Главная » Реферат » Реферат энергетика

Реферат: Альтернативная энергетика. Реферат энергетика


Реферат на тему Экология и энергетика

  Оглавление Введение Энергетика Нефтяная промышленность Газовая промышленность Угольная промышленность Электроэнергетика Экология Какое влияние оказывает на характер вредных выбросов в атмосферу вид топлива, используемый на тепловых электростанциях. Влияние водохранилищ и гидроэлектростанций на природную среду. Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие при их эксплуатации. Заключение Где можно получить профессию эколога Приложение Схема отраслей энергетики Выбросы в атмосферу электростанцией мощностью 1000МВт в год (в тоннах). Список используемой литературы Существует образное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика, экология. Не зря говорят: «Энергетика – хлеб промышленности». Чем более развиты промышленность и техника, тем больше энергии нужно для них. Существует даже понятие – «опережающее развитие энергетики». Это значит, что ни одно промышленное предприятие, ни один новый город или просто дом нельзя построить до того, как будет определён или создан заново источник энергии, которую они станут потреблять. Вот почему по количеству добываемой и используемой энергии довольно точно можно судить о технической и экономической мощи, а проще говоря – о богатстве любого государства. Экология как наука и образ мышления привлекает все более и более пристальное внимание человечества. Экологию рассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучать взаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средой понимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов или их сообществ на другие организмы и сообщества. Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме (ойкос – дом, жилище; логос – учение, наука). Энергетика – это область хозяйства, охватывающая выработку преобразования, передачу и использование разных видов энергии. Это совокупность отраслей топливной промышленности, электроэнергетики, а также средств доставки топлива и энергии. Это основа современного хозяйства, всех прогрессивных процессов в экономике. Топливная промышленность – совокупность отраслей горнодобывающей промышленности, занятых добычей и переработкой различных видов топливно-энергетического сырья. Включает нефтеперерабатывающую, газовую, угольную, сланцевую, торфяную и горнодобывающую промышленность. До последнего времени энергетика развивалась опережающими по сравнению с большинством отраслей промышленности темпами, так как энергоёмкость производства в эпоху НТР росла быстрыми темпами. Лишь в XX веке использование энергии в мире увеличилось как минимум в 15 раз. Сильно изменился в XX веке и топливно-энергетический баланс (ТЭБ) мира. Если в начале века в нём всецело доминировал уголь, то впоследствии он был заметно потеснён нефтью, газом, ядерной энергией. Весь послевоенный подъём экономики капиталистических стран в значительной мере объясняется массовым использованием ими дешевой нефти. Богатейшие нефтяные месторождения мира на Ближнем Востоке полностью контролировались международными нефтяными монополиями. Нефть была дешевой для стран Запада, так как монополии платили странам экспортёрам ничтожную часть её цены. Цена на мировом рынке была ниже, чем на уголь. Однако в 1960 году была создана организация стран-экспортёров нефти – ОПЕК, члены которой постепенно взяли добычу нефти в свои руки. Монополиям пришлось платить гораздо более высокие цены на неё, произошло резкое повышение цены на нефть на мировом рынке. Развитым странам Запада пришлось забыть об «эре дешевой нефти», начать экономию этого ценного сырья, вводить энергоресурсосберегаюшие технологии. Доля нефти в ТЭБ этих стран в последние годы несколько понизилась за счёт других источников энергии. В ТЭБ России происходило неуклонное повышение доли жидкого топлива. Однако в последние годы эта тенденция фактически уже не проявлялась, зато рос удельный вес газа, атомной энергии. На тепловых электростанциях идёт замена нефти (мазута) углем и природным газом, что позволяет экономить нефть как ценное химическое сырьё.

Нефтяная промышленность

Отрасль обрабатывающей промышленности, производящая из сырой нефти нефтепродукты, которые используются в качестве топлив, смазочных и электроизоляционных материалов, растворителей, дорожных покрытий, нефтехимического сырья и др. Большая часть мировых ресурсов нефти приходится на развивающиеся страны, в первую очередь Ближнего Востока. Ведущее место по добыче нефти занимают США, Саудовская Аравия, Россия. Растёт добыча нефти в КНР. В России основным нефтедобывающим регионом, стала Западная Сибирь (свыше 2/3 добычи). Сеть нефтепроводов (более 80 000 км.) связывает основные районы добычи и потребления. Сдвиг нефтедобычи во всё более северные районы (вплоть до Ямала и шельфа Северного Ледовитого океана) с самыми суровыми природными условиями и трудной транспортной доступностью значительно повысил затраты на её добычу. В США добыча нефти ведётся на Юге, а в последние годы – на шельфе Аляски. Резко изменилась за годы энергетического кризиса география импорта этой страной нефти (он составляет 40% потребления). Выросла доля политически «надёжных» стран – Канады, Мексики, Венесуэлы. На Ближний Восток приходится теперь лишь около 5% американского импорта нефти. Резкое падение цен на нефть в середине 80-х годов заставило страны ОПЕК уменьшить её добычу, ввести жесткие ограничения «верхних рубежей» добычи странами участницами, с тем, чтобы сохранить, а по возможности повысить цены на нефть. Доля стран ОПЕК в совокупной мировой добыче (а значит, и экспорте) заметно упала. Определённую роль в снижении добычи сыграли и военные конфликты и связанные с ними «танкерная война» в Персидском заливе. Сохранившийся территориальный разрыв между основными районами добычи и потребления нефти приводит к колоссальным масштабам дальних перевозок нефти, она остаётся грузом номер один мирового морского транспорта. Главные из грузопотоков нефти начинаются от крупнейших нефтяных портов в Персидском заливе и идут к Западной Европе и Японии. Самые крупные танкеры следуют дальним путём вокруг Африки, менее крупные идут через Суэцкий канал. Меньшие грузопотоки нефти идут от стран Центральной Америки (Венесуэла, Мексика) к США и Западной Европе. США снабжается нефтью и по Аляскинскому нефтепроводу, проходящему через Канаду. В нефтеснабжении стран Восточной Европы главную роль играет Россия.

