Содержание:
1)Введение 2
2)Нефть 4
3)Природные горючие газы 6
4)Каменные угли 7
5)Торф 9
6)Теплота скрытая в земной коре 10
7)Ресурсы ядерной энергетики 10
8)Выводы 14
9)Использованные источники 15
Введение:
К невозобновляемым источникам энергии относятся природные источники, которые образуются или восстанавливаются гораздо медленнее, чем расходуются: уголь, нефть, природный газ, торф, ядерное горючее. По оценкам специалистов, запасов ископаемых энергоресурсов хватит еще на 40-100 лет. С каждым годом их добывают во все более труднодоступных местах. Поэтому их добыча становится дороже и экономическая эффективность использования ископаемого топлива стремительно снижается.
Основными факторами, определяющими степень использования любого источника энергии, являются его оценочные запасы, чистый выход полезной энергии, стоимость, потенциальные опасные воздействия на окружающую вреду, а также социальные последствия и влияние на безопасность государства. Каждый источник энергии обладает преимуществами и недостатки.
Нефть
Нефть - природное ископаемое, энергоноситель, легковоспламеняющаяся жидкость, которая находится в горных породах на глубине от нескольких метров до нескольких километров. В настоящее время большинство ученых предполагают, что остатки умерших растений и животных погружались на дно древних водоемов, заносились песком и илом и под воздействием повышенного давления и температуры в течение очень длительного времени (не менее 500000 лет). 92% добываемой нефти используется качестве топлива, а 8 % - как ценное химическое сырье.
Обычную сырую нефть можно легко транспортировать, она является
относительно дешевым и имеющим широкое применение видом топлива, обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Однако доступные запасы нефти могут быть исчерпаны через 40-80 лет, при сжигании нефти в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, что может привести к глобальному изменению климата планеты.
Нетрадиционная тяжелая нефть, остаток обычной нефти, а также
добываемая из нефтеносных сланцев и песка, может увеличить запасы нефти. Ноона является дорогостоящей, обладает низким значением чистого выхода полезной энергии, требует для переработки большого количества воды и оказывает более вредное воздействие на окружающую среду, чем обычная нефть. Накопленная мировая добыча нефтей по состоянию на 01.01.10 г. оценивается в 140,0 млрд. т. При этом весьма важно, что в последние 5 лет (начиная с 2005 г.) она стала близкой к 4,0 млрд. т/год и растет незначительно, несмотря на высокий уровень мировых цен. При этом в накопленной добыче ведущую роль сыграли традиционные нефтедобывающие страны. На долю стран Ближнего и Среднего Востока приходится около 28%, Северной Америки – 24% и стран СНГ – 15%. Доля 10 стран, достигших наибольшего уровня извлечения нефти из недр, сегодня, достигает 65% от общей мировой годовой ее добычи (>2,5 млрд. т/год). Эти же страны обладают и наибольшими разведанными доказанными (proved) запасами нефти. Однако приведенные ниже данные об их уровнях добычи и разведанных запасах свидетельствуют о широком диапазоне колебаний отношения – разведанные запасы/годовая добыча. Это отношение прямо не отражает обеспеченность ресурсами нефтедобывающей промышленности в годах. Его уменьшение чаще всего указывает на недостаточный размах геолого-разведочных работ, снижение качества нефтей, исчерпание ресурсов крупных месторождений и системные ошибки государственного управления ресурсным потенциалом недр.
|
В целом разведанные доказанные мировые запасы, включая тяжелые нефти и битуминозные песчаники Атабаски (Канада), близки к 200,0 млрд. т . Кроме того, не менее 200 млрд. т имеется в предварительно оцененных известных месторождениях и прогнозных геологических ресурсах в нефтеносных зонах и бассейнах, включая шельфы Северного Ледовитого океана . При прогнозируемом максимальном росте уровней годовой нефтедобычи в 30-40-е годы XXI века – 4,2-4,5 млрд. т/год разведанные сегодня мировые запасы нефти и прогнозные ресурсы позволяют в конце текущего столетия возможность добычи нефти на уровне 3,5-2,5 млрд. т/год .
