Сущность, виды, перспективы развития нетрадиционной энергетики в Республике Беларусь. Альтернативные источники энергии в рб реферат

Альтернативные источники энергии в Беларуси. Топливно-энергетические ресурсы Беларуси

Проблема роста дефицита энергоресурсов выходит сегодня на уровень проблемы изменения климата, а, как известно, история человечества – это история борьбы за энергетические ресурсы. Подобная ситуация наблюдается и в XXI веке (к примеру, войны на Ближнем Востоке за нефть). Но существует более достойный способ решения проблемы нарастающего дефицита энергетических ресурсов – альтернативные источники энергии. В Беларуси этот вопрос очень актуальный и прорабатывается государственными органами.

Возобновляемые источники энергии в РБ

Терминология Организации Объединенных Наций (ООН) определяет понятие «возобновляемая энергия» и ее источников. К источникам возобновляемой энергии отнесены солнце, воздушные массы, вода, тепло земных недр, биомасса, древесина, торф.

Так как Беларусь обеспечена собственными традиционными энергоносителями менее чем на 20 %, естественно, возникает потребность в таких источниках, чтобы как-то компенсировать недостаток собственных энергоресурсов.

Между тем, вопросом возобновляемых источников энергии (ВИЭ) занимаются не только страны с энергетическими проблемами. Например, такие страны, как Германия, Швеция, Франция (всего более двадцати государств), создали Международное общество солнечной энергии.

По прогнозам экспертов, к 2040 году мировое производство энергии от нетрадиционных ВИЭ будет составлять 82 процента от потребления энергии в мире. Общемировая тенденция способствовала тому, что нетрадиционные (альтернативные) источники энергии в Беларуси также получили развитие.

Исследования показали, что в республике наиболее целесообразна солнечная энергия, так как более половины года в ней наблюдается переменная облачность, и только сто пятьдесят дней (в среднем) – пасмурные. Наибольшая эффективность светила наблюдается в период с апреля по сентябрь.

Альтернативные источники энергии – это...

Под таковыми понимаются источники, не загрязняющие окружающую среду, как это происходит с применением известных и распространенных сегодня энергоносителей: нефть, уголь, ядерное топливо.

Прежде всего это солнце, ветер. Солнце – самый надежный и экологичный источник энергии, потому что наше светило будет существовать еще много миллионов лет. Его энергию можно аккумулировать устройствами, называемыми солнечными батареями.

Ветер как источник энергии используется довольно широко, так как это очень выгодно. Ветроэнергетика распространена преимущественно в странах, ограниченных в классических энергоресурсах и ратующих за чистоту окружающей среды. К таким странам относится Республика Беларусь.

Существенную роль играют значительные запасы древесины в государстве, себестоимость которой в четыре раза меньше экспортируемых углеводородов.

РБ и ее топливно-энергетический комплекс

Топливно-энергетический комплекс Беларуси (ТЭК) не имеет в нужном количестве собственных энергетических ресурсов. В связи с этим государством проводится политика энергосбережения, выражающаяся в развитии как местных энергоносителей, так и альтернативной энергетики.

Регулятором ТЭК выступает Министерство энергетики Беларуси. Оно является сравнительно молодым органом управления в республике (создано в конце 2002 года). За это время были приняты и реализованы целевые госпрограммы, направленные на повышение эффективности энергетики страны.

Как заявил министр энергетики Беларуси Владимир Потупчик, с 2014 года республика ежегодно экономит более $200 млн благодаря снижению потребления топливных энергоресурсов, на которые приходится около 70 % затрат в сфере энергетики.

В ближайшей перспективе Минэнерго Беларуси намерено заняться решением важной задачи – созданием совершенно новой базы для развития ТЭК, эффективной и экологически приемлемой в современных условиях. Эти планы зафиксированы в «Основных направлениях энергетической политики Республики Беларусь на период до 2020 года».

В частности, документом предусматриваются следующие принципы работы топливно-энергетического комплекса страны:

• усиление энергосбережения;
• экологическая чистота;
• усиление научной работы по вопросам альтернативной энергетики и внедрение ее результатов;
• развитие малой энергетики;

Энергоресурсы РБ

Топливно-энергетические ресурсы Беларуси не отличаются большим разнообразием: они включают в себя торф (топливный), нефть, газ (попутный), дрова и пр. В республике найдено свыше девяти тысяч месторождений торфа. В настоящее время использована только четверть всех разведанных запасов этого топлива.

Дело в том, что львиная доля месторождений торфа находится на территориях, занятых под сельское хозяйство или природоохранных, что делает более широкое использование месторождений нереальным.

Залежи нефти и попутного газа имеются в Припятской впадине. Месторождения были открыты в 1956 году. Добычей этих ресурсов занимается концерн «Белнефтехим». Однако, по расчетам экспертов, этих месторождений хватит всего лишь на 30-35 лет. Правда, рассматривается перспектива добычи нефти и газа в Оршанской и Брестской впадинах, но она достаточно отдаленная.

Богатство лесами позволяет Беларуси проводить централизованные заготовки дров и отходов с пиломатериалов. Но объемы указанных ресурсов настолько малы, что потребность энергии республики обеспечивается ими менее чем на 15 %. Остальное восполняется за счет импорта энергоносителей, что делает экономику Беларуси очень уязвимой. В подобной ситуации республика вынуждена не только соблюдать режим энергосбережения, но и усиленно искать возможные альтернативные источники энергии.

Нетрадиционная энергетика

Альтернативная энергетика появилась гораздо раньше, чем о ней вынужденно стали повсюду говорить. Люди, в том числе и белорусы, использовали солнечную энергию, энергию воды, ветра для своих энергозатратных нужд уже более двухсот лет тому назад. Но тогда эти источники не считались чем-то особенным. Человечество жило в полной гармонии с природой, не нарушая ее баланс. Использование угля было таким же естественным, как и энергии ветра, воды для работы мельниц, пилорам для распиловки лесоматериала, обмолота урожая и даже для производства текстиля.

В Беларуси даже было налажено производство таких «ветряков» и «водяков», которые могли быть как стационарными, так и мобильными. Им не требовались специальные плотины, то есть природе не наносился вред. А «ветряки» могли ставиться в любом месте, лишь бы был ветер. Подобные источники энергии даже составляли «экспорт» Беларуси, потребителями которого были Россия и Украина.

Современная Беларусь из альтернативных источников энергии имеет всего лишь десяток небольших гидроэлектростанций (ГЭС). Белорусские ученые, занимающиеся со времен Советского Союза ветроэнергетическими установками (ВЭУ), так ничего конкурентоспособного и не создали. Тому подтверждением может служить «Ветромаш» в Заславле, где демонстрируются ветроустановки, подобные западным разработкам полувековой давности, давно уже морально устаревшие.

Тем временем нетрадиционная энергетика подверглась некоторым ограничениям со стороны государства: с 19 августа 2015 года Указом президента Беларуси предусмотрено квотирование установок с альтернативными источниками электроэнергии. Ограничения касаются суммарной электрической мощности установок, находящихся на территории Беларуси. Нормы относятся ко всем желающим заниматься альтернативной энергетикой, включая иностранные компании.

Энергия белорусских водных ресурсов

Изменение ситуации в топливно-энергетическом комплексе Беларуси (высокая стоимость ископаемых энергоресурсов, ухудшение экологии, вынудившее государство взять на себя определенные обязательства по снижению вредных выбросов в атмосферу, и др.) повлекло за собой необходимость в пересмотре взглядов на отрасли, составляющие энергетический баланс республики. Одной из таких сфер явилась гидроэнергетика. В Беларуси, как известно, находятся реки Днепр, Западная Двина и Неман. Они текут по равнине, но в отдельных местах окружены высокими берегами и имеют пороги. Все это сопутствует строительству гидроэлектростанций, что при имеющемся уже сегодня дефиците нефти, угля, газа дает немаловажный шанс сократить его. Альтернативная энергетика вышла на передний план в ТЭК Беларуси.

Исходя из этого, Кабинет министров Беларуси утвердил государственную программу строительства гидроэлектростанций. Согласно этому документу, было намечено строительство ГЭС на Немане (выше и ниже города Гродно), Западной Двине (Верхнедвинская, Бешенковичская, Витебская и Полоцкая).

Днепр, как самая медленная река, рассматривался для строительства ГЭС в последнюю очередь. К 2020 году запланировано возведение четырех маломощных ГЭС, среди которых Оршанская, Шкловская, Речицкая и Могилевская.

Незаслуженно забытая

В Республике Беларусь протекает в общей сложности более двадцати тысяч малых рек, протяженность которых составляет 90 тыс. км. И этот огромный водно-энергетический потенциал используется только на 3%.

Данный ресурс начал осваиваться в 50-х годах. В республике стали строиться малые гидроэлектростанции. Первой была возведена в 1954 году Осиповичская гидроэлектростанция на реке Свислочь. Ее мощность составляла всего 2,25 МВт. Кстати, ГЭС действует и поныне.

Однако к 60-м годам малая гидроэнергетика ушла на второй план в связи с появлением государственных энергосистем. Сельский потребитель был переведен на новые мощные системы, и нужда в малых гидроэлектростанциях отпала сама собой.

В связи с этим большая часть построенных малых ГЭС была выведена из эксплуатации, так как себестоимость объектов оказалась слишком высокой. В итоге к концу 80-х годов в Беларуси осталось всего шесть ГЭС, которые вырабатывали в год немногим более 18 миллионов кВт.

Но дальнейшая жизнь снова повернула энергетиков к малым гидроэлектростанциям (МГЭС). При этом подобные альтернативные источники энергии в Беларуси оказалось можно получить, восстанавливая ранее выведенные из эксплуатации, а также благодаря строительству новых МГЭС. При этом не требовалось затопление сельскохозяйственных угодий.

Также имеется возможность использования водохранилищ другого, не энергетического, назначения, которые имеются на небольших реках. Здесь вполне уместно строительство МГЭС мощностью в 6 тысяч кВт, при этом ее окупаемость составляет пять-шесть лет.

Представители «зеленых» подтверждают отсутствие какой-либо нагрузки со стороны МГЭС на окружающую природу.

Белорусскими властями планируется к 2020 году увеличить вдвое суммарную мощность таких ГЭС. В связи с этим определенный интерес к строительству малых ГЭС на территории страны проявляют зарубежные инвесторы, которые берут на себя 78,4 % расходов на возведение объектов малой энергетики.

Ветер продолжает служить человеку

Ветроэнергетика в Беларуси способствует решению многих вопросов электроснабжения малых объектов в труднодоступных местах. Поэтому вопрос применения энергии воздушных масс остается актуальным для топливно-энергетического комплекса республики.

За последние годы на территории страны было выявлено порядка 1840 мест, где можно поставить ветроустановку или ветряную электроустановку. В основном это холмы высотой до 80 м, на вершине которых скорость ветра достигает пяти и более метров в секунду.

На текущий момент такие системы размещены в Минской, Гродненской, Могилевской и Витебской областях. Самая мощная ветроустановка (1,5 МВт) обслуживает жителей поселка Грабники (Гродненская область). Районный центр Новогрудок этой же области обеспечивает электроэнергией ветряк, принадлежащий государству (единственный в своем роде). К нему планируется установка еще пяти ветрогенераторов.

Целый парк ветряков планируется возвести в Лужище, деревне Ошмянского района. Строительство ведется на средства инвесторов и продолжится до 2020 года.

Экологичный дом

В это понятие человечество включает строение, энергообеспечение которого осуществляется только за счет нетрадиционных источников энергии.