Газовая промышленность

Добыча природного газа получила развитие лишь во второй половине XX века. В настоящее время в ТЭБ высокоразвитых стран доля газа и угля примерно одинаковы. На Россию и США приходится примерно половина мировой добыче газа. Остальные страны (Канада, Нидерланды и др.) резко уступают им. Газ транспортируется по системе магистральных газопроводов как внутренних, так и международных. Из Западной Сибири, где добывается основная часть Российского газа, он перекачивается в европейскую часть России, на Украину, в Беларусь, также в страны Восточной и Западной Европы. В США основное направление сети газопроводов с Юга на Северо-Восток. Из Нидерландов газ идёт в другие страны Западной Европы. Некоторые газопроводы проложены по дну моря. Другим способом транспортировки газа стала его перевозка в сжиженном состоянии специальными судами – газовозами. Она требует строительство дорогостоящих установок по сжижению газа в портах экспорта и установок, снова превращающих его в нормальный газ в портах импорта.

Угольная промышленность

В последние годы угольная промышленность мира развивается довольно быстро. Это связанно с обострившейся энергетической ситуацией. Основные угледобывающие страны – КНР, США, Россия и Индия. В Россия основная часть добычи приходится на восточный районы (Кузнецкий и Иркутский бассейны): перспективным районом является Южно-Якутский. В США главный угольный бассейн – Аппалачский, где 60% угля добывается открытым способом. По добыче бурого угля первое место в мире занимает Германия, где она ведётся открытым способом. Бурый уголь, уступающий по калорийности каменному, идёт в основном на электростанции, для химической промышленности и бытового хозяйства (брикеты).