Природные горючие газы
Четверть всей энергии в мире вырабатывается из природного газа. По добыче газа Россия устойчиво занимает первое место в мире. Залежи природного газа обычно находятся вместе с нефтью, хотя существуют чисто газовые месторождения. Природный газ, как нефть и уголь, образовался в земле из останков растений и мелких животных. Содержание энергии в природном газе почти такое же высокое, как в нефти. Природный газ используется как топливо на электростанциях, как бытовое топливо, как сырье в промышленности, и т.д.
Природный газ является самой чистой формой невозобновляемой энергии: в нем очень низкое содержание ядовитых веществ, и он может сгорать очень быстро, поэтому он прост в использовании. Тем не менее, проблемы выбросов углекислого газа при использовании природного газа остаются. Газ можно транспортировать к месту потребления по трубам. Можно снизить температуру, чтобы газ перешел в жидкое состояние. Тогда его можно перевозить в нефтяных танкерах.
Обычный природный газ дает больше тепла и сгорает более полно, чем
другие ископаемые виды топлива, является многосторонним и относительно
дешевым видом топлива и обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Но его запасы могут быть исчерпаны через 40-100 лет.
Уголь был первым используемым невозоб-новляемым энергоисточником, который стал использовать человек. Уголь и пар положили начало эпохе промышленного капитализма в Европе и Америке.
Накопленная мировая добыча природного горючего газа (свободного и попутного) оценивается в 90,0 трлн. м3. При этом важно подчеркнуть, что за последние 20 лет добыча природного газа возросла в 1,7 раза и превысила в 2009 году 3,0 трлн. м3. На Россию и США, при этом приходится почти 40% мировой его добычи. Разведанные доказанные запасы природного газа в мире составляют около 190 трлн. м3. Суммарные извлекаемые мировые ресурсы газа оцениваются в 460-480 трлн. м3, из которых более 45% приходится на Россию, 17-18% – на Ближний и Средний Восток, 6-7% на Африку и 4-5% на Северную Америку . Намечаемое увеличение мировой добычи природного газа вполне обеспечено его ресурсами до конца текущего столетия. При этом надо иметь в виду, что прогнозные ресурсы горючего газа (свободного и попутного) существенно превышают ресурсы нефтей. В связи с успешным развитием газохимических технологий в ближайшие годы станет возможным и эффективным получение из газа (включая и попутный нефтяной газ) бензина и других топлив для транспортных средств по вполне приемлемым ценам. Решение этой проблемы поможет надежно обеспечить топливом транспортные и другие технические средства по крайней мере до конца текущего столетия. При существенном снижении потребления газа для производства электроэнергии природный газ, несомненно, мог бы существенно усилить свою роль в обеспечении потребностей в топливе транспортных средств и в следующем веке.
Каменные угли
Уголь - самый распространенный в мире вид ископаемого топлива. Он
обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии при производстве электричества и выработке высокотемпературного тепла для производственных процессов, и относительно дешев. Но уголь чрезвычайно грязен, его добыча опасна и наносит вред окружающей среде, так же как и сжигание, если отсутствуют дорогостоящие специальные устройства контроля за уровнем загрязнения воздуха; выделяет больше углекислого газа на единицу полученной энергии, чем другие ископаемые виды топлива, и неудобно его использовать для движения транспорта и отопления домов, если предварительно не перевести его в газообразную или жидкую форму.
Уголь образовался из остатков отмерших растений за несколько сотен миллионов лет под действием давления, температуры и микроорганизмов. Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником, который стал использовать человек. Уголь и пар положили начало эпохе промышленного капитализма в Европе и Америке. Доступные для добычи запасы угля будут исчерпаны в текущем столетии.
Накопленная добыча каменных и бурых углей для энергетики, к сожалению, может быть оценена лишь по косвенным данным, т.к. системный учет объемов их добычи был организован лишь в послевоенный период, во второй половине ХХ века. За последние 20 лет (с 1990 до 2010 гг.) в мире было добыто более 1,0 трлн. т каменных и бурых углей (без коксующихся).