Альтернативная энергия для дома может быть получена из потока солнечных лучей, ветра, в результате работы микроГЭС и переработки биомассы для получения биогаза.

Использование солнечной энергии представляет особый интерес для создания экологичного жилища, однако некоторые факторы вносят серьезные поправки в планы владельца такой недвижимости. Прежде всего это затраты: солнечные коллекторы, монтаж оборудования, система управления и обслуживание обойдутся в солидную сумму (солнечная батарея на 3 кВт для среднего дома обойдется в 15 тысяч евро).

И все же определенный интерес вызывают дома, построенные методом, называемым «солнечная архитектура». Суть его заключается в том, что дом должен иметь крышу, площадь южной части которой - не менее 100 м2. При этом дом должен находиться на широте столицы Беларуси. Этого вполне достаточно даже для отопления помещений зимой.

Однако такое использование энергии солнца не нашло должного внимания в Беларуси. На данное время на таком принципе построено только одно здание – германский Международный образовательный центр. Между тем возведение подобных сооружений могло бы снизить потребление тепла до 80 кВт/м2 в год.

Использование ветряков дает дому аналогичный шанс иметь статус экологичного. Но не следует забывать, что в Беларуси средняя скорость ветра составляет не более 5 м/с, а для нормальной работы современным системам требуется скорость до 10 м/с. Поэтому, по мнению специалистов, ветряк, установленный в этой стране, окупится только лет через сорок.

Однако это все относится к электричеству, но возобновляемая энергия солнца вполне может быть использована в частном доме в виде гелиоводонагревателя. Система очень эффективная, не зависит от погоды и климатических условий. С ее помощью можно даже частично отапливать помещение. Ко всему прочему, она потребляет не более 45 Вт и стоит 3,8 тыс. евро (с монтажом). Ее окупаемость составляет не более четырех лет.

Заключение

К сожалению, альтернативные источники энергии в Беларуси (и не только там) сегодня и в ближайшем обозримом будущем не смогут заменить в полном объеме традиционные энергоносители.

Энергия солнца не способна стать таким источником в промышленных масштабах по простой причине – низкая плотность солнечного потока энергии. С учетом того, что в Беларуси только треть года бывает солнечной, расчеты показывают: более 30 % территории республики необходимо отдать под солнечные электростанции, чтобы удовлетворить ее потребность в электричестве. Но даже при выполнении этого условия не следует забывать, что эти расчеты делались с учетом КПД станций, составляющего 100 %. В действительности сегодня этот показатель находится на уровне десяти-пятнадцати процентов.

Получается, что в реальности под солнечные электростанции потребуется площадь всей Беларуси и часть территорий ее соседей-государств. Ко всему прочему, строительство и эксплуатация гелиостанций потребуют колоссальных затрат.

Аналогичная ситуация наблюдается и с использованием энергии ветра, рек, геотермальных источников.

fb.ru

Использование альтернативных источников энергии в Беларуси, реферат — allRefers.ru

Использование альтернативных источников энергии в Беларуси - раздел Экология, ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источников энергии стали важнейшими задачами, стоящими перед энергетиками республики. Вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии является основной частью энергосбережения. Развитие и использование собственных возобновляемых источников энергии является ключевым элементом повышения энергетической безопасности и энергосбережения.

Гидроэнергетика. Важнейшую роль в обеспечении потребностей республики в энергоресурсах может сыграть малая гидроэнергетика. Основной гидроэнергетический потенциал Беларуси сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. В ближайшие годы запланировано сооружение ряда малых ГЭС на притоках основных рек, а также на тепловых электростанциях с использованием энергетического потенциала охлаждающей воды.

В развитии малой гидроэнергетики преобладает сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС. Мощность построенных гидроагрегатов будет находиться в диапазоне от 50 до 5000 кВт, при этом предпочтение будет отдаваться быстромонтируемым гидроагрегатам капсульного типа. Как правило, все восстанавливаемые и вновь сооружаемые ГЭС должны работать параллельно с существующей энергосистемой.

Гидроэлектростанции включают в себя: водохранилище, подводящий водопровод, регулятор расхода воды, гидротурбину, электрораспределительную систему. Водохранилище, как источник потенциальной энергии, создают с помощью плотины,которая обеспечивает стабильный расход воды через турбину. Для микро-ГЭС водохранилища не создаются, а располагаются они в стороне от основного русла реки и соединяются с ним подводящим и отводящим каналами. Опыт использования ГЭС в Беларуси насчитывает более 50 лет, еще в начале 60-х годов XX в. в республике действовало примерно 180 ГЭС мощностью 21 МВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 88 млн. кВт-ч. В 1988 г. еще работали свыше 170 ГЭС, в том числе 5 малых ГЭС суммарной мощностью 3,5 тыс. кВт и годовой выработкой 16,5 млн. кВт-ч электроэнергии. Для притоков первого и второго порядка бассейнов рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Припять и Западный Буг проведена оценка эффективности строительства новых малых ГЭС.

В перспективе на этих реках может быть установлено около 50 малых ГЭС суммарной мощностью 50 тыс. кВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 160 млн. кВт-ч. На прудах и малых водохранилищах, напор на которых обычно составляет 2-5 м, применяются гидроагрегаты малой мощности. Такие микро-ГЭС мощностью 10-50 кВт могут устанавливаться на существующих гидротехнических сооружениях водоемов мелиоративных и водохозяйственных систем.

По ориентировочной оценке общая мощность микро-ГЭС на водохозяйственных системах республики может составить до 1 МВт. Однако, развитие большой энергетики и курс на индустриализацию Беларуси привел к консервации и прекращению эксплуатации многих действующих ГЭС. На конец 2005 г. в энергосистеме Беларуси эксплуатировалось 15 малых ГЭС общей мощностью 20 МВт со среднегодовой выработкой электроэнергии 53 млн. кВт-ч. что составляет 0,1% от общего потребления электроэнергии в стране. В Беларуси функционируют построенные в 50-е годы XX в. Чигиринская и Осиповичская ГЭС с общей мощностью 3,7 МВт и сеть ГЭС, восстановленных в 1992-94 гг., общей мощностью около 2 МВт, что обеспечивает среднегодовую выработку электроэнергии около 20 млн кВт ч, т. е. всего 1 % от возможного использования гидроэнергетического потенциала республики. Недавно введено еще несколько мини-ГЭС (Вилейская, Солигорская, в поселке Новоельня). Суммарная установленная мощность малых гидроэлектростанций на реках бассейнов Немана и Припяти оценивается в 93 тыс. кВт, а выработка электроэнергии может составить 390 млн кВт. ч., что обеспечит получение экономии 140 тыс. т условного топлива на тепловых электростанциях. Мировой уровень стоимости 1 кВт установленной мощности для микро-ГЭС составляет 2000-2500 долларов.

Строительство новых крупных ГЭС технически целесообразно и экономически оправдано на водохранилищах (объемом более 1 млн м³), где имеется возможность использования готового напорного фронта и существующих гидротехнических сооружений. Как показал анализ, общая установленная мощность таких ГЭС на 17 крупных водохранилищах республики неэнергетического назначения составит около 6 МВт, что обеспечит выработку электроэнергии порядка 21 млн кВтч в год.

Наиболее значительный объем электроэнергии может быть получен при строительстве каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская) и Неман (Гродненская). Эти гидроэлектростанции при относительно небольшом затоплении пойменной территории позволят получить до 800 млн кВтч в год электроэнергии, при установленной мощности около 240 МВт.

Малая гидроэнергетика является экологически чистой альтернативой ископаемому топливу при производстве электроэнергии и может с успехом применяться для обеспечения нужд народного хозяйства республики.

Ветроэнергетика. Республика Беларусь располагает значительными ветроэнергетическими ресурсами и при среднегодовой скорости ветра, равной 4,3 м/с, удовлетворяет мировым требованиям коммерческой целесообразности внедрения ветротехники.

В нашей стране работы по оценке ветроэнергетического потенциала выполнены Госкомитетом по гидрометеорологии совместно с НПГП Ветромаш и РУН «Белэнергосетьпроект». Исследованиями по 244 контрольным точкам, включая 54 метеостанции, 190 контрольным пунктам на территории Республики Беларусь ветроэнергетический потенциал Беларуси оценен в 220 млрд. кВт ч. Определен ветроэнергетический ресурс по областям и каждому району. На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт ч.

По причине небольших среднегодовых скоростей ветра в настоящее время перспективным следует считать использование автономных ветроэнергетических и ветронасосных установок малой мощности, в основном в сельскохозяйственном секторе. Должны найти применение ВЭУ в диапазоне 100-150 кВт, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации в странах со сходными с Беларусью условиями. При выборе конкретных образцов ВЭУ необходимо дополнительно учитывать абсолютную высоту местности, высоту возвышения площадок и их открытость, удаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя.

Республика Беларусь может покрыть до 50 % потребности в энергии, использовав только 10 % пригодной под ветроэнергетику территории. На этой территории выявлено, как уже упоминалось, 1840 площадок, на которых могут быть размещены ВЭУ, широко используемые в мировой ветроэнергетике. Выявленные площадки - это в основном гряды холмов высотой от 20 до 80 м, где фоновая скорость ветра может достичь 5-8 м/с и на каждой из них можно разместить от 3 до 20 ВЭУ.

Сроки окупаемости ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидростанций, парогазовых и газомазутных электростанций и значительно ниже угольных, атомных и дизельных. По завершению срока окупаемости эксплуатационные затраты ВЭУ неизмеримо ниже электростанций, работающих на источниках жидкого, газообразного, твердого и ядерного топлива, так как не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии.

Наиболее эффективно использовать ветротехнику на территории возвышенных районов большей части севера и северо-запада Беларуси, центральной зоны Минской области, в пределах Витебской возвышенности. Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра на 7% территории составит 20,5 млрд. кВт ч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку-энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд. кВт ч. с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет.

В Беларуси имеется определенный опыт использования зарубежной ветротехники. На протяжении многих лет успешно работают ветроэнергетические установки мощностью 270 кВт и 660 кВт в п. Дружный на берегу оз. Нарочь и в г. Городок Витебской области.

Использование энергии солнца. На географической широте Республики Беларусь солнечное излучение намного меньше, чем в пустыне Сахаре: в республике в год излучается до 1200 кВт-ч на 1 м2. Это соответствует количеству энергии, содержащемуся в 60 литрах нефти. В целом, ежегодное солнечное излучение на всей территории Беларуси составляет такое количество энергии, которое превышает в 20 раз потребность в газе для выработки энергии.

Преимуществам солнечной энергии противопоставляется как важный недостаток малая плотность энергии. При полном солнечном излучении солнечная мощность составляет 1000 Вт на квадратный метр, однако среднегодовая составляет только 100 Вт/м2. Исходя из этого, гелиоустановки требуют больших площадей.

Другие площади, которые могут быть использованы - это фасады и технические постройки (мосты, шумопоглощающие стены). По метеорологическим данным, в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 дней с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 240 кал на 1 см2 за сутки, что эквивалентно 2.8 кВт-ч/м2. Согласно многолетним наблюдениям максимально возможное количество солнечных часов в году на широте Минска составляет 4464 ч, а фактическое -1815 ч.

