มารู้จักพลังงานกัน
ถ้าเปรียบโลกของเราเป็นยานอวกาศลำหนึ่ง ซึ่งพุ่งออกสู่อวกาศ ยานอวกาศจะลอยอยู่ในอวกาศได้ต้องใช้พลังงาน นักบินในยานอวกาศต้องการอาหารและน้ำ ยานอวกาศที่ชื่อว่าโลกนี้ล่องลอยอยู่ในอวกาศทุกๆ วัน ต้องใช้พลังงานมหาศาลเพื่อให้อุปกรณ์ต่างๆ ที่มีอยู่มากมายภายในยานใช้งานได้ คนที่อาศัยอยู่ในยานก็ต้องใช้พลังงาน ต้องการอาหารและน้ำ ทุกๆ วัน ปริมาณผู้โดยสารในยานโลกนี้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของประชากรโลก เราจะทำอย่างไรให้พลังงาน อาหาร และน้ำ ที่มีอยู่จำกัดบนยานโลกนี้สามารถใช้ได้ตลอดโดยไม่หมดไป เพื่อให้ยานโลกของเราลอยอยู่ได้ในอวกาศนานเท่านาน
พลังงานที่กล่าวมานี้หมายถึงอะไรอะไร ?
ในการดำเนินชีวิตของคนเรา ต้องเกี่ยวข้องกับพลังงานและต้องการใช้พลังงานในรูปแบบต่างๆ ตลอดเวลา ถ้าไม่มีพลังงานทั้งคนและสิ่งมีชีวิตต่างๆ ก็ไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ สิ่งจำเป็นในการดำรงชีวิตหรือปัจจัยสี่ที่คนเราต้องการเพื่อการอุปโภคและบริโภค จำเป็นต้องอาศัยพลังงานรูปแบบต่างๆ ในการผลิตทั้งสิ้น ดังนั้นพลังงานจึงหมายถึงความสามารถในการทำงานซึ่งมีทั้งทางตรงและทางอ้อม ดวงอาทิตย์ส่องแสงลงมายังโลก พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ทำให้เสื้อผ้าที่ตากไว้แห้งซึ่งเป็นผลทางตรงของพลังงานความร้อน การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยเซลล์แสงอาทิตย์ แล้วนำพลังงานไฟฟ้าที่ได้ไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ เช่น ทำให้พัดลมหมุน หรือทำให้รถวิ่งได้เป็นผลทางอ้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานมีหลายรูปแบบ และสามารถเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นรูปอื่นๆ ได้ รูปแบบของพลังงานที่เรารู้จักกันดี ได้แก่ พลังงานแสง พลังงานเสียง พลังงานความร้อน พลังงานเคมี พลังงานไฟฟ้า พลังงานแม่เหล็ก พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานกล พลังงานจลน์ พลังงานศักย์ เป็นต้น
แล้วพลังงานมาจากไหน ?
พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นของมนุษย์ในโลกปัจจุบัน และทวีความสำคัญยิ่งขึ้นเมื่อโลกมีการพัฒนามากขึ้น พลังงานปรากฏในรูปแบบที่แตกต่างกัน คนเราได้พลังงานมาจากอาหารที่รับประทานเข้าไปในแต่ละวัน ซึ่งมีพลังงานเคมีอยู่ในรูปของสารประกอบ ในแต่ละวันโลกได้รับพลังงานมากมายมหาศาลจากดวงอาทิตย์ ในรูปของแสงสว่างและความร้อน แสดงว่าดวงอาทิตย์เป็นต้นกำเนิดของพลังงาน และเป็นแหล่งของพลังงานแสงและพลังงานความร้อนที่สำคัญที่สุดของโลกด้วย นอกจากนี้ดวงอาทิตย์ยังเป็นต้นกำเนิดของแหล่งพลังงานต่างๆ อีกมากมาย ได้แก่ แหล่งพลังงานน้ำ ลม คลื่น และชีวมวล ดวงจันทร์เป็นต้นกำเนิดของแหล่งพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และโลกก็เป็นต้นกำเนิดของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพด้วย แหล่งพลังงานเหล่านี้เป็นแหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นใหม่ได้ (sustainable) แต่ยังมีแหล่งพลังงานอีกหลายชนิดที่ไม่สามารถเกิดขึ้นใหม่ได้ (unsustainable) และจะถูกใช้จนหมดไป เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ นิวเคลียร์ เป็นต้น โดยคาดว่าน้ำมันและก๊าซธรรมชาติเป็นสิ่งแรกที่จะหมดไป แม้ว่าแหล่งพลังงานบางอย่างสามารถเกิดขึ้นใหม่ได้ แต่ถ้าเราใช้กันอย่างสิ้นเปลือง และไม่รักษาสภาพ เช่น แหล่งน้ำ ก็อาจจะหมดไป เพราะไม่สามารถหมุนเวียนใหม่ได้ทันกับการนำไปใช้ได้นั่นเอง