Основными странами, добывающими сегодня угли, используемые в энергетике, являются:
|
В целом разведанные подтвержденные запасы углей в мире превышают 850,0 млрд. т, при общих разведанных запасах 3,6 трлн. т. Несомненно, что запасы углей для обеспечения намечаемых уровней производства электроэнергии вполне достаточны не только на XXI век, но и на более продолжительное время. Как хорошо известно, развитие электроэнергетики, базирующейся на использовании углей, сдерживается высоким уровнем выбросов парниковых газов, сильным загрязнением окружающей среды, а также высокими расходами на добычу и транспорт углей. Радикальные научно-технические решения, снимающие эти проблемы, даже при успешном вовлечении альтернативных источников производства электроэнергии не снимут в повестки дня быстрый рост доли углей в балансе природных энергетических источников в XXI веке.
Торф
Торф – ценнейший природный материал. Это самое молодое ископаемое, образующееся на болотах при разложении отмерших частей деревьев, кустарников, трав и мхов. По сути, это молодой уголь. Растения после отмирания попадают в сильно увлажненную, бедную кислородом среду и разлагаются только частично, поэтому их остатки из года в год накапливаются.
Основные достоинства торфа как энергоносителя:
Недостатки:
Многие специалисты считают, что торф является перспективным топливом. Но, также как и другие виды ископаемых ресурсов, торф расходуется быстрее, чем образуется. Кроме этого, для добычи торфа осушаются болота – ценнейший ресурс питания рек, место обитания множества ценных видов живых организмов.
Теплота, скрытая в земной коре
Теплота, скрытая в земной коре, или геотермальная энергия, преобразуется в невозобновимые подземные месторождения сухого пара, водяного пара и горячей воды в различных местах планеты. Если эти месторождения расположены достаточно близко к земной поверхности, полученное при их разработке тепло можно использовать для отопления помещений и выработки электроэнергии. Они могут обеспечить энергией на 100-200 лет области, расположенные вблизи месторождений, причем по умеренной цене. Они обладают средним значением чистого выхода полезной энергии и не выделяют углекислый газ. Хотя и этот вид источника энергии приносит немало неудобств при добыче и немалое загрязнение окружающей среды.
turboreferat.ru
Ресурсы ядерной энергетики
Сегодня во всем мире атомные электростанции (АЭС) дают примерно 17 % производимой на Земле электроэнергии. А доля атомной энергетики в мировом производстве всех видов энергии чуть больше 6 %.
Реакция ядерного деления - также источник энергии, причем очень
перспективный. Основными преимуществами этого источника энергии заключаютсяв том, что ядерные реакторы не выделяют углекислого газа и иных веществ, вредных для окружающей среды, и степень загрязнения воды и почвенного покрова находится в допустимых пределах, при условии, что весь цикл ядерного топлива протекает нормально. К недостаткам можно отнести то, что очень велики затраты на оборудование для обслуживания этого источника энергии; обычные атомные электростанции могут использоваться только для производства электроэнергии; существует риск крупной аварии; чистый выход полезной энергии низок; не разработаны хранилища для радиоактивных отходов.
В силу вышеперечисленных недостатков этот источник энергии в настоящеевремя мало распространен. Поэтому экологически чистое будущее - за альтернативными источниками энергии.
Из двух возможных природных источников ядерной энергетики – урана и тория, пока в практическом использовании находится лишь уран. В будущем возможно потребуется и торий. Суммарные ресурсы урана, использованные в атомной энергетике, не могут оцениваться по количеству его добычи из недр. Как известно, некоторая его часть была использована и для других целей, в частности для производства оружия. Однако основная часть добытого урана сегодня находится в хранилищах облученного ядерного топлива (ОЯТ), т.к. КПД использования энергии заключенной в уране, к сожалению не превышает 1%. В мире пока используются в основном легководные реакторы на тепловых нейтронах в открытом топливном цикле, без использования технологий рециклинга ОЯТ. Новые технологии современного этапа развития атомной энергетики именуются ренессансными и связаны с ее переводом на замкнутый топливный цикл с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Однако этот процесс происходит на фоне ускоренного введения в действие легководных реакторов. По данным МАГАТЭ в конце 2010 г. находилось в эксплуатации 441 энергетический реактор, строилось 60 новых блоков. Уже сегодня Франция, Литва Словакия, Бельгия, Швеция и Украина на АЭС производят более половины электроэнергии. К 2030 г. установочная мощность АЭС может составить 1000 ГВт при 370 ГВт в 2010 г. Мировое производство урана, начатое в середине 40-х годов прошлого столетия не было стабильным. До 1957 г. оно быстро развивалось и достигло 48,0 тыс. т в год. Затем к 1964 г. упало до 30,0 тыс. т/год. С середины 60-х годов динамично росло и к началу 80-х достигло 68,0 тыс. т/год. Затем в начале 1990-х оно снизилось до 30,0 тыс. т/год и лишь последнее 10-летие стало медленно нарастать до 40,0 тыс. т/год. Как видно на рис. 3 хорошо проявлены два «пика» максимального взлета производства первичного урана.