Солнечные термические установки. Солнечные термические установки используют для получения горячей воды и обогрева помещений. Принцип их работы относительно прост. Попадающее на коллектор солнечное излучение нагревает находящуюся в коллекторе смесь из воды и антифриза. С помощью насоса подогретая жидкость поступает в накопитель. Через теплообменник солнечное тепло от жидкости в коллекторе передается воде. Охлажденная жидкость снова поступает в коллектор. Обычный отопительный котел обеспечивает необходимое количество тепла для подогрева .воды и обогрева помещения. Годовая потребность в горячей воде семей, проживающих в Северном полушарии, может быть на 60-70 % обеспечена за счет бесплатной солнечной энергии с помощью термических установок современного поколения.

Общий потенциал солнечной энергии в Республике Беларусь оценивается в 2,7·106 млн. ТУТ. в год; технически возможный составляет 0,6·106 млн. ТУТ. в год.

В республике разработаны и подготовлены к серийному производству гелиоводонагреватели со сварными полиэтиленовыми коллекторами. Это позволяет отказаться от применения дорогостоящих и тяжелых металлических труб для солнечных коллекторов, делает их производство более технологичным.

При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать на самое широкое использование гелиоводонагревателей в южных районах республики. Целесообразно также развивать автономные источники питания мощностью от нескольких Вт до 3-5 Вт (бытовая аппаратура, освещение, энергообеспечение жилого дома, линий связи и т. д.) и модульные фотоэлектрические установки для сельскохозяйственных потребителей мощностью 0,5 и 1 кВт на элементах нового поколения.

Возможности использования биомассы.В сельском и лесном хозяйстве издавна используется солнечная энергия в большом объеме. На больших площадях выращиваются растения, которые накапливают энергию солнечного света и, в конечном счете, запасают ее в химической форме (биомассе). Когда растения поедаются животными, то биомасса преобразуется в побочный продукт в форме навозной жижи и твердого навоза. В общей сложности в этом аспекте следует различить три вида биомассы:

- влажная биомасса (в особенности навоз, а также скошенная зеленая масса) может через ферментацию (брожение) без доступа воздуха производить биогаз, который служит для выработки электрического тока или тепловой энергии;

- сухая биомасса (дерево и солома), пригодная для сжигания и тем самым для выработки электрического тока и тепловой энергии;

- специальные энергетические растения (рапс, китайский камыш, тополя и т. д.) могут поставлять дополнительную биомассу, которую можно использовать как горючее или для производства горючего.

Основным возобновляемым источником энергии во многих странах мира является биомасса, т. е. древесно-растительная масса. В общем объеме энергоносителей биомасса занимает около 60 % в ряде стран Африки, 40 % - в азиатских странах, 30 % - в странах Латинской Америки. В США, Дании, Швеции мощность отдельных установок по переработке биомассы достигает 400 кВт.

Использование древесины в энергетике. Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Общая площадь лесного фонда на 1 января 2006 г. составила около 10 млн. га, запас древесины 1,34 млрд. м³. Ежегодный текущий прирост оставляет 32,37 млн.м³. Годовой объем использования дров, отходов лесопиления и деревообработки в качестве котельно-печного топлива в 2006 г. составил около 1,8 млн. ТУТ., расход древесного топлива для производства электрической и тепловой энергии стационарными электрогенерирующими установками составляет около 700 тыс. ТУТ. в год.

Использование древесины в энергетике сделало в последние годы заметный шаг вперед, как по качеству (значительно снизились выбросы вредных материалов благодаря улучшенной технологии сжигания), так и по количеству (быстрое строительство новых теплоэлектростанций на древесине).

Для производства биомассы в целях энергетического использования могут представлять интерес различные культуры, в особенности так называемые лигноцеллюлозные культуры, которые имеют в составе высокую долю энергетическо-химических соединений лигнина и целлюлозы. Сюда относятся как деревья (например, тополь, ива), так и травы (например, кормовые растения, зерновые и субтропические травы, такие как китайский тростник). Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе соединения с кислородом при сгорании выделяют тепло.

Возможности республики по использованию древесины в качестве топлива на настоящем этапе оцениваются на уровне 3,5-3,7 млн. ТУТ. в год, а потенциал в целом составляет около 6,5 млн. ТУТ. К этой категории топлива можно отнести и древесные отходы гидролизных заводов - лигнин, запасы которого составляют около 1 млн. ТУТ.

Для получения жидкого и газообразного топлива можно применять фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций возможен сбор массы растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 4 ТУТ. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2-3 раза.

Наиболее целесообразно применение для получения сырья неиспользуемых земель и площадей выработанных торфяных месторождений, где отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га и может быть экологически чистым источником энергетического сырья.

Для Республики Беларусь перспективным является также использование в качеств энергоносителя рапсового масла. Перспективным представляется выращивание рапса на загрязненных после Чернобыльской катастрофы территориях, так как семена рапса не концентрируют радиацию.

Использование отходов растениеводства в качестве топлива в республике является принципиально новым направлением энергосбережения. Общий потенциал растениеводства оценивается до 1,46 млн. т у.т. в год. По экспертным оценкам, к 2012 г. за счет рапсового масла может быть получено 70-80 тыс. т у. т.

Энергия из отходов.В мировой практике получение энергии из коммунальных отходов осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, т.к. в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы (см. детально в гл. 9).

В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. т твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский).

Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. ТУТ. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит 20-25 %, что эквивалентно 100-120 тыс. ТУТ. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются на полигонах складирования.

Только по областным городам переработка ежегодных коммунальных отходов в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. ТУТ., а по г. Минску - до 30 тыс. ТУТ. Эффективность этого направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной.

Использование биогаза.В республике построено большое количество крупных животноводческих комплексов, на базе которых ежегодно образуются миллионы тонн отходов. Эти отходы практически без их предварительной обработки сбрасываются на поля как удобрения.

Однако, помимо пользы, они одновременно наносят значительный экологический ущерб. Размываясь снеговыми и ливневыми водами, навоз с полей, а также не обезвреженные воды предприятий животноводства, в особенности свиноводческих ферм, попадают в водоемы. Такие сточные воды содержат большое количество биогенных элементов, среди которых находятся фосфор и азот, способствующие массовому развитию водорослей.

Биогазовые установки используются преимущественно на сельскохозяйственных предприятиях. Навоз и фекалии домашних животных доставляются сначала в выгребную яму, в которой твердые куски (составные части) измельчаются, для того, чтобы появилась гомотенная смесь (субстрат). Эта масса на втором этапе накачивается в герметически изолированный и подогреваемый бродильный резервуар (ферментер), в котором анаэробные бактерии разлагают без доступа воздуха органические субстанции и производят биогаз.

Биоустановки используются не только из-за энергетической выгоды, они дают в итоге специальные преимущества для сельского хозяйства. Так, благодаря брожению, качество органических удобрений улучшается, и они лучше усваиваются растениями. Возрастающее значение приобретает также использование биологических отходов и домашних сточных вод, особенно жирных и содержащих масло (например, жир из фритюрницы). Внесение их в биоустановку решает не только проблему захоронения, но и ^значительно повышает тем самым производство биогаза. Биогаз, замещая традиционные виды топлива, сокращает объем их использования на существующих электростанциях и котельных и тем самым улучшает экологическую обстановку.

Принципиально новым направлением может быть использование биогазовых установок на канализационных станциях крупных населенных пунктов, что дает возможность на 60-70 % сократить собственные нужды этих станций в энергоносителях.

Оценки свидетельствуют, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м³ на 1 м2 жилой площади.

Возможности использования в энергетических целях торфа. В последние годы в Беларуси ежегодно используется 7-11 млн. т торфа для нужд сельского хозяйства и 3,5-5 млн. т - для производства торфобрикетов, предназначенных отопления 44 тыс. коммунально-бытовых предприятий и 1,7 млн. индивидуальных домовладений. Потребности населения и коммунально-бытовых предприятий в твердом топливе удовлетворяются за счет торфа только на 30%, поэтому в Энергетической программе Республики Беларусь до 2010г. не предусмотрен возврат к его использованию в большой энергетике.

Однако неперспективность использования торфа в качестве топлива обусловлена, прежде всего, экологическими соображениями. В настоящее время более 50 % площади торфяных месторождений вовлечены в хозяйственную деятельность, что вызывает интенсивные процессы минерализации почвы, ветровой и водяной эрозии. Поэтому правительство Республики Беларусь приняло в 1991 г. решение об увеличении почти вдвое охраняемого торфяного фонда, который охватил почти 30 % торфяных месторождений.

Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что торфяные брикеты - дешевый вид топлива, можно говорить о возможности поддержания их производства. В связи с истощением запасов на действующих брикетных заводах в ближайшей перспективе ожидается снижение объема выпуска топливных брикетов. По этой причине возможно увеличение производства бытового топлива за счет добычи более дешевого кускового торфа (в 2 раза), а также за счет строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс. т. Объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 300-400 тыс. т в ближайшие 3 года, в дальнейшем - до 800-900 тыс. т, что позволит значительно снизить напряженность в энергообеспечении населения.

Возможности использования геотермальной энергии. В глубине недр планеты Земля накоплены такие количества энергии, которые трудно представить. Температура при возрастании глубины постоянно растет, в Беларуси это приблизительно около 3 градусов на 100 м глубины.

В Республике Беларусь обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод плотностью более 2 т у.т./км² и температурой 50 °С на глубине 1,4-1,8 км и 90-100 °С на глубине 3,8-4,2 км.

Однако, высокая минерализация, низкая производительность имеющихся скважин, их малое количество и, в целом, слабая изученность ситуации, не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в ближайшие 15-20 лет.

Применение тепловых насосов. Превращение низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды (воды, грунта, воздуха), а также тепловых отходов промышленных предприятий и коммунальных служб в тепловую энергию требуемого потенциала нашли широкое применение в теплонаносных установках (ТНУ).

Тепловые насосы достаточно давно и широко применяются для целей отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения в мире. Тепловой насос представляет собой устройство, позволяющее аккумулировать тепло низкопотенциальных источников тепла, использующее эффект фазового перехода жидкости в пар при низких температурах (фреоны, кипящие в диапазоне температур: -9-30°С).

Большая часть уже установленных устройств использует в качестве такой низкопотенциальной энергии воздух. Однако, растет интерес к системам, в которых тепло отбирается от грунта, грунтовых или поверхностных вод. На сегодняшний день грунтовой (геотермальный) тепловой насос (ГТН) является одной из наиболее эффективных энергосберегающих систем отопления и кондиционирования.

По существу тепловыми насосами является большинство широко распространенных холодильных машин, в том числе бытовых холодильников, так как они по тому же принципу отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и при более высокой температуре отдают ее окружающей среде. Тепловые насосы в сравнении с холодильными машинами работают в диапазоне более высоких рабочих температур. Это, однако, не мешает использовать в тепловых насосах и холодильных машинах одни и те же элементы (компрессоры, теплообменные аппараты и т. д.), а также одни и те же или родственные рабочие вещества (с температурой кипения от - 40 °С до +10 °С при атмосферном давлении).

Областями применения тепловых насосов является жилищно-коммунальный комплекс, промышленные предприятия, сельское хозяйство и др. В мировой практике в жилищно-коммунальном комплексе ТНУ находят наибольшее применение преимущественно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Для автономного теплоснабжения коттеджей, отдельных домов (в том числе школ, больниц и т.п.), городских районов, населенных пунктов применяются преимущественно ПТН с тепловой мощностью 10-30 кВт в единице оборудования (коттеджи, отдельные дома) и до 5,0 МВт (для районов и населенных пунктов).

