้อนเหลือทิ้งที่เกิดขึ้นในระหว่างการผลิตทางอุตสาหกรรม เช่น ก๊าซหุงต้มที่มีอุณหภูมิสูง- ความร้อนที่วัสดุพาไป ก๊าซที่ติดไฟได้ และของเหลวที่มีแรงดัน ก็ถือเป็นแหล่งพลังงานทุติยภูมิเช่นกัน

จำแนกตามคุณสมบัติพลังงาน:

พลังงานสามารถจำแนกได้เป็นพลังงานที่ใช้เชื้อเพลิง-และพลังงานที่ไม่ใช่เชื้อเพลิง-- โดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของมัน

(1) พลังงานจากเชื้อเพลิง-หมายถึงทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้เป็นวัสดุในการเผาไหม้เพื่อผลิตพลังงานได้โดยตรง หมวดหมู่นี้ครอบคลุมหลายประเภท รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ เชื้อเพลิงชีวภาพในรูปของไม้ ก๊าซชีวภาพ และขยะอินทรีย์ และเชื้อเพลิงสังเคราะห์ทางเคมี เช่น เมทานอลและแอลกอฮอล์ นอกจากนี้ยังรวมถึงเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เช่น ยูเรเนียม ซีนอน และหินดินดานที่ใช้ในปฏิกิริยานิวเคลียร์

(2) พลังงานที่ไม่ใช่-เชื้อเพลิง- หมายถึงประเภทพลังงานที่ไม่เหมาะที่จะเป็นแหล่งการเผาไหม้โดยตรง ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงพลังงานน้ำ พลังงานลม พลังงานคลื่น พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานความร้อนใต้พิภพ

จำแนกตามประเภทการใช้พลังงาน:

พลังงานสามารถแบ่งได้เป็นพลังงานทั่วไปและพลังงานใหม่ตามประเภทการใช้งาน

(1) พลังงานทั่วไปหรือที่เรียกว่าพลังงานดั้งเดิม โดยทั่วไปหมายถึงรูปแบบพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเจริญเต็มที่ทางเทคโนโลยี รวมถึงถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ไฟฟ้าพลังน้ำ และพลังงานนิวเคลียร์ฟิชชัน (2) พลังงานใหม่ หมายถึง พลังงานทดแทนประเภทต่างๆ ที่กำลังสำรวจและใช้ประโยชน์ในขั้นต้นหรืออยู่ในขั้นตอนการวิจัย และรอการแพร่หลายต่อไป เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานมหาสมุทร พลังงานชีวมวล และพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน

การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับว่าการใช้พลังงานก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่:

ขึ้นอยู่กับว่าการใช้พลังงานก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ สามารถแบ่งออกเป็นพลังงานที่ก่อให้เกิดมลพิษและพลังงานสะอาด

(1) พลังงานที่ก่อให้เกิดมลพิษ หมายถึง พลังงานที่สร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมในระหว่างการใช้งาน เช่น ถ่านหินและน้ำมัน ในระหว่างการใช้งาน จะก่อให้เกิดมลพิษจำนวนมาก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์อันเนื่องมาจากการเผาไหม้ ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก ฝนกรด ฯลฯ ซึ่งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และทำลายสิ่งแวดล้อม

(2) พลังงานสะอาดหรือที่เรียกว่าพลังงานสีเขียว หมายถึงพลังงานที่ไม่ปล่อยมลพิษหรือปล่อยมลพิษน้อยลง และเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยก๊าซบางอย่างในระหว่างการใช้งาน เช่น แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานน้ำ พลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงพลังงานนิวเคลียร์

การจำแนกประเภทตามรูปแบบของพลังงาน:

ขึ้นอยู่กับลักษณะของรูปแบบพลังงาน สามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภทหลัก ได้แก่ พลังงานกล พลังงานความร้อน พลังงานเคมี พลังงานรังสี พลังงานไฟฟ้า และพลังงานนิวเคลียร์

วิธีการจำแนกประเภทข้างต้นเป็นเพียงวิธีการปัจจุบันที่นักวิจัยใช้เท่านั้น เมื่อผู้คนเข้าใจเรื่องพลังงานมากขึ้น พลังงานก็จะถูกจำแนกจากด้านอื่นๆ ตามความต้องการที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้วิธีการจำแนกประเภทใดก็ตาม จุดประสงค์หลักคือเพื่อให้เข้าใจพลังงานได้ดีขึ้น และพัฒนาและใช้ประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น