Первый пик подъема его добычи связан с гонкой ядерных вооружений, а второй – с «дочернобыльским этапом» развития атомной энергетики. Последствия этой технологической катастрофы в энергетике были преодолены лишь к началу нового XXI века. Именно последние 10 лет происходит заметный прогресс в решении многих проблем дальнейшего развития атомной энергетики. Ведущее место в добыче урана до 1991 г. занимал СССР. После его распада в России осталось лишь одно горнодобывающее предприятие. Добыча урана в нашей стране, начиная с 1992 г., снизилась до 2,5-3,5 тыс. т в год, что составляет 7-8% от мирового уровня. До 2005 г. половину мирового уранового концентрата производили Канада и Австралия. Начиная с 2008 г. в тройку лидеров вошел Казахстан и в 2010 г., с уровнем добычи урана, превысившим 10,0 тыс. т/год, вышел на первое место в мире. Добыча урана в этой стране прогрессивными методами подземного выщелачивания («ПВ»), разработанными и освоенными еще в СССР, растет быстрыми темпами и к 2015 г. планируется на уровне 15,0 тыс. т/год. Разведанные здесь подтвержденные запасы по себестоимости добычи урана <80 долларов США за 1 кг урана, составляют около 350,0 тыс. т , что обеспечивает дальнейшее наращивание его производства. Мировые общие запасы урана сегодня достигают 5,0 млн. т. Суммарное производство урана за все время существования атомной промышленности превысило 2,5 млн. т. В реакторах использовано 1,9 млн. т. В складских запасах имеется не менее 600 тыс. т урана. Почти 500,0 тыс. т его имеется в хвостах изотопного обогащения. Значительная доля урана сосредоточена в хранилищах ОЯТ, хотя часть его переработана. При вводе в действие усовершенствованных тепловых реакторов, организации рециклинга ОЯТ, использовании МОХ-топлива и сбалансированном развитии атомной энергетики на быстрых нейтронах к 2050 г. возможно увеличить ядерные мощности до 2000 ГВт за счет имеющихся суммарных установленных и прогнозных ресурсов природного урана .
Выводы
Источники информации:
1)http://oko-planet.su
2)Википедия
turboreferat.ru
Много нефти и нефтепродуктов потребляет транспорт. Но сейчас возрос интерес к разработке электромобилей, к использованию газов метана и пропана в двигателях грузовиков и автобусов, и т. д. В дальнейшем эти меры помогут заменить нефть.
Нефть легко транспортировать. Обычно её транспортируют по нефтепроводам или морем в нефтеналивных танкерах.
Нефть - очень ограниченный по запасам энергоисточник. Трудно сказать, на сколько еще хватит запасов нефти. Они могут быть истощены через 50 - 100 лет, если не будут найдены новые залежи. В любом случае, мы срочно должны найти замену нефти. Необходимо найти другие энергоисточники, безопасные для окружающей среды и которых хватит надолго.
Природный газ
25% энергии в мире вырабатывается из природного газа. По добыче газа Россия устойчиво занимает первое место в мире.
Залежи природного газа обычно находятся вместе с нефтью, хотя существуют чисто газовые месторождения. Природный газ, как нефть и уголь, образовался в земле из останков растений и мелких животных.
Содержание энергии в природном газе почти такое же высокое, как в нефти. Природный газ используется как топливо на электростанциях, как бытовое топливо, как сырье в промышленности, и т. д.
Газ можно транспортировать к месту потребления по трубам. Можно снизить температуру, чтобы газ перешел в жидкое состояние. Тогда его можно перевозить в нефтяных танкерах.