Источниками низкотемпературного потенциала чаще всего являются грунтовые воды, грунт, водопроводная вода, теплота канализационных стоков. На промышленных предприятиях ТНУ находят применение для утилизации теплоты водооборотных систем, теплоты вентиляционных выбросов, теплоты сбросных вод. На предприятиях, имеющих котельные, теплота от ТН используется для подогрева подпиточной воды для котлов и собственных тепловых сетей.

Многие промышленные предприятия одновременно нуждаются в искусственном холоде. Так, на заводах искусственного волокна, в основных производственных цехах используется технологическое кондиционирование воздуха (поддержание температуры и влажности).

Комбинированные теплонаносные системы «тепловой насос - холодильная машина», одновременно вырабатывающие теплоту и холод, наиболее экономичны. Особенные требования курортно-оздоровительных и спортивных комплексов к чистоте воздушного бассейна предполагают использование экологически чистых источников энергии, поскольку в таких местах в основном применяются децентрализованные системы теплоснабжения с применением мелких котельных на органическом топливе (обычно на мазуте).

Все темы данного раздела:

Предмет промышленной экологии Наиболее массированный вред природной среде наносят промыш­ленные предприятия, энергетика и автомобильны

Стратегии мирового развития с учетом экологических ограничений Обусловленные техногенной деятельностью изменения природной среды бумерангом вернулись и к их первопричи

Ничто не даётся даром. Очевидно, что вышеприведенные законы не охватывают все сто­роны взаимодействия общества и природы. Тем не

Цивилизационная революция XXI века Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания че­ловека и достаточно хорошо изученным можно сч

Природное топливо Топливо — это горючее вещество, выделяющее при окислении тепловую энергию, используемую в дальнейшем непо

Искусственное топливо. К искусственным топливам относятся: кокс доменных печей, ис­кусственные горючие газы, моторное топливо и д

Альтернативное углеродсодержащее топливо В связи с постепенным истощением запасов нефти и угля, а также усилением загрязнения среды обитания вредны

Теплоэнергетика и ее воздействие на природную среду. Химическое загрязнение окружающей среды. При сжигании углеродсодержащего топлива (угля, не

Гидроэнергетика и ее воздействие на природную среду Гидроэлектростанции: достоинства и экологические проблемы. Страны СНГ обладают огромными гидр

Ядерная энергетика и экология Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям: к началу Второй

Радиационный экологический контроль Естественные и искусственные радиоактивные вещества равномерно распределены в окружающей среде (за исклю

Территории повышенной радиоактивной загрязненности среды от проведения ядерных взрывов. В конце 1942 г. на территории Чикагского университета, в помещении зала под трибунами университетского стади

Особенности радиоэкологического загрязнения В естественных природных условиях радиационное загрязнение среды, как правило, сочетается с воздействием

Альтернативные источники энергии Помимо широкого использования невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) акт

Использование солнечной энергии. Мощность солнечной энергии, поступающей на поверхность Зем­ли, оценивается в 20 млрд кВт, что эквивалентно 1,

Энергия океанов и морей Экологически чистая энергия морей и океанов может быть исполь­зована в волновых электростанциях (ВолнЭС),

Геотермальная энергетика Подсчитано, что на глубине до 5 км в недрах Земли количество сосредоточенной теплоты многократно превышает

Ветроэнергетика Энергия ветра в конечном итоге есть результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Причин

Биоэнергетика Биоэнергетикаоснована на получении биомассы, которая исполь­зуется в качестве топлива непосредственн

Водородная энергетика Огромный интерес к водороду как к перспективному топливу обус­ловлен рядом неоспоримых его преимуществ, г

Приоритеты в развитии автономной и возобновляемой энергетики. В условиях Республики Беларусь достаточно эффективным может быть использование различных видов возобновл

Структура и виды транспорта Транспорт, с помощью которого осуществляется перемещение гру­зов и пассажиров, играет уникальную роль, свя

Экологическое воздействие транспорта на природную среду и человека Отчуждение земель. Естественно, что для размещения транспорт­ных коммуникаций нужны земля, вода,

Сокращение выбросов автотранспорта, работающего на углеводородном топливе. Автомобильными двигателями выделяются в воздух городов более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30

Планировочно-градостроительные мероприятия Они включают специальные приемы застройки и озеленение ав­томагистралей, размещение жилой застройки по пр

Технологические мероприятия Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с искро­вым зажиганием. Известно, ч

Санитарно-технические мероприятия К таковым относится прежде всего установка каталитических нейтрализаторов. Они используются для обезвреж

Ужесточение стандартов на токсичность выхлопных газов Исходя из понимания глобальной опасности стремительно разви­вающегося автотранспорта, еще 20 марта 1958 г. по

Новые виды топлива и транспорта К таковому обычно относят различные спирты (метанол и этанол) и водород. Спирты.В ряде стран

Разработка альтернативных видов автотранспорта К таковым относятся прежде всего электромобиль, солнечный электрический автомобиль, автомобиль с инерцион

Природный горно-промышленный комплекс – объект изучения горной экологии Источниками воздействия горного производства на окружающую природную среду являются открытые и под­земны

Воздействие горного производства на окружающую среду Для всех способов разработки месторождений харак­терно воздействие на биосферу, затрагивающее практическ

Охрана воздушного бассейна в горнодобывающей промышленности Горное производство вызывает два вида загрязнений атмосферного воздуха: запыленность и загазованность. Ко

Влияние горного производства на гидросферу. Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется в изменении водного режима, загрязнении и

Охрана водного бассейна в горном производстве. Под охраной водного бассейна (природных вод) пони­мается соблюдение установленного порядка пользования во

Создание противофильтрационных завес. Вотличие от традиционных методов осушения месторождений полезных ископаемых, когда срабатываются статиче

Влияние горного производства на природный ландшафт Специфическая особенность размещения предприятий горной промышленности заключается в том, что они могут с

Безотходное горное производство Горное производство образует твердые, жидкие и газо­образные отходы (табл.6.3.) Большое количество отхо

Источники загрязнения природной среды в промышленности Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степен

Черная и цветная металлургия По объему загрязнений одно из первых мест в народном хозяйстве занимает черная и цветная металлургия, мета

Химическая и нефтехимическая промышленность Химическая промышленность. На втором месте после металлургического производства по уровню н

Машиностроительная промышленность Практически в любом городе, а тем более промышленном центре имеются предприятия машиностроения. В одном

Промышленность строительных материалов Крупным источником твердых частиц, загрязняющих природную среду, являются цементные заводы, известковые

Проблемы природопользования в сельском хозяйстве. Сельскохозяйственное природопользование является одним из древнейших видов природопользования, непосред

Экологизация промышленного производства. Для уменьшения неблагоприятного воздействия промышленности на окружающую среду необходимо предпринимать

Основные пути и методы очистки сточных вод Различают два основных пути очистки сточных вод: разбавление и очистка их от загрязнений. Разбавление не ли

Экологически безопасные методы очистки промстоков Термические методы. На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные мин

Очистка выбросов в атмосферу Основным направлением охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходны

Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов от твердых частиц и аэрозолей Выбор метода и оборудования, обеспечива­ющих необходимую степень очистки, зависит от большого числа парам

Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей С этой целью разработаны три основные группы методов очистки: 1) промывка выбросов растворителями содержащ

Реабилитация природных ландшафтов и нарушенных земель Под мелиорацией понимается система организационно-хозяй­ственных и технических мероприятий, направленны

Виды отходов и масштабы их образования Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий ил

Обращение отходов Обращение отходов - деятельность, в процессе которой обра­зуются отходы, а также деятельность по с

Нормативы образования отходов и лимитов на их размещение Суть этого вида экологического сопровождения деятельности пред­приятия состоит: · в установлении нор

Сбор, хранение и транспортировка отходов Надлежащая организация сбора, хранения и транспортировки от­ходов вносит большой вклад в оздоровление ОС.

Полигоны для размещения твердых бытовых отходов Закон «Об отходах производства и потребления» установил требования к объектам размещения отходов. Созда­н

Обращение токсичных промышленных отходов Основными направлениями обращения твердых промышленных (ТПО) отходов являются: · захоронение на полиг

allrefers.ru

Альтернативные источники энергии — реферат

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

 «МОГИЛЕВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ                       

 им. А.А.КУЛЕШОВА»  

Кафедра ЭТФ 

Альтернативные  источники энергии                

Могилев 2012 

СОДЕРЖАНИЕ: 

Введение………………………………………………………………………….3

Глава 1. Проблемы энергетики………………………………………………...5

1.1. Атомная энергетика………………………………………………………...6

1.2. Нефть  и уголь……………………………………………………………….9

1.3. Проблемы  развития…………………………………………………………12

Глава 2. Альтернативные источники энергии………………………………..15

2.1.   Основные причины перехода к АИЭ……………………………………16

2.2. Основные альтернативные источники энергии…………………………17

Глава 3. Перспективы развития альтернативных источников энергии……..27

3.1. Перспективы  развития АИС в мире………………………………….….27

3.2. Развитие  альтернативных источников энергии  в Республике Беларусь...31

Заключение………………………………………………………………………33

Список  использованных источников…………………………………………..36                   

ВВЕДЕНИЕ  

        Производство энергии, являющееся  необходимым средством для существования  и развития человечества, оказывает  воздействие на природу и окружающую  человека среду. С одной стороны в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся неисчерпаемые ресурсы. С другой стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепла и электроэнергии и т.д.

      Во  второй половине ХХ столетия перед  человечеством восстала глобальная проблема – это загрязнение окружающей среды продуктами сгорания органического  топлива.

     Существуют  «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских  волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных  ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные.

     Основным  преимуществом возобновляемых источников является их экологическая чистота  и неограниченность. Энергия солнца, ветра, геотермальная, приливная неограниченны, в отличии от запасов нефти и газа. Поэтому рано или поздно система энергоснабжения всех стран будет вынуждена переходить на возобновляемые источники. Но современная, уже сложившаяся система экономических отношений и энергосистема, а так же стоимость мощных установок, использующих альтернативные источники энергии, делает этот переход очень дорогим. К тому же генераторы, использующие определенные виды возобновляемой энергии (ветра, приливные, геотермальные) привязаны к определенным территориям, что сильно затрудняет их повсеместное использование. Еще очень важным является то, что электростанции, использующие альтернативные источники энергии, обладают сравнительно малой мощностью и не могут обеспечивать потребности промышленности, потребляющей большую часть производимой электроэнергии. Вложения в них окупаются далеко не сразу, поэтому без государственных программ массовое внедрение альтернативных источников энергии в нашей стране практически невозможно.               

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ 

     Современный период развития человечества иногда характеризуют через энергетику, экономику, экологию. Энергетика в этом ряду занимает особое место. Она является определяющей и для экономики, и для экологии. От нее в решающей мере зависит экономический потенциал государств и благосостояние людей. Она же оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и биосферу в целом. Самые острые экологические проблемы (изменение климата, кислотные осадки, всеобщее загрязнение среды и другие) прямо или косвенно связаны с производством, либо с использованием энергии. Энергетике принадлежит первенство не только в химическом, но и в других видах загрязнения: тепловом, аэрозольном, электромагнитном, радиоактивном. Поэтому не будет преувеличением сказать, что от решения энергетических проблем зависит возможность решения основных экологических проблем. Энергетика - это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения. [1, с.35]

     Нет основания ожидать, что темпы  производства и потребления энергии  в ближайшей перспективе существенно  изменятся (некоторое замедление их в промышленно развитых странах компенсируется ростом энерговооруженности стран третьего мира), поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:

     - какое влияние на биосферу  и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной (тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;

     - можно ли уменьшить отрицательное  воздействие на среду современных (традиционных) методов получения и использования энергии;

     - каковы возможности производства  энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.

