Η ενέργεια βρίσκεται παντού γύρω μας,
είναι ένα φυσικό μέγεθος που ακολουθεί ακριβείς φυσικούς νόμους.
Το σύμπαν μας έχει μία πεπερασμένη ποσότητα από αυτή·
που ούτε δημιουργείται ούτε καταστρέφεται
αλλά παίρνει διάφορες μορφές,
όπως η κινητική ή η δυναμική ενέργεια,
με διαφορετικές ιδιότητες και τύπους για να θυμόμαστε.
Για παράδειγμα,
ένα φωτιστικό γραφείου (LED) των 6 Βάτ
μεταδίδει 6 Τζάουλ φωτεινής ενέργειας το δευτερόλεπτο.
Ας πάμε όμως πίσω στο διάστημα
για να δούμε τον πλανήτη μας, τα συστήματά του και τη ροή της ενέργειας.
Τα φυσικά συστήματα της Γης περιλαμβάνουν
την ατμόσφαιρα,
την υδρόσφαιρα,
τη λιθόσφαιρα
και τη βιόσφαιρα.
Η ενέργεια κινείται μέσα και έξω από αυτά τα συστήματα
και κατά τη διάρκεια κάθε μεταφοράς ενέργειας μεταξύ αυτών,
ορισμένη ποσότητα χάνεται στο περιβάλλον,
ως θερμότητα, φως, ήχος, δόνηση ή κίνηση.
Η ενέργεια του πλανήτη μας προέρχεται από
εσωτερικές και εξωτερικές πηγές,
η γεωθερμική ενέργεια από τα ραδιενεργά ισότοπα
και η περιστροφική ενέργεια από την περιστροφή της Γης
αποτελούν εσωτερικές πηγές ενέργειας,
ενώ ο Ήλιος είναι η κύρια πηγή εξωτερικής ενέργειας,
επηρεάζοντας συγκεκριμένα συστήματα,
όπως τον καιρό και το κλίμα μας.
Το ηλιακό φως θερμαίνει το έδαφος και τον αέρα
σε ποικίλες ποσότητες
και αυτό προκαλεί μετάδοση θερμότητας,
δημιουργώντας ανέμους και επηρεάζοντας τα ωκεάνια ρεύματα.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία εκπέμπεται
από την θερμή επιφάνεια της Γης,
παγιδεύεται από τα αέρια του θερμοκηπίου
και επηρεάζει περαιτέρω την ροή της ενέργειας.
Ο Ήλιος είναι επίσης η κύρια πηγή ενέργειας
για τους οργανισμούς.
Τα φυτά, τα φύκια και τα κυανοβακτήρια
χρησιμοποιούν το ηλιακό φως για να παράγουν οργανική ύλη
από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό,
τροφοδοτώντας έτσι τις τροφικές αλυσίδες της βιόσφαιρας.
Απελευθερώνουμε αυτή την ενεργειακή τροφή
χρησιμοποιώντας χημικές αντιδράσεις,
όπως η καύση και η αναπνοή.
Σε κάθε επίπεδο της τροφικής αλυσίδας,
ορισμένη ενέργεια αποθηκεύεται
σε νεοσχηματιζόμενες χημικές δομές,
αλλά η περισσότερη χάνεται στο περιβάλλον,
σαν θερμότητα, όπως αυτή του σώματός σας,
που απελευθερώνεται από την πέψη των τροφών σας.
Καθώς τα φυτά τρώγονται από τους πρωτογενείς καταναλωτές,
μόνο το 10% της συνολικής τους ενέργειας
περνά στο επόμενο επίπεδο.
Καθώς η ενέργεια κατευθύνεται προς μία μόνο κατεύθυνση
σε μία τροφική αλυσίδα,
από τους παραγωγούς στους καταναλωτές και στους αποικοδομητές,
ένας οργανισμός που είναι χαμηλότερα στην αλυσίδα,
είναι πιο αποδοτικός από αυτόν που είναι υψηλότερα.
Έτσι, η κατανάλωση των παραγωγών είναι το πιο αποτελεσματικό επίπεδο
στο οποίο ένα ζώο λαμβάνει την ενέργειά του,
αλλά χωρίς την συνεχή εισροή ενέργειας
στους εν λόγω παραγωγούς,
κυρίως από το ηλιακό φως,
η ζωή στη Γη όπως την γνωρίζουμε
θα πάψει να υπάρχει.
Φυσικά, εμείς ξοδεύουμε την ενέργειά μας
κάνοντας πολλά πράγματα εκτός από το να τρώμε.
Ταξιδεύουμε, χτίζουμε, τροφοδοτούμε όλα τα είδη της τεχνολογίας.
Για να κάνουμε όλα αυτά,
χρησιμοποιούμε πηγές όπως τα ορυκτά καύσιμα:
άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο,
τα οποία περιέχουν ενέργεια
που τα φυτά συνέλεξαν από το ηλιακό φως
πολλά χρόνια πριν
και αποθηκεύτηκε υπό τη μορφή άνθρακα.
Όταν καίμε ορυκτά καύσιμα σε σταθμούς παραγωγής ρεύματος,
απελευθερώνουμε αυτή την αποθηκευμένη ενέργεια
για να παράγουμε ηλεκτρισμό.
Για να παράγουμε ηλεκτρισμό,
η θερμότητα από την καύση αυτών των καυσίμων
χρησιμοποιείται για την λειτουργία στροβίλων
οι οποίοι περιστρέφουν μαγνήτες,
που με τη σειρά τους, δημιουργούν μαγνητικό πεδίο
σχετιζόμενοι με ένα πηνίο από σύρμα,
προκαλώντας τη ροή των επαγώμενων ηλεκτρονίων μέσα στο καλώδιο.
Ο σύγχρονος πολιτισμός εξαρτάται από την ικανότητά μας
να συνεχίσουμε να τροφοδοτούμε αυτή τη ροή ηλεκτρονίων.
Ευτυχώς, δεν περιοριζόμαστε
να καίμε μόνο μη ανανεώσιμα ορυκτά καύσιμα
για να παράγουμε ηλεκτρισμό.
Επίσης η ροή των ηλεκτρονίων μπορεί να προκληθεί
μέσω της άμεσης αλληλεπίδρασής τους με τα σωματίδια του φωτός,
όπως λειτουργεί δηλαδή ένα ηλιακό πάνελ.
Άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας,
όπως είναι ο άνεμος, το νερό, η γεωθερμία και τα βιοκαύσιμα
μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για παραγωγή ηλεκτρισμού.
Η παγκόσμια ζήτηση για ενέργεια αυξάνεται,
αλλά ο πλανήτης έχει περιορισμένους ενεργειακούς πόρους
προς χρήση, μέσω ενός πολύπλοκου ενεργειακού συστήματος.
Καθώς οι πληθυσμοί αυξάνονται,
παράλληλα με τα ποσοστά της εκβιομηχανοποίησης και της ανάπτυξης,
οι αποφάσεις μας για την ενέργεια γίνονται όλο και πιο σημαντικές.
Η πρόσβαση στην ενέργεια
επιδρά στην υγεία, στην εκπαίδευση, στην πολιτική εξουσία
και στην κοινωνικοπολιτική κατάσταση.
Εάν βελτιώσουμε την ενεργειακή μας αποδοτικότητα,
μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τους φυσικούς μας πόρους πιο υπεύθυνα
και να βελτιώσουμε την ποιότητα της ζωής όλων μας.