Кроме того, что запасы этих энергоисточников ограничены, их огромным недостатком является загрязнение окружающей среды как в местном, так и во всепланетном масштабе. При этом масса образующихся газообразных или твердых продуктов сгорания, поступающих в окружающую среду, в несколько раз превышает массу использованного топлива. Например, при сжигании природного газа - в 5 раз, при сжигании угля - в 4 раза.
Уголь как энергоисточник опасен для окружающей среды. При сжигании угля образуются ядовитые газы, такие, как угарный газ (окись углерода), сернистый газ (двуокись серы) и газы, влияющие на климат, на пример, углекислый газ. Выбросы этих газов сильно увеличились со времен промышленной революции. Никакой другой тип невозобновляемого энергоисточника не выбрасывает так много углекислого газа, как уголь. Загрязнение производят также угольная пыль и сажа.
И добыча, и транспортировка, и переработка нефти сопряжена с вредными воздействиями на окружающую среду. Часто происходят разливы нефти в результате ее утечки из скважин или при транспортировке. Время от времени мы видим, какой вред наносят природе аварии нефтяных танкеров. Разливы нефти близко от берегов особенно вредны для морских птиц, икры и мальков рыб, обитающих около поверхности в прибрежных водах. Более крупная рыба находится в глубинных водах, куда нефть обычно не проникает. На прибрежных пространствах, которые открыты ветру, течениям и волнам, проходит 4 - 5 лет до того, как исчезнут все последствия разлива нефти. В более защищенных от ветра и волн водах этот процесс может занять 10 - 15 лет.
На поверхности воды нефть создает тончайшую масляную пленку. У морских животных, птиц, на тела которых попала такая пленка, нарушается терморегуляция, животные могут ослепнуть при попадании нефти в глаза и погибнуть.
При сжигании нефтепродуктов в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа. При переработке нефти в окружающую среду выделяются угарный газ, соединения свинца, оксиды азота и серы, вызывая болезни растений, животных, человека.
Таким образом, использование нефти причиняет большой ущерб окружающей среде - океанам, атмосфере и живым организмам. Поэтому следует использовать её только там, где она незаменима. Для производства тепла мы можем использовать другие источники, кроме нефти, - здесь она вполне заменима.
Природный газ является самой чистой формой невозобновляемой энергии: в нем очень низкое содержание ядовитых веществ, и он может сгорать очень быстро, поэтому он прост в использовании. Тем не менее, проблемы выбросов углекислого газа при использовании природного газа остаются. [4]
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 электорэнергии. Вложения в них окупаются далеко не сразу, поэтому без государственных программ массовое внедрение альтернативных источников энергии в нашей стране практически невозможно.[3]
1) Солнечные станции являются еще недостаточно изученными объектами, поэтому отнесение их к экологически чистым электростанциям нельзя назвать полностью обоснованным. В лучшем случае к экологически чистой можно отнести конечную стадию – стадию эксплуатации СЭС, и то относительно.
Солнечные станции являются достаточно землеемкими. Удельная зем-леемкость СЭС изменяется от 0,001 до 0,006 га/кВт с наиболее вероятными значениями 0,003–0,004 га/кВт. Это меньше, чем для ГЭС, но больше, чем для ТЭС и АЭС. При этом надо учесть, что солнечные станции весьма мате-риалоемки (металл, стекло, бетон и т.д.), к тому же в приведенных значениях землеемкости не учитываются изъятие земли на стадиях добычи и обработки сырья. В случае создания СЭС с солнечными прудами удельная землеемкость повысится и увеличится опасность загрязнения подземных вод рассолами.
Солнечные концентраторы вызывают большие по площади затенения земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызывает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров; в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Применение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут привести к значительному загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.
2) Ветроэнергетические станции
Под мощные промышленные ВЭС необходима площадь из расчета от 5 до 15 МВт/км2 в зависимости от розы ветров и местного рельефа района. Для ВЭС мощностью 1000 МВт потребуется площадь от 70 до 200 км2. Выделение таких площадей в промышленных регионах сопряжено с большими трудностями, хотя частично эти земли могут использоваться и под хозяйственные нужды. Например, в Калифорнии в 50 км от г. Сан-Франциско на перевале Алтамонт-Пасс земля, отведенная под парк мощной ВЭС, одновременно служит для сельскохозяйственных целей.