       В настоящее время энергетические  потребности обеспечиваются в  основном за счет трех видов  энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую энергию. В то же время значительное количество энергии, заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой, и только часть ее превращается в электрическую. Однако и в том и в другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а, следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду. Познакомимся с основными экологическими последствиями современных способов получения и использования энергии. [1, с. 48-49] 

1.1.Атомная энергетика 

     Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода  энергии. И чем дальше, тем больше.

       На сегодняшний день энергия  атома широко используется во  многих отраслях экономики. Строятся  мощные подводные лодки и надводные  корабли с ядерными энергетическими  установками. С помощью мирного  атома осуществляется поиск полезных  ископаемых. Массовое применение  в биологии, сельском хозяйстве,  медицине, в освоении космоса  нашли радиоактивные изотопы.

     Значение  атомных электростанций в энергобалансе  любой страны трудно переоценить. Гидроэнергетика  требует создания крупных водохранилищ, под которые затапливаются большие  площади плодородных земель. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что, в свою очередь, обостряет  проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства  и индустрии досуга.

     Теплоэнергетические станции в наибольшей степени  способствуют разрушению биосферы и  природной среды Земли. Они уже  израсходовали  десятки тонн органического  топлива (угля). Для его добычи в  сельском хозяйстве и других сферах экономики изымаются огромные земельные  площади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные ландшафты», а  повышенное содержание золы в топливе  является основной причиной выброса  в воздух десятков миллионов тонн SO2.  Тепловые энергетические установки во всем мире выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн. тонн золы и около 60 млн. тонн сернистого ангидрида. [1, с. 89]

     Атомные электростанции (АЭС) - это третий «кит»  в системе современной мировой  энергетики. Техническая обеспеченность АЭС, бесспорно, являются крупнейшим достижением  научно-технического прогресса (НТП). В  случае их безаварийной работы не производится практически никакого загрязнения  окружающей среды, кроме теплового. Правда, в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы, представляющие потенциальную опасность для всего живого. Обнадеживает тот факт, что объем радиоактивных отходов довольно мал, они весьма компактны, и их можно хранить в таких условиях, которые гарантируют отсутствие утечки. АЭС много экономичнее обычных тепловых электростанций, а, самое главное, при их правильной  эксплуатации – это чистые источники энергии.

     В 1990 году атомными электростанциями мира производилось 16% всей электроэнергии. Такие электростанции работали в 31 стране и строились еще в 6 странах. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен во Франции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии, т.е. в  тех промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов. Эти страны производят от четверти до половины своей электроэнергии на АЭС. США производят на АЭС только восьмую часть своей электpоэнеpгии, но это составляет около одной  пятой ее мирового производства.

     Вместе  с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать и о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям. Всего  с момента начала эксплуатации атомных  станций в 14 странах мира произошло  более 150 инцидентов и аварий различной  степени сложности. Наиболее характерные  из них: в 1957 г. – в Уиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США),  в 1961 г. – в Айдахо-Фолсе (США), в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – на Чернобыльской АЭС (бывший СССР, сейчас Украина), в 2011 на атомной электроподстанции Fukushima Daiichi (Фукусима Дайти) в префектуре Фукусима, Япония. [5; стр. 15].

     Атомная энергетика по-прежнему остается предметом  острых дебатов. Сторонники и противники атомной энергетики резко расходятся в оценках ее безопасности, надежности и экономической эффективности. Кроме того, широко pаспpостpанено мнение о возможной утечке ядерного топлива из сферы выработки электpоэнеpгии и его использовании для создания ядерного оружия.

1.2.  Нефть и уголь 

     Доказанные  запасы нефти в мире оцениваются  в 140 млрд. тонн, а ежегодная добыча составляет около 3,5 млрд. тонн. Однако вряд ли стоит предрекать наступление  через 40 лет глобального кризиса  в связи с исчерпанием нефти  в недрах Земли, ведь экономическая  статистика оперирует цифрами доказанных запасов, то есть запасов, которые полностью  разведаны, описаны и исчислены. А это далеко не все запасы планеты. Даже в пределах многих разведанных  месторождений сохраняются неучтённые или не вполне учтённые нефтеносные  секторы, а сколько месторождений  ещё ждёт своих открывателей.

     За  последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. тонн нефти. Вы думаете, доказанные запасы при  этом сократились на такую же величину? Ничуть нет. Ситуация парадоксальна: чем больше добываем, тем больше остаётся. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше её добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идёт разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие (и количество) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть ещё не одно сорокалетие, чтобы совершенствовать энергосберегательные технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.

     Наиболее  яркой особенностью размещения запасов  нефти является и сверхконцентрация  в одном сравнительно небольшом  регионе – бассейне Персидского  залива. Здесь, в арабских монархиях  Иране и Ираке, сосредоточено 2/3 доказанных запасов, причём большая их часть (более 2/5 мировых запасов) приходится на три  аравийские страны с немногочисленным коренным населением – Саудовскую Аравию, Кувейт и Объединённые Арабские Эмираты. Даже с учётом огромного  количества иностранных рабочих, наводнивших  эти страны во второй половине 20 века, здесь насчитывается немногим больше 20 млн. человек – около 0,3% мирового населения.

yaneuch.ru

Альтернативные источники энергии в Беларуси: поиски новых решений

Проблема получения энергии очень актуальна, и ее пытаются так или иначе решить во всем мире. Особенно остро такая проблема стоит в странах, где отсутствуют месторождения нефти или газа. Так, активно разрабатываются альтернативные источники энергии в Беларуси, поскольку страна не хочет зависеть от иностранных поставщиков.

Традиции и инновации

Человечеству требуется все больше энергии с каждым годом, между тем, традиционные энергоресурсы не бесконечны. Кроме того, они зачастую могут быть опасны – ни одна электростанция не может быть застрахована от аварий полностью. С экологической точки зрения тоже не все благополучно: многие традиционные источники энергии приводят к загрязнению атмосферы, воды или почвы, а, следовательно, к вымиранию животных и исчезновению растений.

Единственный выход в такой ситуации ученые видят в том, чтобы использовать альтернативные источники энергии: виды их разнообразны, но все такого рода источники считаются более безопасными и экологичными, чем традиционные. Можно использовать энергию ветра, солнца, И, например, биологического газа, который вырабатывается естественным путем из отходов биологического происхождения.

Недостатки

Многие полагают, что альтернативные источники энергии со временем полностью заменят традиционные. Однако вряд ли это произойдет скоро. Дело в том, что такие возобновляемые биоресурсы имеют ряд недостатков, справляться с которыми ученые еще не научились. Главная проблема – низкий КПД установок, вырабатывающих энергию. Пока они не могут сравниться с традиционными электростанциями. Это основная проблема, связанная с источниками альтернативной энергии, и требующая решения. Над ней работают сегодня ученые во всем мире, в том числе и в Беларуси.

Часто исследователи идут по самому простому пути и для увеличения мощности нетрадиционных электростанций увеличивают их размеры. Соответственно, возрастает и цена установок, а кроме того, они могут занимать полезную площадь.

Сегодня строительство солнечной электростанции – весьма недешевое мероприятие, требующее серьезных вложений. А окупится такая станция нескоро, особенно в странах, где далеко не все дни в году можно назвать солнечными. Таким образом, строительство подобных станций в Беларуси требует серьезных инвестиций без надежды на быструю окупаемость.

Еще одна проблема нетрадиционных источников энергии – непостоянство работы. Когда светит солнце или дует ветер, энергия вырабатывается, но стоит светилу зайти за тучку, а ветру уняться, производство энергии прекращается. И в такой ситуации актуальной становится задача аккумулирования и сохранения энергии. Новости альтернативных источников энергии часто бывают связаны не столько с получением энергии как таковым, сколько с ее эффективным накоплением.

Специфика Беларуси

С одной стороны, Беларусь испытывает острую нужду в альтернативных источниках энергии, что стимулирует работу по поиску таких источников. С другой стороны, есть определенные сложности с реализацией таких планов. Например, солнечных дней, когда на небе нет ни облачка, за год в Беларуси набирается всего лишь 30-35. В то же время другие страны с похожим климатом не спешат отказываться от получения солнечной энергии, а значит, у Беларуси тоже есть все шансы. Сегодня в стране действует несколько солнечных электростанций, и государство их поддерживает. В то же время эксперты опасаются, что увеличение таких станций приведет к увеличению стоимости тока в домах.

Что касается ветроэнергетики, то это направление в стране развивается сравнительно медленно. Средняя окупаемость станций составляет от шести до восьми лет, но установок пока слишком мало, чтобы можно было делать какие-то выводы о целесообразности их использования.

Несколько более перспективными считаются биогазовые установки, но их пока в Беларуси тоже немного. Для работы таким станциям нужны отходы, которые больше ни на что не годятся – это могут быть остатки растений и древесины или животноводческие отходы. Таким образом, биогазовые установки не требуют каких-то дополнительных расходов для производства энергии, к тому же эффективно решают проблему утилизации отходов. Работа таких станций не зависит от погодных условий, что также делает их очень привлекательными для условий Беларуси. Высокий потенциал подобных установок со временем наверняка будет оценен инвесторами.

Сложности

Для развития нетрадиционной энергетики в Беларуси созданы хорошие условия. Не в последнюю очередь это делается и для того чтобы привлечь инвесторов из-за рубежа. Производить энергию экологически чистыми и безопасными методами выгодно, однако это требует существенных первоначальных вложений, а срок окупаемости установок зависит от самых разных факторов, в том числе и от таких, которые не поддаются коррекции. Конечно, маловероятно, что в стране изменится климат, но каждый недостаточно солнечный день – это убытки для владельцев солнечной электростанции. Такие нюансы часто охлаждают пыл инвесторов, желающих вложить средства в развитие альтернативной энергетики.

Есть и другие сложности. Хотя законы поддерживают инвесторов, отсутствие подзаконных актов грозит тем, что толкуются эти законы очень по-разному, в зависимости от настроений того или иного конкретного чиновника.

Недостаточная ясность законов приводит к тому, что инвесторы чувствуют себя не очень уверенно, и в результате лишь самые смелые решаются вкладывать свои деньги в подобные проекты.

И все же специалисты единодушно полагают, что у альтернативной энергетики в стране большое будущее. Рано или поздно весь мир откажется от традиционных методов производства энергии в пользу безопасных, экологически чистых и выгодных. И хотя для этого придется еще немало потрудиться, успехи в данной области очевидны. У Беларуси есть пример западных стран, где при любой возможности стараются заменить использование невозобновляемых ресурсов бесплатной и безопасной энергией от солнца или ветра.