Электроэнергетика

В природе запасы энергии огромны. Её несут солнечные лучи, ветры и движущиеся массы воды, она хранится в древесине, в залежах газа, нефти, каменного угля. Практически безграничная энергия, «запечатанная» в ядрах атома вещества. Но не все её формы пригодны для прямого использования. Производство электроэнергии в мире ведется на тепловых станциях, использующих традиционные виды топлива (уголь, газ, сланцы, мазут), гидроэлектростанциях, а также на АЭС. Оно растёт быстрее других секторов топливно-энергетического хозяйства, т.е. электроэнергетика – является ведущей отраслью энергетики. Основная часть производимой в мире энергии приходится на тепловые станции. Тепловая электростанция (ТЭС) – вырабатывает электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Основные типы ТЭС: паротурбинные (преобладают), газотурбинные и дизельные. Иногда к ТЭС условно относят атомные, геотермальные и с магнитогидродинамическими генераторами. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) дают не только электроэнергию, но и тепло, которое с электростанций подводится в виде горячей воды к предприятиям и жилым зданиям. В настоящее время в странах, обеспеченных топливными ресурсами, ТЭС – основной источник электроэнергии. В России, США, Англии, Германии на ТЭС вырабатывается основная часть электроэнергии. Это объясняется тем, что на сооружение ТЭС затрачивается значительно меньше времени и средств, чем на ГЭС. Они обеспечивают равномерную выработку электроэнергии в течение всего года, и мощность их можно увеличивать в соответствии с потребностями в электроэнергии. Строительство ТЭЦ, дающих не только электроэнергию, но и тепло, повышает эффективность использования топлива и удешевляет стоимость электроэнергии Харанорская ГРЭС К тепловым электростанциям относится наша Харанорская ГРЭС в посёлке Ясногорск, которая работает на харанорском угле. Первый энергоблок был пущен в эксплуатацию в 1995 году. Это были 6 энергоблоков по 215 мегаватт каждый, второй энергоблок был пущен в 2001 году. Данное время планируется строительство третьего энергоблока. А в перспективе возможно увеличение мощности станции до 2520 мегаватт. Для сравнения: в 1993 году все электростанции Читинской области имели мощность менее 700 мегаватт. По-прежнему видную роль в энергетики мира играет гидроэнергия, производимая на ГЭС. Гидроэлектростанция (ГЭС) – электростанция, преобразующая механическую энергию потока воды в электрическую энергию посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение электрические генераторы.   На строительство ГЭС требуется больше времени и средств, по сравнению с ТЭЦ, т.к. приходится создавать мощные плотины и водохранилища. Кроме того, сооружения плотин на равнинных реках часто связано с затоплением ценных сельскохозяйственных угодий и населённых пунктов, количество вырабатываемой электроэнергии на ГЭС зависит от величины стока воды и неравномерно в течение года. Но ГЭС не требует постоянных затрат на добычу топлива и дают более дешевую электроэнергию. В России сооружение крупных электростанций обычно сочетается с задачами развития водного транспорта, орошения и водоснабжения. В нашей стране строятся преимущественно крупные электростанции, дающие более дешевую энергию. Такие ГЭС как Волжские, Братская на Ангаре и Красноярская на Енисее (6 ГВт), являются крупнейшими в мире электростанциями. Кроме того, большие электростанции объединяются в мощные энергосистемы. Так, например, волжские ГЭС объединили Уральскую, Центральную и Южную энергосистемы в Единую энергетическую систему Европейской части России. Лидируют в использовании гидроэлектроэнергии США и Россия, хотя в производстве её на душу населения первенство принадлежит Норвегии. Большой резерв для развития гидроэнергетического хозяйства имеют развивающиеся страны. Атомная электростанция (АЭС) – электростанция, на которой ядерная (атомная) энергия преобразуется в электрическую. На АЭС тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водного пара, вращающего турбогенератор. 1-я в мире АЭС мощностью 5 МВт была пущена в СССР 27.6.1954 в г. Обнинск. АЭС составляют основу ядерной энергетики. Мощность крупнейших действующих многоблочных АЭС (1989) свыше 9 ГВт. На долю атомной энергетики приходится около 1/6 мирового производства электроэнергии. АЭС построены более чем в 30-ти странах мира. По абсолютным масштабам производство энергии на АЭС лидируют США, Франция, Япония, Германия, Россия. Все эти страны имеют «полный ядерный цикл», т.е. сложные и дорогостоящие предприятия по подготовки ядерного топлива, сами АЭС и схему уничтожения или переработки радиоактивных отходов. В последние годы началось развитие атомной энергетики и в развивающихся странах. Однако рост требований по обеспечению абсолютной безопасности АЭС (особенно после аварии на Чернобыльской АЭС) сказался на замедлении темпах их строительства. Вся производимая электроэнергия подаётся в энергетические системы. В энергосистему входят системы электроэнергетические, снабжения различными видами топлива (продукцией нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности), ядерной энергетики, обычно объединяемые в масштабах стран в Единую энергетическую систему. Единая электроэнергетическая система (ЕЭЭС) – совокупность нескольких электроэнергетических систем, объединенных линиями электропередачи высокого напряжения и обеспечивающих энергоснабжение обширных территорий в пределах одной, а иногда и нескольких стран. ЕЭЭС Российской Федерации, Украины, Молдавии, Грузии, Армении, Латвии, Литвы, Эстонии и Казахстана включает 9 объединенных энергосистем: Северо-Запада, Центра, Средней Волги, Юга, Северного Кавказа, Закавказья, Урала, Казахстана и Сибири; объединяет (1992г) свыше 900 электростанций общей мощностью около 280 ГВт; работает совместно с электроэнергетическими системами стран Восточной Европы: Болгарии, Венгрии, Польши, Румынии, Словакии, Чехии, восточной части Германии. Все энергетические предприятия при работе в той или иной мере оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду, на биосферу, на жизнь и здоровье человека. При добыче топливных ресурсов, при их транспортировке, при авариях на нефтепроводах, при авариях на танкерах, перевозимых нефть и уголь, происходит загрязнение вод и атмосферы т.