Наиболее важный фактор влияния ВЭС на окружающую среду – это акустическое воздействие. Шумовые эффекты от ВЭУ имеют разную природу и подразделяются на механические (шум от редукторов, подшипников и генераторов) и аэродинамические воздействия. Последние, в свою очередь, могут быть низкочастотными (менее 16-20 Гц) и высокочастотными (от 20 Гц до нескольких кГц). Они вызваны вращением рабочего колеса и определяются следующими явлениями: образованием разряжения за ротором или ветроколесом с устремлением потоков воздуха в некую точку схода турбулентных потоков; пульсациями подъемной силы на профиле лопасти; взаимодействием турбулентного пограничного слоя с задней кромкой лопасти.
Методы устранения негативного влияния ВЭУ на окружающую среду:
I. Изъятие земельных ресурсов, изменение свойств почвенного слоя
Размещение ВЭУ на неиспользуемых землях
Оптимизация размещения – минимизация расхода земли
Целенаправленный учет изменений свойств почвенного слоя
Компенсационные расчеты с землепользователями
II. Акустическое воздействие (шумовые эффекты)
Изменение числа оборотов ветроколеса (ВК)
Изменение форм лопасти ВК
Удаление ВЭУ от объектов социальной инфраструктуры
Замена материалов лопастей ВК
III. Влияние на ландшафт и его восприятие
Учет особенностей ландшафта при размещении ВЭУ
Рекреационное использование ВЭУ
Изыскание различных форм опорных конструкций, окраски и т.д.
IV. Электромагнитное излучение, телевидение и радиосвязь
Сооружение ретрансляторов
Замена материалов лопастей ВК
Внедрение специальной аппаратуры в конструкцию ВЭУ
Удаление от коммуникаций
V. Влияние на орнитофауну на перелетных трассах и морскую фауну при размещении ВЭС на акваториях
Анализ поражаемости птиц на трассах перелета и рыб на путях миграции
Расчет вероятности поражения птиц и рыб
VI. Аварийные ситуации, опасность поломки и отлета поврежденных частей ВК
Расчет вероятности поломок ветроколеса, траектории и дальности отлета
Оценка надежности безаварийной работы ВЭУ
Зонирование производства вокруг ВЭУ
VII. Факторы, улучшающие экологическую ситуацию
Уменьшение силы ветра
Снижение ветровой эрозии почв
Уменьшение ветров с акваторий водоемов и водохранилищ
Проблема использования территории упрощается при размещении ВЭС на акваториях. Например, предложения по созданию мощных ВЭС на мелководных акваториях Финского залива и Ладожского озера не связаны с изъятием больших территорий из хозяйственного, пользования. Из отводимой площади акватории для ВЭС непосредственно под сооружения для ВЭУ понадобится лишь около 2 %. В Дании дамба, на которой установлен парк ВЭУ, одновременно является пирсом для рыболовных судов. Использование территории, занятой ветровым парком, под другие цели зависит от шумовых эффектов и степени риска при поломках ВЭУ. У больших ВЭУ лопасть при отрыве может быть отброшена на 400–800 м.
Удаление ВЭС от населенных пунктов и мест отдыха решает проблему шумового эффекта для людей. Однако шум может повлиять на фауну, в том числе на морскую фауну в районе экваториальных ВЭС. По зарубежным данным, вероятность поражения птиц ветровыми турбинами оценивается в 10%, если пути миграции проходят через ветровой парк. Размещение ветровых парков повлияет на пути миграции птиц и рыб для экваториальных ВЭС.
3) Последствия использования энергии океана
При преобразовании любых видов океанической энергии неминуемы определенные изменения естественного состояния затрагиваемых экосистем.