Статьи по теме

www.chuchotezvous.ru

Альтернативные источники энергии — реферат

ГЛАВА 3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 

3.1. Перспективы развития  АИС в Мире 

          Несмотря на то, что органические виды топлива (нефть, газ и уголь) вплоть до 2030 г. будут занимать ведущее положение в потреблении первичных энергетических ресурсов (до 80%), в этот период прогнозируется непрерывный рост производства энергии из возобновляемых источников.            К возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относятся ветровая, солнечная, геотермальная, энергия биомассы, гидроэнергия и др. Пока, считают многие эксперты, широкое использование альтернативных источников тормозится высокими затратами на их внедрение. Тем не менее, предполагается, что в период до 2030 г. темпы роста потребления ВИЭ могут достигать двузначной цифры. Правда, это будет связано с весьма низким базовым уровнем, и их доля в общем объеме потребления к 2030 г. сохранится на уровне 7,5-8%. Ввиду непрерывного удорожания органических видов топлива, особенно нефти, а также всевозрастающего загрязнения окружающей среды, во многих государствах предпринимаются определенные шаги по устранению институциональных барьеров, препятствующих развитию ВИЭ.              Соответствующие программы действуют уже в 49 странах. В США в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 г. предусматривается поддержка развития всех видов ВИЭ. В Евросоюзе, согласно Директиве ЕС (2001), доля ВИЭ в электроэнергетике к 2010 г. будет доведена до 22% (с 14% в 2001 г.). В Директиве «О мерах по стимулированию использования биологического топлива и других видов возобновляемого топлива в транспортном секторе» (2003 г.) заложена общая для всех стран ЕС цель - увеличить к 2010 г. долю применения биотоплива до 5,8%.            Развитие сектора возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в странах ОЭСР стимулируется финансовым и законодательным регулированием, а крупнейшие транснациональные корпорации создают специальные дочерние компании и исследовательские центры, в рамках которых проводятся соответствующие НИОКР.           Наиболее быстрыми темпами растет использование ветровой энергии, на втором месте - геотермальные станции и биогаз. Потенциал ветровой энергии в мире огромен, однако она имеет некоторые недостатки, связанные с прерывистым производством энергии, а также крайне неравномерным распределением скорости ветра по территории. При производстве ветровой энергии необходимо поддерживать значительные резервные мощности для обеспечения энергией в периоды высокого роста потребности в ней или при низких скоростях ветра. Наоборот, в периоды низкого спроса и высоких скоростей ветра требуются дополнительные затраты на хранение энергии. Здесь помогает создание комплекса ветровых электростанций, которые отдают энергию непосредственно в единую энергетическую систему. С соблюдением этого принципа в мире построена и строится большая доля крупных ветроэнергетических установок. В 1996 г. общая мощность установок в мире составляла 6 тыс. МВт, в 1999 г. - 12 тыс. МВт, а в 2008 г. прогнозируется довести ее до 36 тыс. МВт.             Быстрее всего мощности ветроэнергетических установок растут в Германии, США, Дании и Индии. Лидер по числу ветроэнергетических установок - Германия. За последние 15 лет там построено 15 тыс. установок и планируется, что к 2010 г. их будет 30 тыс. В США мощности ветроэнергетических установок за 2006 г. выросли на 27%. Были введены в эксплуатацию новые ветроэнергетические установки мощностью 2,4 тыс. МВт, что превышало ввод всех типов мощностей РАО ЕЭС в тот год. За последние два года в США объем введенных новых мощностей на ветроэнергетических установках уступает только объему введенных мощностей на газовом топливе. В строительство ветроэнергетических установок вовлечены не только дочерние компании своих ТНК, но и европейские ТНК, например, ВР АЕ (ВР Alternative Energy), которая планирует построить такие установки мощностью 20 МВт в штате Калифорния, 65 МВт - в штате Техас. Наряду с использованием силы ветра в мире также быстрыми темпами наращиваются мощности наиболее стабильной геотермальной энергетики.  Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т.у.т., что в 1,7 тыс. раз больше мировых геологических запасов органического топлива.  На сегодня в мире действуют 233 геотермальные электростанции (ГеоТЭС) общей мощностью 5,1 тыс. МВт, строятся еще 117 мощностью 2 тыс. МВт. Ведущее место принадлежит США, где сосредоточено более 40% мировой мощности ГеоТЭС.  Одним из мировых лидеров в развитии ВИЭ является Исландия, где более 70% энергии производится из ВИЭ, при этом 50% дают геотермальные установки. Помимо ветроэнергетических установок и геотермальных электростанций в мире ведутся работы и по внедрению более дорогостоящих солнечных энергетических установок.             К недостаткам производства солнечной энергии, как и ветровой, относится прерывистость производства, но эта проблема решается непосредственным подключением установок в единую энергетическую систему. Однако в краткосрочной и среднесрочной перспективе солнечная энергия вряд ли внесет заметный вклад в мировое производство энергии, несмотря на то, что в 2006 г. в лаборатории корпорации Boing было достигнуто рекордное повышение кпд - до 40,7% - солнечных элементов. Финансирование этих работ осуществляло министерство энергетики США. Лабораторией разработан многосвязный солнечный элемент, поглощающий больше солнечного света, чем односвязный солнечный элемент. Многосвязные солнечные элементы могут сократить стоимость энергии, получаемой на солнечных электростанциях.            В США работают восемь крупных солнечных электростанций модульного типа общей мощностью около 450 МВт, включенных в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей в мире достиг 300 МВт в год, из них 40% приходится на долл. США. В мире насчитывается более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных коллекторов в США составляет 10, а в Японии 8 млн. кв. м. В этих двух странах работа ют более 5 млн. тепловых насосов.           Помимо рассмотренных ВИЭ, начиная с 1999 г. за рубежом особое внимание стали уделять проблеме использования биоресурсов, к которым относятся твердые бытовые отходы и древесина, возобновляемое растительное сырье Объем биоресурсов на земле измеряется гигантской цифрой - 800 млрд. т, при этом ежегодно возобновляется 200 млрд. т. Из возобновляемого растительного сырья можно получать нефть, биодизель, биогаз, этанол и тем самым решать одну из сложнейших проблем замены нефти на транспорте. В плодах нефтяного дерева, молочая, растущего на Филиппинах, содержится почти чистая нефть, не содержащая ни серы, ни других экологически вредных веществ. Потенциальным источником дизельного топлива является рапс. Испытания рапсового масла в качестве топлива для автомобиля в Германии показали высокую экономичность этого вида топлива (4-5 л на 100 км пробега). Посевы рапса в Европе уже достигли 4 млн. га, а с 1 га можно получить 1,1 т масла (из посевов сои - 200 кг, подсолнечника - 600 кг).          Одним из направлений получения топлива из возобновляемого сырья является получение биогаза методом ферментации отходов птице- и животноводства. Биогаз в США занимает второе место по важности среди видов биотоплива. В этой стране принят закон об оборудовании всех без исключения полигонов твердых бытовых отходов системами их конверсии в смесь метана и С02 с последующей энергетической утилизацией. В Европе первое место по использованию биогаза занимает Германия.          Из всех биоресурсов наиболее быстрыми темпами в мире растет производство топливного этанола. Лидерами являются Бразилия и США. В США предусмотрено к 2012 г. довести производство этанола до 45 млн. куб. м против 15 млн. в 2000 г.          Огромная инфраструктура, созданная для обеспечения транспортных средств горючим, полученным из нефти, конечно же тормозит внедрение нетрадиционных видов топлива. Однако в связи с ограниченностью невозобновляемых источников энергии на земле, а также нарастанием угрозы изменения климата сложившееся традиционное развитие отраслей ТЭК должно измениться коренным образом. Перед человечеством остро встала проблема сокращения использования органических видов топлива и постепенного наращивания производства экологически чистых возобновляемых источников энергии. 

3.2. Развитие альтернативных источников энергии в Республике Беларусь 

     Чтобы происходило развитие возобновляемых источников энергии, в Беларуси имеется достаточный потенциал. Такое мнение высказал Владимир Нистюк, исполнительный директор Ассоциации «Возобновляемая энергетика», ведя беседу с корреспондентом, который участвовал в региональной научно-практической конференции - «Возобновляемые и альтернативные источники энергии. Перспективы развития, оборудование, состояние технологии» в Могилеве.

     Миф о том, что потенциала у Беларуси для развития возобновляемых источников энергии не существует, по его словам, создали искусственно нефтегазовые лобби, с той целью, чтобы им не мешали быть в роли монополистов на белорусском рынке энергетики.

     История развития возобновляемых источников энергии  в Беларуси хранит давнюю историю. Энергетика ветра начала развиваться еще  со времен Советского Союза. В Черноморско-Балтийском регионе, ситуация с ветром, была изучена  белорусскими учеными. Они возводили  по всей территории СССР ветроустановки, в лабораториях создавали модели неповторимых агрегатов, и на собственном  полигоне испытывали их. В пятидесятых  годах двадцатого века энергию воды использовали около 180 небольших гидростанций. Однако доступность и дешевизна  углеводородного сырья активное развитие новых видов энергии  никак не стимулировали.

     Сложившаяся на энергетическом рынке, новая ситуация, снова привлекла внимание к заброшенным  и забытым проектам. Тем более  что для решения усложняющихся  энергетических проблем. изучение зарубежного  опыта показало высокую эффективность  использования возобновляемых ресурсов. Оказалось, чтобы успешно решить вопросы энергосбережения и энергоэффективность, и необходимо в получении энергии  увеличить долю собственных ресурсов. В Директиве Президента Беларуси № 3 и целым рядом госпрограмм, четко определены рубежи в достижении этой цели. [7]     

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Энергия – это движущая сила любого производства. Тот факт, что в распоряжении человека оказалось большое количество относительно дешевой энергии, в значительной степени способствовало индустриализации и развитию общества. Однако в настоящее  время при огромной численности  населения и производство, и потребление  энергии становится потенциально опасным. Наряду с локальными экологическими последствиями, сопровождающимися  загрязнением воздуха и воды, эрозией  почвы, существует опасность изменения  мирового климата в результате действия парникового эффекта.

     Человечество  стоит перед дилеммой: с одной  стороны, без энергии нельзя обеспечить  благополучия людей, а с другой –  сохранение существующих темпов ее производства и потребления может привести к разрушению окружающей среды, серьезному ущербу здоровья человека.

       Сегодня около половины мирового  энергобаланса приходится на  долю нефти, около трети - на  долю газа и атома (примерно  по одной шестой) и около одной  пятой - на долю угля. На все  остальные источники энергии  остается всего несколько процентов.  Совершенно очевидно, что без  тепловых и атомных электростанций  на современном этапе человечество  обойтись не в состоянии, и  все же по возможности там,  где есть, следует внедрять альтернативные  источники энергии, чтобы смягчить  неизбежный переход от традиционной  энергетики к альтернативной. Тогда  будет жизненно важно, сколько  солнечных батарей успеет вступить  в действие, сколько заработает  “мини-ГЭС” и приливных станций,  открывающих дорогу тысячам других, сколько цепочек ветряков встанет  по горам и сколько цепочек  волновых буйков закачается у  побережий. 

     Ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире: ядерное оружие оказывает влияние на политику, оно  нависло угрозой над всем, живущим на Земле. А пока человечество стремится утолить свои непрерывно растущие потребности в энергии путем беспредельного развития ядерной энергетики, радиоактивные отходы загрязняют нашу планету. В действительности жизнь на Земле всегда зависела от ядерной энергии: ядерный синтез питает энергией Солнце, радиоактивные процессы в недрах Земли нагревают ее жидкое ядро, влияют на подвижность материковых плит.

     Первая  половина 20 века ознаменовалась крупнейшей победой науки – техническим  решением задачи использования громадных  запасов энергии тяжелых атомных  ядер – урана и тория. Этого  вида топлива, сжигаемого в атомных  котлах, не так уж много в земной коре. Если всю энергетику земного  шара перевести на него, то при современных  темпах роста потребления энергии  урана и тория хватит лишь на 100 – 200 лет. За этот же срок исчерпаются  запасы угля и нефти.