к. вредные вещества переносятся водой и ветром на огромные расстояния. Многие крупные млекопитающие (киты, дельфины и др.), рыбы и водоплавающие птицы гибнут или выбрасываются на побережье. По энергетической отрасли, на Харанорской ГРЭС, с 1993 года целенаправленно ведется природоохранная работа. Это касается выбросов в атмосферу и сбросов в поверхностные водоёмы, защиты грунтовых вод. Закуплено оборудование для качественного проведения санитарного контроля. Для охраны окружающей среды созданы условия в соответствии с современными требованиями. Специалисты лаборатории берут на анализ воду из рек Турги и Онона, водохранилища, а также сточной воды и из очистного промышленного сброса. Осуществляется контроль над дымовыми уходящими газами и золоотвалом. ГРЭС построена с учётом розы ветров, т.е. все вредные вещества (дым, копоть и т.д.) уносятся ветром от посёлка. Чистая некогда вода принимает сейчас в год до 6 млн. тонн отбросов, т.е. грузов 10 тысяч товарных поездов. Всё чаще по берегам водоёмов можно видеть предостерегающие надписи: «Пить запрещается», «Не купаться», «Вода опасна», «Не рекомендуется рыбная ловля». Увеличение напоров и объемов водохранилищ гидроузлов, продолжение использования традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ), строительство АЭС и других предприятий  ядерного топливного цикла (ЯТЦ) выдвигают ряд принципиально важных задач глобального характера по оценке влияния энергетики на биосферу Земли. Если в предыдущие периоды выбор способов получения электрической и тепловой энергии, путей комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта и др. и назначение основных параметров объектов (тип и мощность станции, объем водохранилища и др.) проводились в первую очередь на основе минимизации экономических затрат, то в настоящее время на первый план все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики. Это, прежде всего, относится к ядерной энергетике (АЭС и другие предприятия ЯТЦ), крупным гидроузлам, энергокомплексам, предприятиям, связанным с добычей и транспортом нефти и газа и т.п. Тенденции и темпы развития энергетики сейчас в значительной степени определяются уровнем надежности и безопасности (в том числе экологической) электростанций разного типа. К этим аспектам развития энергетики привлечено внимание специалистов и широкой общественности, вкладываются значительные материальные и интеллектуальные ресурсы, однако сама концепция надежности и безопасности потенциально опасных инженерных объектов остается во многом мало разработанной. Развитие энергетического производства, по-видимому, следует рассматривать как один из аспектов современного этапа развития техносферы вообще (и энергетики в частности) и учитывать при разработке методов оценки и средств обеспечения надежности и экологической безопасности наиболее потенциально опасных технологий. Объекты энергетики, как и многие предприятия других отраслей промышленности, представляют источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически количественно не учитываемого риска для населения и окружающей среды. Под надежностью объекта понимается его способность выполнять свои функции (в данном случае – выработка электро- и тепловой энергии) в заданных условиях эксплуатации в течение срока службы. Или наиболее подробно: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Под экологической безопасностью понимается сохранение в регламентируемых пределах возможных отрицательных последствий воздействия объектов энергетики на природную среду. Регламентация этих негативных последствий связана с тем, что нельзя добиться полного исключения экологического ущерба.   В силу специфики технологии использования водной энергии гидроэнергетические объекты преобразуют природные процессы на весьма длительные сроки. Например, водохранилище ГЭС (или система водохранилищ в случае каскада ГЭС) может существовать десятки и сотни лет, при этом на месте естественного водотока возникает техногенный объект с искусственным регулированием природных процессов  - природно-техническая система (ПТС). В данном случае задача сводится к формированию такой ПТС, которая обеспечивала бы надежное и экологически безопасное формирование комплекса. При этом соотношение между основными подсистемами ПТС (техногенным объектом и природной средой) может быть существенно различным в зависимости от выбранных приоритетов – технических, экологических, социально-экономических и др., а принцип экологической безопасности может формулироваться, например, как поддержание некоторого устойчивого состояния создаваемой ПТС. Другой оказывается постановка задачи оценки возможных последствий для окружающей среды при создании объектов ядерной энергетики. Здесь под экологической безопасностью понимается концепция, согласно которой при проектировании, строительстве, эксплуатации и снятии с эксплуатации АЭС, а также других объектов ЯТЦ предусматривается и обеспечивается сохранение региональных экосистем. При этом допускается некоторый экологический ущерб, риск которого не превосходит определенного (нормируемого) уровня. Этот риск минимален в период штатной эксплуатации АЭС, возрастает при возведении объекта и снятии его с эксплуатации и, особенно – в аварийных ситуациях. Необходимо учитывать влияние на окружающую среду всех основных факторов техногенного воздействия: радиационного, химического теплового (с учетом их возможного нелинейного взаимодействия). Следует иметь в виду и различные масштабы возможных последствий: локальный (тепловое пятно сброса подогретых вод в водоемы и водотоки), региональный (выброс радионуклидов), глобальный (рассеяние долгоживущих радионуклидов по биосферным каналам). Если же создается крупное водохранилище-охладитель, то, как в случае гидроэнергетического объекта, должна ставиться задача об экологически безопасном функционировании сложной ПТС (с учетом отмеченной специфики АЭС). Аналогичный круг вопросов следует рассматривать при формулировании концепции экологической безопасности объектов теплоэнергетики: учет теплового и химического воздействия на окружающую среду, влияние водоемов-охладителей и т.п. Кроме того, для крупных ТЭС на твердом топливе (уголь, сланцы) возникают проблемы надежной и безопасной эксплуатации золоотвалов – сложных и ответственных грунтовых гидросооружений. И здесь надо ставить задачу о безопасном функционировании ПТС «ТЭС – окружающая среда».