К отрицательным последствиям работы установок, использующих термальную энергию океана, можно отнести возможные утечки в океан аммиака, пропана или фреона, а также веществ, применяемых для промывки теплообменников (хлор и др.). Возможно значительное выделение углекислого газа из поднимаемых на поверхность холодных глубинных вод из-за снижения в них парциального давления СО2 и повышения температуры, Выделение СО2 из воды при работе океанических ТЭС предположительно на 30% больше, чем при работе обычных ТЭС той же мощности, использующих органическое топливо. Охлаждение вод океана вызывает увеличение содержания питательных веществ в поверхностном слое и значительный рост фитопланктона. При подъеме к поверхности глубинные микроорганизмы будут загрязнять океан и придется применять специальные меры для его очистки.
Строительство ПЭС сказывается неблагоприятно на состоянии прибрежных земель, самого побережья и аквальной вдольбереговой полосы: изменяются условия подтопления, засоления, размыва берегов, формирование пляжей и т. д. Изменение движения грунтовых вод влияет на динамику засоления прибрежных земель.
freepapers.ru
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» в г. Миассе
Факультет «Экономики, управления, права»
Кафедра «Финансы и кредит»
Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии
РЕФЕРАТ
по дисциплине (специализации) «Экология»
| Миасс 2011 |
|
Содержание
Введение
2.5. Разница температур в океане и между океаном и атмосферным воздухом как источник энергии
2.6. Энергия и мощность прилива
Введение
В настоящее время актуальным стал вопрос перехода от традиционных источников энергии к альтернативным. Поэтому сейчас уже можно говорить о перспективах их массового применения, что актуально в условиях ограниченности запасов невозобновляемых источников. Однако нужно рассмотреть все аспекты использования альтернативных источников энергии.
Целью работы является выявление преимуществ и недостатков как возобновляемых, так и невозобновляемых источников энергии. Для этого были поставлены следующие задачи:
- изучить характероистики возобновляемых и невозобновляемых источников энергии
- рассмотреть проблемы их использования
- проанализировать проблемы перехода на возобновляемые источники энергии, а также найти методы их устранения.
Все источники энергии можно разделить на два класса:
В современной мировой практике к ВИЭ относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.
Существуют различные мнения о том, к какому типу ресурсов следует относить ядерное топливо. Запасы ядерного топлива с учётом возможности его воспроизводства в реакторах-размножителях, огромны, его может хватить на тысячи лет. Несмотря на это его обычно причисляют к невозобновляемым ресурсам. Основным аргументом для этого является высокий риск для экологии, связанный с использованием ядерной энергии.
Уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы и дрова – это запасы лучистой энергии Солнца, извлеченные и преобразованные растениями. В процессе реакции фотосинтеза из неорганических элементов окружающей среды – воды Н2О и углекислого газа СО2 – под воздействием солнечного света в растениях образуется органическое вещество, основным элементом которого является углерод С. В определенную геологическую эпоху на протяжении миллионов лет из отмерших растений под воздействием давления и температурного режима, которые, в свою очередь, являются результатом конкретного количества энергии Солнца, падающего на Землю, и образовались органические энергетические ресурсы, основу которых составляет углерод, ранее накопленный в растениях. Энергия воды также получается за счет солнечной энергии, испаряющей воду и поднимающей пар в высокие слои атмосферы. Ветер возникает за счет различной температуры нагревания Солнцем разных точек нашей планеты. Кроме того, непосредственно излучение Солнца, приходящееся на поверхность Земли, обладает огромным потенциалом энергии.
Энергия ветра
Так как ветер – это поток воздуха, распространяющийся с определенной скоростью, его кинетическая энергия может рассматриваться в качестве источника энергии. Кинетическая энергия единицы воздушной массы пропорциональная квадрату скорости ветра, а удельная мощность, переносимая ветром через единицу площади, пропорциональна кубу скорости ветра. Поэтому главной характеристикой ветра как источника энергии является его скорость.[1]
Характеристики ветра
Для использования ветра в качестве источника энергии следует знать некоторые его характеристики. Ключевой среди них является скорость ветра V, так как кинетическая энергия единицы воздушной массы, движущейся со скоростью V равна U2/2. Тогда удельная мощность Р0, переносимая потоком ветра со скоростью V [м/с] через плоскость площадью 1 м2, перпендикулярно направлению движения ветра, будет равна:
Р0 = р U3/2, [W m-2],
где р, кг/м3 – плотность воздуха.
Это означает, что удельная мощность ветра пропорциональна кубу его скорости.