           Вторая половина 20 века стала веком термоядерной энергии. В термоядерных реакциях происходит выделение энергии в процессе превращения водорода в гелий. Быстро протекающие термоядерные реакции  осуществляются в водородных бомбах. 

     В термоядерных реакторах, безусловно, будет  использоваться не обычный, а тяжелый  водород.  В результате использования  водорода с атомным весом, отличным от  наиболее часто встречающегося в природе, удастся получить ситуацию, при которой литр обычной воды по энергии окажется, равноценен примерно 400 литрам нефти. Элементарные расчеты  показывают, что дейтерия (разновидность  водорода, которая будет использоваться в подобных реакциях) хватит на земле  на сотни лет при самом бурном развитии энергетики, в результате чего проблема заботы о топливе отпадет  практически навсегда.

     И все-таки вновь и вновь мы обращаемся к вопросу, из какого материала и  какими методами в будущем человечество должно получать энергию? На сегодня существует несколько основных концепций решения проблемы.

1. Расширение сети станций на урановом топливе.
2. Переход к использованию в качестве ядерного топлива тория-232, который в природе более распространен, нежели уран.
3. Переход к атомным реакторам на быстрых нейтронах, которые  могли бы обеспечить производство ядерного топлива более чем на 3000 лет, в настоящее время является сложной инженерной проблемой и несет в себе огромную экологическую опасность, в связи, с чем испытывает серьезное противодействие со стороны мировой экологической общественности и является малоперспективным.
4. Освоение термоядерных реакций, во время которых происходит выделение энергии в процессе превращения водорода в гелий.

     В настоящее время наиболее разумным представляется развитие энергетики в  расширении сети урановых и уран-ториевых атомных станций в период решения  проблемы управления термоядерной реакцией.

     Однако, главная проблема современной энергетики – не истощение минеральных ресурсов, а угрожающая экологическая обстановка: еще задолго до того, как будут использованы все мыслимые ресурсы, разразиться экологическая катастрофа, которая превратит Землю в планету, совершенно не приспособленную для жизни человека.    

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы:  Учебник для вузов М.: Энергоатомиздат,1984. 280 с.: ил.
2. Залогин, Б. С. Мировой океан: Учеб. Пособие / Б. С. Залогин, К. С. Кузьминская; Ред. Д. В. Щербаков; Междунар. акад. наук пед. образования. - М. : Academia, 2001. - 191,1 с. : ил.,
3. Залогин, Б. С. Океан и человек / Б. С. Залогин. - М. : Мысль, 1983. - 205 с. : ил.
4. Залогин, Б. С. Моря / Б. С. Залогин, А. Н. Косарев. - М. : Мысль, 1999. - 399 с. : ил.
5. Мильков Ф.Н. Общее землеведение: Учеб. для студент. географ. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с.: ил.
6. Электронная страница – Солнечная энергетика и солнечные батареи [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://solar-battery.narod.ru. Дата доступа: 29.04.2012
7. Электронная страница – Электромост.by. Развитие альтернативных источников энергии в Беларуси [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://electromost.by/news/2011/07/razvitie-alternativnih-istochnikov-energii-v-belarusi/. Дата доступа: 29.04.2012
8. Электронная страница – Википедия. Альтернативная энергетика [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0. Дата доступа: 03.05.2012

yaneuch.ru

Альтернативные источники энергии и их использование в Беларуси

Обострение энергетических отношений с Россией, сопутствующий  рост стоимости импортируемого углеводородного  сырья вынуждает власти Республики делать ставку на местные, преимущественно  возобновляемые источники энергии. В перспективе энергетика Белоруссии может стать полностью независимой к 2050 г.

Целевые программы и государственная поддержка

В Беларуси была принята целевая государственная  программа, согласно которой доля местных  видов топлива и альтернативных источников энергии к 2012 г. в энергобалансе должна быть доведена до 25%. Как заявил президент Белоруссии Александр Лукашенко, энергосбережение, использование альтернативных видов энергоносителей, прежде всего своих, возобновляемых, выходит на уровень задач национального звучания.

На первом этапе  ставка была сделана преимущественно  на использование угля, торфа и  древесины. Основным направлением стимулирования строительства новых объектов, работающих на местных видах топлива (МВТ), стали  закупки концерном “Белэнерго” электроэнергии, вырабатываемой такими предприятиями, по повышенным тарифам. Принято решение в первые 5 лет их эксплуатации покупать электроэнергию в 1,3 раза дороже обычных тарифов.

В результате подобных стимулирующих мер планируется  замещение природного газа местными видами топлива в системе Минэнерго  Беларуси в 2010 г. порядка 460 тыс. т.у.т.

По словам заместителя  министра энергетики Беларуси Леонида  Шенеца, для реализации программы модернизации энергетической отрасли, в том числе на строительство ТЭЦ, работающих на угле и местных видах топлива, необходимо около 19,1 млрд долл., на внедрение энергоэффективных технологий и реализацию программ по энергосбережению планируется привлечь 12,5 млрд долл.

За 2009-2010 гг. планируется  истратить 165 млн долл. на перевод котельных на местные виды топлива и жилищно-коммунальное хозяйство Беларуси. Это значительно бóльшие суммы, в сравнении с предыдущими годами. Ранее за 2005-2007 гг. на эти цели было затрачено около 62 млн долл.

За последние  шесть лет доля местных видов  топлива значительно выросла  – с 5,3% до 21,7%, что позволило сократить  долю импортируемых топливно-энергетических ресурсов ЖКХ с 94,7% до 78,3%.

При этом неправительственными организациями в Белоруссии разрабатывается  “концепция развития экологически чистой энергетики до 2050 года”. По мнению одного из разработчиков концепции, представителя международной организации Inforse Гунно Бойе Олесена, у Беларуси есть достаточный потенциал в использовании энергии солнца, ветра, биомассы и биогаза для того чтобы активно развивать свою альтернативную энергетику.

Концепция предусматривает  активное использование альтернативных источников энергии в различных  сферах жизнедеятельности, в том  числе в домостроительстве, внедрение  энергоэффективных технологий в производстве, модернизацию энергетических сетей, энергосбережение. Реализация предложенного сценария позволит к 2050 г. полностью отказаться от импорта газа и нефти, а также от ядерной энергетики в республике.

Необходимо также  отметить то, что для более широкого применения альтернативных источников энергии в Беларуси нужно лоббировать  их использование на разных уровнях. Так считает директор компании ООО “Белветроэнерго” Владимир Нистюк. Он говорит, что лоббирование станет одной из целей “Ассоциации возобновляемой энергетики”, к участию в которой приглашены и биоэнергетики, и гелиоэнергетики. Такая структура необходима, подчеркивает Нистюк, еще и потому, что альтернативная энергетика – это новая для Беларуси отрасль. Чтобы она эффективно заработала, необходимо принять соответствующее законодательство, добиться поддержки на государственном уровне и, главное, – понимания перспективности возобновляемых источников энергии.

Повышение энергоэффективности

К 2020 г. Беларусь собирается снизить энергоемкость ВВП с 400 до 210-220 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП и выйти по этому показателю на уровень Швеции. К 2010 г. в Беларуси планируется уменьшить энергоемкость ВВП не менее чем на 31% и выйти на показатель 280 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП (уровень Канады). В 2015 г. энергоемкость ВВП должна снизиться не менее чем на 50%, в 2020 г. – не менее чем на 60% к уровню 2005 г. Но пока в Беларуси энергоемкость ВВП в 1,5-2 раза выше, чем в развитых странах со сходными климатическими условиями.

Содействовать этому призваны новые технологии и увеличение использования в  республике местных видов топлива (МВТ), вторичных, нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов (НВИЭ) на 1,7 млн т.у.т.

Сегодня в республике действуют две основные программы  по энергосбережению: • Государственная комплексная программа модернизации основных производственных фондов Белорусской энергосистемы, энергосбережения, увеличения использования в республике собственных топливных ресурсов (утверждена Указом Президента Республики Беларусь 25.08.2005 № 399) • Республиканская программа энергосбережения на 2006-2010 гг. (утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 02.02.2006 № 137).

Сотрудничество с Германией

Белоруссия заинтересована в сотрудничестве в сфере альтернативной энергетики с Германией, которая  достигла значительных успехов в  области ветро- и солнечной энергетики. Немецкие специалисты имеют большой опыт создания ветроустановок и солнечных батарей, который было бы перспективно перенять и Беларуси. Так считает директор Белорусского инновационного фонда Анатолий Гришанович. К числу приоритетных направлений сотрудничества он отнес содействие трансферу технологий и знаний, внедрению инноваций, а также участие немецких компаний в реализации инновационных проектов в энергетике таких как строительство гидроэлектростанции на реке Щара, совершенствование теплоэлектростанций, организации производств по выпуску топливных гранул, создание биогазовых установок.

Кроме того, для  Белоруссии немаловажна тема проектирования энергоэффективных домов и реконструкции старых помещений; опыт немецких компаний в этой области также крайне интересен.

Белорусские и  немецкие ученые уже тесно сотрудничают: около половины проектов, реализуемых  в Беларуси при содействии международных  организаций, – белорусско-немецкие. В 2007 г. было осуществлено 40 проектов, и  немалую роль в их реализации сыграли  совместные контактно-кооперационные биржи.

В свою очередь  представитель посольства Германии в Белоруссии Свен Хаанкс отметил, что в Германии растет интерес со стороны бизнес- и научного сообщества к Белоруссии. Объем взаимной торговли увеличивается с каждым годом в среднем на 19%. В 2007 г. он достиг около 2,9 млрд долл.

Развитие биоэнергетики

Основными направлениями  в производстве энергии из биомассы являются: • Отходы растениеводства • Биогаз из отходов животноводства • Дрова и древесные отходы • Фитомасса.

Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально  новым направлением энергосбережения для Белоруссии. Общий потенциал  отходов растениеводства оценивается  до 1,46 млн т.у.т. в год.

Отходы животноводства особенно интересны тем, что без  дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистые высококачественные органические удобрения  и вследствие этого пропорционально  сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год.

Централизованная  заготовка дров и отходов деревообработки  в республике Беларусь осуществляется предприятиями Министерства лесного  хозяйства и концерна “Беллесбумпром”. Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.

В целом по республике годовой объем использования  дров и отходов лесопиления составлял  около 1,0-1,1 млн т.у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн т.у.т. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн м³ или 6,6 млн т.у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс. м³ или 5,3 тыс. т.у.т.

Для использования  древесины из данных районов в  качестве топлива необходимо разработать  и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста  заготовок древесины в 2 раза, а  также с учетом увеличения объемов  использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины, прогнозируемый годовой объем древесного топлива может возрасти до 1,6 млн т.у.т.

В климатических  условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т.у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн т.у.т. в год.

Отсутствие опыта  массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35 долл./т.у.т.

Энергия ветра

Для первоначального  этапа развития ветроэнергетики  Беларуси определены 1840 площадок для  строительства как одиночных  ВЭУ, так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт·ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику – это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ.

Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет.

Наиболее эффективно обеспечивается использование современной  зарубежной ветротехники на территориях  зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность.

В итоге ветер  может дать Беларуси 2-3% энергии от общего энергобаланса страны, максимум – до 5%.

Энергия солнца

По метеорологическим  данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое  поступление солнечной энергии  на земную поверхность с учетом ночей  и облачности составляет 243 кал на 1 см² за сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч/м², а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% – 0,3 кВт·ч/м². Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долл. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива.

