Har du någonsin undrat hur din telefon och andra elektroniska enheter laddas? Förutom att hålla oss digitalt anslutna sparar el också liv på sjukhus, driver industrin och håller den amerikanska ekonomin gående. Oavsett om det är en energikälla från 1800-talet som kol eller en källa från 2000-talet som sol, är det värt att veta hur elektrisk energi fungerar, hur den genereras och var juicen som driver våra liv kommer från.
Vad du behöver veta om elektrisk energi
Elektrisk energi skapas av strömmen av elektroner, ofta kallad "ström", genom en ledare, såsom en ledning. Mängden skapad elektrisk energi beror på antalet elektroner som flyter och flödets hastighet. Energi kan antingen vara potentiell eller kinetisk. En kolklump representerar till exempel potentiell energi. När kol bränns blir dess potentiella energi kinetisk energi.
Vanliga energiformer
Här är de sex mest vanliga energiformer.
Kemisk energi: Detta är lagrad eller "potentiell" energi. Att frigöra kemisk energi från kolbaserade bränslen kräver i allmänhet förbränning (t.ex. förbränning av kol, olja, naturgas eller biomassa som trä).
Värmeenergi: Typiska källor till termisk energi inkluderar värme från underjordiska varma källor, förbränning av fossila bränslen och biomassa eller industriella processer.
Rörelseenergi: Kinetisk energi är rörelse. Denna typ av energi kan fångas upp och förvandlas till el när till exempel vatten i en flod rör sig genom en vattenkraftsdamm eller när luft rör sig vindkraftverk.
Kärnenergi: Detta är den energi som lagras i bindningarna inuti atomer och molekyler. När kärnenergi frigörs kan den också avge radioaktivitet och värme (termisk energi).
Solenergi: Energi strålar ut från solen och ljusstrålarna kan fångas upp med solceller och halvledare. Speglar kan användas för att koncentrera kraften. Solens värme är också en termisk källa.
Rotationsenergi: Detta är den energi som härrör från snurrning, som vanligtvis produceras av mekaniska anordningar som svänghjul.
Hur USA köper sin energi
Som en del av Department of Energy har Energy Information Administration (EIA) i uppgift att spåra exakt hur USA håller lamporna tända. Uppgifterna här är baserade på energikällor 2018, och det är ett genomsnitt för alla sektorer och energianvändning:
- Petroleum (olja) 36%
- Naturgas 31%
- Kol 13%
- Förnybar energi 11% (huvudsakligen biomassa och träbränsle (45%), vattenkraft (23%), vind (22%), sol (8%) och geotermisk (2%))
- Kärnkraft 8%
Du kan dyka djupare in i data och hitta stora obalanser mellan hur energi kommer från olika inställningar. Till exempel, medan oljeindustrin bränner 92% av transportsektorn (tänk gas för bilar), bränner den bara 8% av bostadselektriciteten.
Här är en fullständig uppdelning av varifrån elen kommer när den genomsnittliga amerikanen tänder lamporna i sitt hem eller laddar telefonen i ett uttag:
- Naturgas 43%
- Detaljhandel från elkraftsektorn 42% (elkraftsektorn står för 1% av all petroleumsanvändning i USA, 35% av naturgasanvändningen, 91% av kolanvändningen, 56% av användningen av förnybar energi och 100% av kärnkraften använda sig av)
- Petroleum (olja) 8%
- Förnybar energi 7%
Dessa siffror genomsnittar elkällor i hela landet. Om du vill ha mer specifik information som direkt adresserar din gemenskap, titta på uppdelning av stat och territorium energianvändning. Varje stats elkraftsektor hämtar energi från en unik kombination av källor, och dessa förhållanden skapar betydande skillnader i hushållens elkällor från en stat till en annan.
Till exempel genererade Indianas elkraftsektor 79,5% av sin el från kol 2017, medan förnybara energikällor stod för 5,9% av kraftsektorns produktion. I Oregon, å andra sidan, kom 76,7% av elkraftsektorn från förnybara källor 2017 och 3,2% kom från kol.
Det som ligger framför oss
Från och med 2019 förväntar sig den amerikanska regeringen att se den största tillväxten av förnybara energikällor. År 2050 hade den Department of Energy förväntar sig att se en 2,7% ökning av förnybar energiförbrukning i hela ekonomin - och det räknas inte med vattenkällor eller biomassakällor. Naturgas förväntas också bli en vanligare källa till el, och förbrukningen förväntas öka med 0,5% till 2050. Andra viktiga källor till el förväntas bli något mindre vanliga till 2050 - petroleumförbrukningen förväntas minska med 0,1%, kol med 0,7% och kärnkraft med 0,6%.