Всем известно, что ветер довольно изменчив. Его скорость меняется через короткие или более длинные промежутки времени и времена года. Важной характеристикой ветра является его турбулентность, проявляющаяся в хаотическом изменении скорости ветра, так что время от времени регистрируются достаточно большие его скачки (порывы). Также непостоянны характеристики ветра и из года в год.
Так как удельная мощность ветра главным образом зависит от его скорости, то для использования энергии ветра необходимо знать его поведение в конкретной точке. Сначала необходимо определить среднюю скорость ветра в выбранной точке, а затем отклонения от этой величины, их частоту и значения.
Скорость ветра в данный момент может быть выражена как:
U =Um + Uf,
где Um – средняя скорость, которая обычно определяется для десятиминутного интервала; Uf – изменяющаяся составляющая скорости ветра.
Замеры Uf в течение определенного отрезка времени дают возможность подсчитать средний квадрат колебаний скорости ветра Uf2 отношение:
.
Информация о характеристике ветра собирается при помощи сети метеорологических станций. Однако их количество не достаточно, и они расположены далеко друг от друга и не позволяют получить информацию о том, что происходит между ними.
При установке ветровых станций, нужно иметь очень точные данные и для этого используют различные карты, графики, предоставляющие различные характеристики ветра в отдельных участках.
Вполне возможно использовать кинетическую энергию ветра при помощи некоторого искусственного приспособления, на которое будет действовать ветер, и которое будет поглощать часть его кинетической энергии для выполнения некоторой работы.
Эта идея успешно использовалась нашими предками для передвижения кораблей, вращения мельниц, которые мололи зерно и перекачивали воду.
В более поздние времена, с приходом электричества, энергия ветра стала использоваться для движения электрогенераторов, и для некоторых стран электричество, вырабатываемое ветром, занимает важное местно в энергетике.
Энергия ветра наряду с энергией речных потоков на протяжении многих столетий являлась основными источниками механической энергии. Сегодня существует тенденция к оснащению современных судов парусам и в качестве дополнительного источника движения с целью экономии обычного топлива.[1]
Энергия волн
Существует несколько видов волн в зависимости от их происхождения и характеристик. Обычно когда речь идет об энергии волн, то что мы имеем ввиду, это ветровые волны, которые образуются из-за ветра, дующего через обширные океанские пространства. Эти волны могут рассматриваться в качестве важного источника энергии сами по себе. Ветер, в свою очередь, образуется из-за неравномерного распределения солнечной энергии по земной поверхности. Средняя плотность энергии волн в океане довольно низкая около 2,7 Вт/м2, что значительно ниже средней плотности солнечной энергии. Однако при возникновении высоких волн энергия становится более концентрированной.
Есть и другой тип волн – прибой, который можно наблюдать в прибрежных зонах. Их энергия так же может рассматриваться в качестве источника энергии, преимущественно местного значения.
Кроме ветровых волн, есть и приливные волны. Их энергия так же велика, но они рассматриваются отдельно от ветровых волн. Энергию одиночных волн, известных как цунами практически невозможно обуздать.[1]
Характеристики волн
Форма и поведение волн в значительной степени зависят от глубины моря. Волны, идущие в глубокой воде, имеют синусоидальную форму, и их поведение можно описать с известной долей точности при помощи теории линейных колебаний. Волны в мелких водах имеют более сложную форму, и их описание требует более тонкого подхода. Волны, рассматриваемые в качестве источника энергии, – это главным образом волны в глубоких водах.
Энергия, содержащаяся в волне, пропорциональна длине волны или квадрату её высоты H. Самыми привлекательными волнами с точки зрения извлечения энергии, являются высокие волны, высотой около 2 м и длинной до 100-150 м. такие волны, возникающие в открытом океане вдали от берега, могут выработать от 50 до 70 кВт энергии на каждый метр фронта волны.
В зависимости от характера движения частичек воды энергия волны складывается из двух составляющих – кинетической энергии и потенциальной энергии. Кинетическая энергия связана с вращательным движением частичек воды, в то время как потенциальная энергия определяется поднятием частичек воды над средним уровнем моря. В синусоидальной волне обе эти величины равны.
freepapers.ru