ไฟฟ้าส่วนใหญ่บนโลกผลิตจากการเผาไหม้ เชื้อเพลิงฟอสซิล หรือถ่านหิน(ลิกไนต์) ซึ่งเชื้อเพลิงเหล่านี้มีปริมาณจำกัด และใช้เวลาหลายร้อยล้านปีกว่าจะเกิดทดแทนขึ้นใหม่ได้ เชื้อเพลิงฟอสซิลเกิดจากความร้อนที่ร้อนจัดและความดันสูงภายใต้พื้นโลก ทำให้ซากสิ่งมีชีวิตทั้งหลายซึ่งทับถมกันอยู่ใต้ดินถูกเปลี่ยนให้กลายเป็นถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ถ่านหิน เกิดมาจากการเปลี่ยนแปลงของต้นไม้อย่างช้าๆ เมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นโดยการเน่าเปื่อยของต้นไม้ต่างๆ ที่ขึ้นในบริเวณหนองน้ำทับถมกันจนเกิดเป็นชั้นตะกอนที่เรียกว่าพีต (peat หรือ ถ่านเลนร่วน) ซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบอยู่ประมาณ 60% จึงสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ พีตที่สะสมอยู่ในชั้นต่างๆ ของตะกอนเมื่อถูกความกดดันสูงใต้พื้นโลกทำให้กลายเป็นถ่านหินเนื้ออ่อน เรียกว่าลิกไนต์ เมื่อถูกความกดดันต่อไปเกิดเป็นถ่านหินบิทูมินัส และเกิดเป็นถ่านหินแอนทราไซต์ที่มีเนื้อแข็งที่สุดเมื่อได้รับความกดดันมากที่สุด การนำถ่านหินไปเผาจะได้พลังงานความร้อน มนุษย์ใช้ประโยชน์จากถ่านหินโดยการนำไปเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า ปริมาณ ถ่านหิน ที่มีอยู่ปัจจุบันในโลกคือ 1,676 พันล้านลิตรเทียบเท่าน้ำมันดิบ ซึ่งสามารถใช้ได้อีกประมาณ 62 ปี แต่ถ้าเราใช้อย่างระมัดระวังเราอาจใช้ได้นานถึง 300 ปี น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ก็เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เกิดจากการสลายตัวของซากสัตว์ซึ่งใช้เวลามากกว่าล้านปี ซากสิ่งมีชีวิต ซากสัตว์ที่เน่าเปื่อยจมลงสะสมอยู่ใต้ทะเลฝังตัวกันแน่นเป็นชั้นของตะกอน ขณะที่ตะกอนจมลึกลงไปถูกความร้อนและความกดดันสูงเปลี่ยนให้กลายเป็นน้ำมันและก๊าซ โมเลกุลของน้ำมันและก๊าซจะแทรกตัวขึ้นมาตามแนวหินและขังตัวอยู่ใต้ชั้นหินแข็งที่มีรูพรุน เกิดเป็นฐานของแหล่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ในขณะนี้ ก๊าซธรรมชาติ เหลือเพียง 357 พันล้านลิตรเทียบเท่าน้ำมันดิบ และใช้ได้อีกประมาณ 22 ปี และน้ำมันดิบเหลือเพียง 17 พันล้านลิตร ซึ่งไม่เพียงพอต่อความต้องการในการใช้งาน พลังงานนิวเคลียร์ อาจช่วยได้ชั่วระยะหนึ่ง พลังงานนี้มาจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากแรงที่ยึดอนุภาคที่ศูนย์กลาง หรือที่นิวเคลียสของอะตอมของสารกัมมันตรังสีทำให้นิวเคลียสของอะตอมเปลี่ยนแปลงไป ได้แก่ ปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิสชัน เกิดจากการทำให้นิวเคลียสของอะตอมแตกออก และปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชัน เกิดจากการทำให้นิวเคลียสของอะตอมรวมตัวกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวจะปล่อยพลังงานนิวเคลียร์มหาศาลออกมา เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูใช้พลังงานนี้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า แต่การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์นี้มีทั้งข้อดีและข้อเสีย ข้อดีคือสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในปริมาณมากและมีต้นทุนค่าเชื้อเพลิงต่ำ และข้อเสียคือต้องใช้เงินลงทุนสูงมากในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และปัญหาเรื่องอันตรายจากของเสียที่มีกัมมันตรังสี หากมีการกำจัดกากรังสีและการควบคุมการรั่วของรังสีไม่ดีพอ จะเป็นอันตรายอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แต่ละโรงมีอายุเพียง 30 ปี และยากต่อการรื้อถอน ดังนั้นเราจำเป็นต้องหาแหล่งพลังงานและวิธีการใหม่ เพื่อให้มีพลังงานไว้ใช้เพียงพอสำหรับอนาคต นักวิทยาศาสตร์จึงกำลังทำงานกันอย่างหนักเพื่อพัฒนาให้อุปกรณ์ เครื่องจักรกลต่างๆ สามารถใช้ได้กับแหล่งพลังงานใหม่ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้แล้วไม่หมดไปเหมือนกับถ่านหิน หรือน้ำมัน |
จากคุณ Wit-Tha-Ya
เมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 47
เวลา 6:52:16
|
|
|