Высокая стоимость  солнечных коллекторов, а также  сопутствующие затраты на строительно-монтажные  работы, конструкции, кабели, системы  управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру в настоящее время накладывают сильные ограничения на развитие гелиоэнергетики в Беларуси.

Основными направлениями  использования энергии солнца будут  гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Стоимость оборудования для жилого дома или коттеджа варьируется в пределах 900-3500 долл.

Отдельный интерес  представляет пассивное использование  солнечной энергии методом строительства  домов “солнечной архитектуры“. Расчеты показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже на отопление зимой. Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы.

Пока игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого  принципа – немецкий Международный  Образовательный Центр. Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического  потенциала климата местности и  условий для саморегулирования  теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно  сократить на 20-60%. Так, строительство  на принципах “солнечной архитектуры” может снизить годовое теплопотребление до 70-80 кВт/м².

stud24.ru

Сущность, виды, перспективы развития нетрадиционной энергетики в Республике Беларусь

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»  

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности         

РЕФЕРАТ

     на  тему: Сущность, виды, перспективы развития нетрадиционной энергетики в Республике Беларусь                         

Минск 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

     Проблема  обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно  растущих потребностей более чем  шестимиллиардного населения Земли  становится сейчас все более насущной.

     Основу  современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом  факторов. Стоимость угля, нефти  и газа, на которых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы  этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них недостаток. В процессе производства электроэнергии на ТЭС происходит выброс вредных веществ в атмосферу. Причем если топливом служит уголь, особенно бурый, малоценный для другого вида использования и с большим содержанием ненужных примесей, выбросы достигают колоссальных размеров. И, наконец, аварии на ТЭС наносят большой ущерб природе, сопоставимый с вредом любого крупного пожара. В худшем случае такой пожар может сопровождаться взрывом с образованием облака угольной пыли или сажи. Поэтому большие надежды в мире возлагаются на так называемые нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, преимущество которых заключается в их возобновимости и в том, что это экологически чистые источники энергии.

     Главной задачей энергетической политики Республики Беларусь наряду с устойчивым обеспечением страны энергоносителями является создание условий для функционирования и  развития экономики при максимально эффективном использовании топливно-энергетических ресурсов.

     Обострение  энергетических отношений с Россией, сопутствующий рост стоимости импортируемого углеводородного сырья вынуждает  власти Республики делать ставку на местные, преимущественно возобновляемые источники энергии. В перспективе энергетика Белоруссии может стать полностью независимой к 2050 г.

     Целью написания данной работы является изучение сущности, видов и перспектив развития альтернативных источников энергии  в Республики Беларусь.

     Задачи реферата:

• определить сущность нетрадиционных источников энергии;
• рассмотреть их виды;
• изучить состояние и перспективы развития альтернативных источников энергии в нашей стране.

     В ходе написания работы использованы учебные пособия различных авторов. Также при изучении данной темы были использованы различные статьи из периодических изданий.

1. Понятие и основные виды альтернативной энергии

     Под нетрадиционными (альтернативными  или возобновляемыми) топливно-энергетическими  ресурсами (ТЭР) понимают энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, биомассы, сточных вод и твердых бытовых отходов. Энергообъекты, использующие альтернативные ТЭР для получения тепловой, механической и электрической энергии, называют альтернативными источниками энергии.

     Основной  особенностью возобновляемых источников энергии является то, что воспроизводство  их энергетического потенциала происходит быстрее, чем расходование. Установки, работающие на возобновляемых источниках, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные потоки энергии. Государственная программа Республики Беларусь на период до 2020 г. предусматривает использование нетрадиционных источников энергии в нарастающих масштабах. С учетом природных условий республики предпочтение отдается малым гидроэлектростанциям, ветро- и биоэнергетическим установкам, установкам для сжигания отходов растениеводства и бытовых отходов, гелиоводоподогревателям. В Государственной программе потенциал экономии традиционных (ископаемых) ТЭР за счет использования альтернативных источников энергии к 2020 г. оценивается примерно в 5 млн. т у. т. (более 15 % от всех ТЭР). В отличие от многих других мероприятий использование нетрадиционных ТЭР дает реальную, легко учитываемую экономию топлива и социальный эффект. Альтернативные источники энергии зачастую не требуют транспортирования, удобны для локального энергоснабжения небольших удаленных объектов, что особенно важно для агропромышленных комплексов.

     Основные  причины, указывающие на важность скорейшего перехода к нетрадиционным источникам энергии:

     Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан  факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.

     Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

     Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить  топливные ресурсы страны для  переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими  альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут;

     Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, - всё это увеличивает социальную напряженность.

     Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью  топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

1. Солнечная энергия

     Ведущим экологически чистым источником энергии  является Солнце. В настоящее время  используется лишь ничтожная часть  солнечной энергии из-за того, что  существующие солнечные батареи  имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако не следует сразу отказывать от практически неистощимого источника чистой энергии: по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика могла бы одна покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Возможно, также повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работу бытовых электроприборов даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках. Для нужд промышленности, требующих больших затрат энергии, можно использовать километровые пустыри и пустыни, сплошь уставленные мощными гелиоустановками. Но перед гелиоэнергетикой встает множество трудностей с сооружением, размещением и эксплуатацией гелиоэнергоустановок на тысячах квадратных километров земной поверхности. Поэтому общий удельный вес гелиоэнергетики был и останется довольно скромным, по крайней мере, в обозримом будущем. На протяжении миллиардов лет Солнце ежесекундно излучает огромную энергию. Около трети энергии солнечного излучения, попадающего на Землю, отражается ею и рассеивается в межпланетном пространстве. Много солнечной энергии идёт на нагревание земной атмосферы, океанов и суши. В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется солнечная энергия - гелиотехнические установки (различные типы солнечных теплиц, парников, опреснителей, водонагревателей, сушилок). Солнечные лучи, собранные в фокусе вогнутого зеркала, плавят самые тугоплавкие металлы. Ведутся работы по созданию солнечных электростанций, по использованию солнечной энергии для отопления домов и т.д. Практическое применение находят солнечные полупроводниковые батареи, позволяющие непосредственно превращать солнечную энергию в электрическую.

     Одной из наиболее перспективных технологий солнечной энергетики является создание фотоэлектрических станций с  солнечными элементами на основе кремния, которые преобразуют в электрическую  энергию прямую и рассеянную составляющие солнечной радиации с КПД 12-15%. Лабораторные образцы имеют КПД 23%. Солнечные энергосистемы заменяют керосиновые лампы, свечи, сухие элементы и аккумуляторы, а при значительном удалении от энергосистемы и малой мощности нагрузки - дизельные электрогенераторы и линии электропередач. 

1.2 Гидроэнергетика

     Гидроэнергетика – область наиболее развитой на сегодня энергетики на возобновляемых ресурсах, использующая энергию падающей воды, волн и приливов.

     Источником  гидроэнергии является преобразованная  энергия Солнца в виде запасенной потенциальной энергии воды, которая затем преобразуется в механическую работу и электроэнергию. Действительно под воздействием солнечного излучения вода испаряется с поверхности озер, рек, морей и океанов. Пар поднимается в верхние слои атмосферы, образуя облака; затем он, конденсируясь, выпадает в виде дождя, пополняя запасы воды в водоемах. Преобразование потенциальной энергии воды в электрическую происходит на гидроэлектростанции. Поддержание постоянного напора осуществляется с помощью платины, которая образует водохранилище, Служащее аккумулятором гидроэнергии. В связи с этим при строительстве ГЭС предъявляются определенные требования к рельефу местности, который должен позволить организовать водохранилище и создать требуемый напор за счет плотины. Все это связано со значительными затратами, и стоимость строительных работ может превышать стоимость оборудования ГЭС. Вместе с тем удельная стоимость электроэнергии, генерируемой ГЭС, является самой низкой по сравнению с себестоимостью энергии, производимой другими источниками. Как правило, срок окупаемости малых ГЭС не превышает 10 лет.

     Говоря  о гидроэлектростанциях, нельзя не отметить, что никакие другие отдельно взятые инженерные сооружения не оказывают  такого сильного воздействия на природу, как крупные водохранилища. В целом можно считать, что водохранилища оказывают экологически благоприятное влияние на окружающую среду, а отрицательные факторы обусловлены в первую очередь сбросом промышленных отходов и (в меньшей степени) безответственным поведением весьма большого числа туристов и отдыхающих. Что же касается непосредственно технологического процесса выработки электроэнергии на гидростанциях, то с точки зрения экологии он совершенно безопасен. Производство работ по возведению гидроэнергетических объектов следует проектировать с минимальным ущербом природе. При разработке планов необходимо рационально выбирать карьеры, месторасположение дорог и т. п. К моменту завершения строительства должны быть проведены необходимые работы по рекультивации нарушения земель и озеленении территории. По водохранилищу наиболее эффективным природоохранным мероприятием является инженерная защита. Например, строительство дамб обвалования уменьшает площадь затопления и сохраняет для хозяйственного использования земли, месторождения полезных ископаемых, уменьшает площадь мелководий и улучшает санитарные условия водохранилища, сохраняет природные естественные комплексы. Если постройка дамб экономически не оправдана, то мелководья могут быть использованы для разведения птиц и для других хозяйственных нужд. 

1.3 Ветровая энергия

     Ветроэнергетика — это отрасль энергетики, связанная  с разработкой методов и средств, для преобразования энергии ветра  в механическую, тепловую или электрическую  энергию. Важной особенностью энергии  ветра, как и солнечной, является то, что она может быть использована практически повсеместно. Ветродвигатель — устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) представляет собой комплекс технических устройств, для преобразования энергии ветра в другие виды. Ветродвигатель является неотъемлемой частью ВЭУ. В ее состав также могут входить рабочие машины (электрогенератор, тепловой генератор), аккумулирующие устройства, системы автоматического управления и регулирования и др. Ветровая энергия представляет собой возобновляемый источник энергии, являющийся вторичным по отношению к солнечной энергии. Причиной возникновения ветра являются разности температур в атмосфере, образующиеся в результате действия солнечного излучения, которые, в свою очередь, обуславливают возникновение различных давлений. Ветер возникает в процессе рассеяния энергии, накопившейся вследствие наличия этих различных давлений. Ветроэнергетичическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м2 (скорость воздушного потока при этом равна 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м2. Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра. Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована даже с помощью идеального устройства. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока может быть равен 59,3%. На практике максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50 %, однако и этот показатель достигается не при всех скоростях, а только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, которое осуществляется с КПД обычно 75—95 %. Учитывая все эти факторы, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом, видимо, составляет 30—40 % мощности воздушного потока при условии, что этот агрегат работает устойчиво в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом. Однако иногда ветер имеет скорость, выходящую за пределы расчетных скоростей. Скорость ветра бывает настолько низкой, что ветроагрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветроагрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора. Учитывая эти факторы, удельная выработка электрической энергии в течение года составляет 15—30% энергии ветра, или даже меньше, в зависимости от местоположения и параметров ветроагрегата.

student.zoomru.ru

Смотрите также

• 
  Сердечно сосудистые заболевания и беременность реферат
• 
  Реферат на тему опасность религиозных сект
• 
  Реферат роль информации в развитии общества
• 
  Личность и власть реферат по философии
• 
  История развития массажа в китае реферат
• 
  Реферат собственность как основа производственных отношений
• 
  О вреде курения для школьников реферат
• 
  Как написать реферат за 1 день
• 
  Роль микробов в жизнедеятельности человека реферат
• 
  Реферат связь речи и сознания человека
• 
  Реферат государство и право древнего египта