Какое влияние оказывает на характер вредных выбросов в атмо

сферу вид топлива, используемый на тепловых электростанциях.

В качестве топлива на тепловых электростанциях используют уголь, нефть и нефтепродукты, природный газ и реже древесину и торф. Основными компонентами горючих материалов являются углерод, водород и кислород, в меньших количествах содержится сера и азот, присутствуют также следы металлов и их соединений (чаще всего оксиды и сульфиды). В тепло энергетике источником массированных атмосферных выбросов и крупнотоннажных твердых отходов являются теплоэлектростанции, предприятия и установки паросилового хозяйства, т.е. любые предприятия, работа которых связана с сжиганием топлива. В состав отходящих дымовых газов входят диоксид углерода, диоксид и триоксид серы и ряд других компонентов, поступление которых в воздушную среду наносит большой ущерб, как всем основным компонентам биосферы, так и предприятиям, объектам городского хозяйства, транспорту и населению городов. Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55-60% , 22-26% , 5-12% , 0,5-1% ,  4-4,5%  и  и до 5% . Они поступают в отвалы, которые пылят, «дымят» и резко ухудшают состояние атмосферы и прилегающих территорий. Основную часть выброса занимает углекислый газ – порядка 1 млн.т  в пересчете на углерод 1 Мт. Со сточными водами тепловой электростанции ежегодно удаляется 66 т органики, 82 т серной кислоты, 26 т хлоридов, 41 т фосфатов и почти 500 т взвешенных частиц. Зола электростанций часто содержит повышенные концентрации тяжелых, редко земельных и радиоактивных веществ. Для электростанции работающей на угле требуется 3,6 млн.т угля, 150 м3  воды и около 30 млрд. м3  воздуха ежегодно. В приведенных цифрах не учтены нарушения окружающей среды, связанные с добычей и транспортировкой угля. Если учесть, что подобная электростанция активно работает несколько десятилетий, то ее воздействие вполне можно сравнить с действием вулкана. Но если последний обычно выбрасывает продукты вулканизма в больших количества разово,  то электростанция делает это постоянно. За весь голоцен (10-12 тыс. лет) вулканическая деятельность не смогла сколько-нибудь заметно повлиять на состав атмосферы, а хозяйственная деятельность человека за какие-то 100-200 лет обусловила такие изменения, причем в основном за счет сжигания ископаемого топлива и выбросов парниковых газов разрушенными и деформированными экосистемами. Коэффициент полезного действия энергетических установок пока невелик и составляет 30-40%, большая часть топлива сжигается впустую. Полученная энергия тем или иным способом используется и превращается, в конечном счете, в тепловую, т.е. помимо химического в биосферу поступает тепловое загрязнение. Загрязнение и отходы энергетических объектов в виде газовой, жидкой и твердой фазы распределяются на два потока: один вызывает глобальные изменения, а другой – региональные и локальные. Так же обстоит дело и в других отраслях хозяйства, но все же энергетика и сжигание ископаемого топлива остаются источником основных глобальных загрязнителей. Они поступают в атмосферу, и за счет их накопления изменяется концентрация малых газовых составляющих атмосферы, в том числе парниковых газов. В атмосфере появились газы, которые ранее в ней практически отсутствовали – хлорфторуглероды. Это глобальные загрязнители имеющие высокий парниковый эффект и в то же время участвующие в разрушении озонового экрана стратосферы.

Влияние водохранилищ и гидроэлектростанций на природную среду.

Обострение экологической ситуации, как в мире, так и в нашей стране, к началу 90-х годов послужило поводом для возобновления дискуссий  по проблемам экологии в гидроэнергетике, отличающейся большой агрессивностью. В нашей стране принципы приоритета охраны окружающей среды были признаны на Всесоюзном научно-техническом совещании «Будущее гидроэнергетики. Основные направления создания гидроэлектростанций нового поколения» (1991 г.). Наиболее резко прозвучали вопросы создания высоконапорных ГЭС с крупными водохранилищами, затопления земель, качества воды. Сохранения флоры и фауны. Из-за большой площади зеркал водохранилищ наиболее крупных ГЭС России (Саяно-Шушенская, Красноярская, Усть-Илимская) ущерб наносимый природе значителен. Наиболее значимым фактором воздействия крупных гидроэлектростанций на экосистему водосброса является создание водохранилищ и затопление земель. Это вызывает изменение видового состава, численности биомассы растений, животных, формирование новых биоценозов. Эффективным способом уменьшения затопления территорий является увеличение количества ГЭС в каскаде с уменьшением на каждой ступени напора и, следовательно, зеркала водохранилищ. Несмотря на снижение энергетических показателей и уменьшение регулирующих возможностей возрастания стоимости, низко напорные гидроузлы, обеспечивающие минимальные затопления земель, лежат в основе всех современных разработок. Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Имеющее место загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии на ГЭС (объемы загрязнений, поступающие со сточными водами ГЭС, составляют ничтожно малую долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса), а низкое качество санитарно-технических работ при создании водохранилищ и сброс неочищенных стоков в водные объекты. В водохранилищах задерживается большая часть питательных веществ, приносимых реками. В теплую погоду водоросли способны массами размножаться в поверхностных слоях обогащенного питательными веществами, или эвтрофного, водохранилища. В ходе фотосинтеза водоросли потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Отмершие водоросли придают воде неприятный запах и вкус, покрывают толстым слоем дно и препятствуют отдыху людей на берегах водохранилищ. Массовое размножение, "цветение" водорослей в неглубоких заболоченных водохранилищах стран СНГ делает их воду непригодной ни для промышленного использования, ни для хозяйственных нужд. Водохранилища часто "созревают" десятилетиями или дольше, а в тропиках этот процесс длится столетиями - пока разложится большая часть всей органики. Очистка затопляемой зоны от растительности смягчила бы проблему, но поскольку она трудна и дорога, очистку проводят лишь частично. Самый известный пример масштабного затопления леса - плотина Брокопондо в Суринаме (Ю. Америка), затопившая 1500 кв. км тропического леса - 1% территории страны. Разложение органического вещества в этом мелководном бассейне лишило его воду кислорода и вызвало мощное выделение сероводорода, зловонного газа, способствующего коррозии. Работники дамбы еще 2 года спустя после заполнения водохранилища в 1964 году носили маски. А стоимость ущерба, нанесенного турбин закисленной водой, составила более 7% общей стоимости проекта. В то же время опыт эксплуатации водохранилищ показал, что вследствие увеличения времени пребывания воды в водоеме общий эффект самоочищения в них в большинстве случаев выше, чем в реках. Водохранилища существенно сглаживают амплитуду колебания показателей качества воды. Резко снижают их пиковые значения. Если вопрос о положительном или отрицательном влиянии водохранилищ на качество воды до сих пор остается спорным, то негативное влияние неочищенных стоков, бесспорно. Большие объемы воды и высокий эффект самоочищения в водохранилищах побуждают к строительству предприятий без должной очистки стоков, что превращает водохранилища в огромные отстойники сточных вод. Кроме загрязнения объективным показателем качества является состояние обитающих в воде живых организмов. Наиболее тесно связаны с водными массами планктонные организмы. При транзите через зарегулированный поток с каскадами водохранилищ планктонные сообщества (ценозы) претерпевают сложные изменения, обусловленные поочередным попаданием планктонных организмов то в озерные условия, то в речные. Как правило, организмы сообществ озерного типа не приспособлены к жизни в реке. В речных условиях течение даже средней силы оказывает губительное влияние на озерные виды организмов. На структуру и динамику планктона влияют и сами гидротехнические сооружения, т.к. при преодолении гидроагрегатов планктон подвергается разрушению. И все же, рассматривая воздействие ГЭС на окружающую среду, следует отметить жизнесберегающую функцию ГЭС. Так выработка каждого млрд.кВт/ч электроэнергии на ГЭС вместо ТЭС приводит к уменьшению смертности населения на 100-226 чел/год.

Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие

при их эксплуатации.

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики. В это время возникло, по крайней мере, две иллюзии, связанных с ядерной энергетикой. Считалось, что энергетические ядерные реакторы достаточно безопасны, а системы слежения и контроля, защитные экраны и обученный персонал гарантируют их безаварийную работу, а также считалось, что ядерная энергетика является «экологически чистой»,  т.к. обеспечивает снижение выброса парниковых газов при замещении энергетических установок, работающих на ископаемом топливе. Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и СССР, апофеозом которых стала  катастрофа на Чернобыльской АЭС. Катастрофа в Чернобыле показала, что потери при аварии на ядерном энергетическом реакторе на несколько порядков превышают потери при аварии на энергетической установке такой же мощности, использующей ископаемое топливо. В эпицентре аварии уровень загрязнения был настолько высок, что население ряда районов пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды, растительный покров оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия. При этом в отношении чернобыльского выброса многое остается неизвестным, и риск здоровью населения от аварийных выбросов этой АЭС существенно занижен, т.к. в большинстве стран СНГ отсутствует хорошая медицинская статистика. Рядом исследователей США было установлено, что с мая по август 1986 года, наблюдался значительный рост общего числа смертей среди населения, высокая младенческая смертность, а также пониженная рождаемость, связанные не исключено с высокой концентрацией радиоактивного йода-131 из чернобыльского облака, накрывшего США. За четыре летних месяца возросло количество смертей от пневмонии, разных видов инфекционных заболеваний, СПИДа  по сравнению со средним числом смертей за этот период  в 1983-85 годах. Все это с высокой статистически достоверной вероятностью связано с поражением иммунной системы чернобыльскими выбросами. Такой же точной статистики нет и для большинства других стран, исключая Германию. На юге Германии, где чернобыльские выпадения были особенно интенсивными, младенческая смертность возросла на 35%. Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных реакторов. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом попадают в организмы людей, животных, вызывая раковые заболевания, дефекты при рождении, снижение уровня иммунной системы и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок. Департамент общественного здравоохранения штата Массачусетс с 1990 года установил, что у людей, живущих и работающих в двадцатимильной зоне АЭС «Пилигрим», около города Плимут, в 4 раза выше заболеваемость лейкемией, чем ожидалось. Статистически заметное увеличение случаев заболеваний лейкемией и раком обнаружено в окрестностях АЭС «Троян» в городе Портленд, штат Орегон. Заболеваемость лейкемией детей в поселке около британского ядерного центра в Селлафилде в 10 раз выше, чем в среднем по стране, и, несомненно, связана с его работой. Это стало известно в 1990 году, а недавно официально подтверждено Британским комитетом по радиологии. Даже когда АЭС работает нормально, она обязательно выбрасывает изрядное количество радиоактивных изотопов инертных газов. Также как радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение, радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы, считавшиеся абсолютно безвредными для всего живого, накапливаются в некоторых клеточных структурах растений хлоропластах, митохондриях и клеточных мембранах. После установления этого факта, остается слово «инертные» всегда употреблять в кавычках, поскольку, конечно же, они оказывают серьезное влияние на процессы жизнедеятельности растений. Радиоизотопы «инертных» газов вызывают и такой феномен как столбы ионизированного воздуха (свечки) над АЭС. Эти образования могут наблюдаться с помощью обыкновенных радиолокаторов на расстоянии в сотни километров от любой АЭС. Кто сможет утверждать, что все это никак не сказывается на состоянии и качестве окружающей среды,  на миграционных путях птиц и летучих мышей, на поведении насекомых? Одним из основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85 бета-излучатель. Уже сейчас ясна его роль в изменении электропроводности атмосферы. Количество криптона-85 в атмосфере (в основном за счет работы АЭС) увеличивается на 5 % в год. Уже сейчас количество криптона-85 в атмосфере в миллионы раз (!) выше, чем до начала атомной эры. Этот газ в атмосфере ведет себя как тепличный газ, внося тем самым вклад в антропогенное изменение климата Земли. Нельзя не упомянуть и проблему другого бета-излучателя, образующегося при всякой нормальной работе АЭС, трития, или радиоактивного водорода. Доказано, что он легко связывается с протоплазмой живых клеток и тысячекратно накапливается в пищевых цепочках. Кроме того, надо добавить загрязнение тритием грунтовых вод практически вокруг всех АЭС. Ничего хорошего от замещения части молекул воды в живых организмах тритием ждать не приходиться. Когда тритий распадается (период полураспада 12,3 года), он превращается в гелий и испускает сильное бета-излучение. Эта трансмутация особенно опасна для живых организмов, так как может поражать генетический аппарат клеток. Еще один радиоактивный газ, не улавливаемый никакими фильтрами и в больших количествах производимый всякой АЭС, углерод-14. Есть основания предполагать, что накопление углерода-14 в атмосфере ведет к резкому замедлению роста деревьев. Такое необъяснимое замедление роста деревьев, по заключению ряда лесоводов, наблюдается, чуть ли не повсеместно на Земле. Сейчас в составе атмосферы количество углерода-14 увеличено на 25% по сравнению с до атомной эрой. Но главная опасность от работающих АЭС  - загрязнение биосферы плутонием. На Земле было не более 50 кг этого сверхтоксичного элемента до начала его производства человеком в 1941 году. Сейчас глобальное загрязнение плутонием принимает катастрофические размеры: атомные реакторы мира произвели уже много сотен тонн плутония – количество более чем достаточное для смертельного отравления всех живущих на планете людей. Плутоний крайне летуч: стоит пронести образец через комнату, как допустимое содержание плутония в воздухе будет превышено. У него низкая температура плавления – всего 640 градусов по Цельсию. Он способен к самовозгоранию при наличии кислорода. Обычно, когда говорят о радиационном загрязнении, имеют в виду гамма-излучение, легко улавливаемое счетчиками Гейгера и дозиметрами на их основе. В то же время есть немало бета-излучателей (углерод-14, криптон-85, стронций-90, йод-129 и 130). Существующими массовыми приборами они измеряются недостаточно надежно. Еще труднее быстро и достоверно определять содержание плутония, поэтому если дозиметр не щелкает, это еще не означает радиационной безопасности, это говорит лишь о том, что нет опасного уровня гамма-радиации. Наконец, важнейшей причиной экологической опасности ядерной энергетики и ядерной промышленности в целом является проблема радиоактивных отходов, которая так и остается нерешенной. На 424 гражданских ядерных энергетических реакторах, работающих во всем мире, ежегодно образуется большое количество низко-, средне- и высокорадиоактивных отходов. К этой проблеме отходов прямо примыкает проблема вывода выработавших свой ресурс реакторов. Радиоактивное загрязнение сопровождает все звенья сложного хозяйства ядерной энергетики: добычу и переработку урана, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Это делает атомную энергетику экологически безнадежно грязной. С каждым десятилетием открываются все новые опасности, связанные с работой АЭС. Есть все основания считать, что и далее будут выявляться новые данные об опасностях, исходящих от АЭС. Альтернативные источники энергии Всё большую популярность в мире приобретают экологически чистые источники энергии, так называемые альтернативные. Это энергия Солнца, ветра, приливов, энергия волн и течений, глубинное тепло Земли. Геотермальная электростанция – теплоэлектростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электрическую энергию. В России 1-я геотермальная электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт пущена в 1966 на Камчатке; к 1980 её мощность доведена до 11 МВт. Геотермальные электростанции имеются в США, Новой Зеландии, Италии, Исландии, Японии. Приливная электростанция (ПЭС) – преобразует энергию морских приливов в электрическую. Действующие ПЭС — в эстуарии реки Ранс во Франции, в губе Кислой на Баренцевом море в Российской Федерации, близ Шанхая в Китае и др. Вредные последствия от развития нетрадиционной энергетики. Казалось бы, что может быть лучше практически безотходного способа получения энергии на альтернативных электростанциях. Почти вечный двигатель. Например, станции используемые энергию приливов и отливов в океанах и морях, но оказывается, что, если их построить много, они могут существенно замедлить вращение Земли вокруг свей оси. Вред от такого вмешательства в природу может бать совершенно непредсказуемым и непоправимым. Солнечные электростанции так же, как и ветряные, и геотермальные, пока могут быть построены далеко не везде. А Германии чрезмерное использование энергии ветра привело к ослаблению ветров, которые раньше выдували смог и вредные отходы, выделяемые в окружающую среду фабриками и заводами, с территории городов. Теперь экология этих населённых пунктов заметно ухудшилась.            Несовершенная, малоразвитая технология многих производств оторвала нас от природы. И я не случайно выбрал тему реферата, связанную с экологическими проблемами, т.к., с моей точки зрения, это наиболее важный вопрос, который должен непосредственно волновать всё человечество. Уничтожая природу, или нанося ей ущерб, мы уничтожаем и себя. Но, я надеюсь, что появится новая, развитая технология, которая позволит нам вернуться к природе. Это будет создание подлинной гармонии человека и природы. В воздухе не будет вредной пыли, в воде – ядовитых отходов, Земля полностью сохранит все свои угодья и свою прекрасную добрую силу. Сейчас, в начале XXI века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.  Энергетика связана буквально со всем, и всё тянется к энергетике и зависит от неё. Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, находящаяся в кварках, «чёрных дырах», вакууме – это всё лишь наиболее яркие вехи, штрихи того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днём Энергетики.

Где можно получить профессию эколога

Не случайно, в данное время уделяется большое внимание вопросу экологии. В различных учебных заведениях страны и нашего края обучают профессии инженера-эколога. Так, например, в Чите: в институте строительстве и экологи, на факультете «Безопасность технологических процессов и производств» можно получить профессию инженера по экологии; в Забайкальском горном колледже на факультете «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» – профессию техника. В Нерчинском аграрном техникуме на факультете «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» – квалификация «Техник».

Приложение

Схема отраслей энергетики

Электроэнергетика

Топливная промышленность

Средства доставки топлива и энергии

Линии электропередач

Железные дороги
 

Выбросы в атмосферу электростанцией мощностью 1000МВт в год (в тоннах).

Топливо                                Выбросы
Углеводороды СО NOx SO 2 Частицы
Уголь 400 2000 27000 110000 3000
Нефть 470 700 25000 37000 1200
Природный газ 34 - 20000 20,4 500

Список используемой литературы

1.                 «Надежность и экологическая безопасность гидроэнергетических установок»,  Львов Л.В.; Федоров М.П.; Шульман С.Г., Санкт-Петербург, 1999г. 2.                «Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении», Лозановская И.Н.; Орлов Д.С.; Садовникова Л.К., Москва, 1998г. 3.                «Экологические проблемы. Что происходит, кто виноват и что делать?», под редакцией Данилова-Данильяна В.И., Москва, 1997г. 4.                Статья «Ядерная мифология конца 20 века», А.В.Яблоков, «Новый мир», 1995г. 5.                «Экономическая и социальная география мира», Ю.Н. Гладкий; С.Б. Лавров, Москва «Просвещение», 2001 г. 6.                «Географический словарь», С.В. Агапов, Москва «Просвещение», 1968 г. 7.                «Энциклопедический словарь географических терминов», Москва, 1968 г. 8.                «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия», Москва, 2006 г. 9.                Газеты «Ленинский путь», «Энергетик», 2000 г., «Экстра», №15, 2008 г. 10.            «Читаэнергострой: Реальность и перспективы», Чита.

bukvasha.ru

Реферат - Альтернативная энергетика - Техника

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное агентство по образованию

 

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему  «Альтернативная энергетика»

 

по дисциплине «Введение в направление»

 

 

 

 

Проверил:                                                           Выполнил:

 

проф. Щинников П.А.                                       студент      Сухоруков Д.А.

                                                                           группа        ТЭ-52

Отметка о защите

 

________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск, 2009

 

Введение

«Пусть не напрасно греет и светит солнце.

Пусть не напрасно течет вода и бьют волны о берег.

Надо отнять у них дары природы и покорить их,

Связав по своему желанию»

 Данте Алигьери

(1265-1321)

О, как был прав этот итальянский поэт, произнося эти слова. Ведь природа таит в своих кладовых такое громадное количество энергии. Нефть, уголь и природный газ-это не маловажные, но отнюдь не единственные источники на Земле. И к тому же они имеют свойство заканчиваться. Что и происходит. А ведь существует не мало альтернативных источников энергии, таких как энергия ветра, солнца, тепла Земли, гидроэнергия и прочее. В европейских странах небольшие города практически полностью обеспечиваются электро — энергией, полученной, например, от ветроустановок или от солнечных батарей. И это не фантастика. Работы в этом направлении ведутся  уже многие годы и достигнуты не малые успехи. У нетрадиционной энергетики немало противников, но альтернативные источники энергии внедряются в энергосистему все глубже и глубже. И несомненно, что рано или поздно нетрадиционные и возобновляемые источники энергии займут свое достойное место.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Перспективы альтернативных источников энергии

Одной из фундаментальных проблем, стоящих перед человечеством, является энергетическая проблема. В настоящее время основными источниками энергии являются уголь, нефть и газ. Их прогнозные ресурсы оцениваются, соответственно, в 15 трлн т,500 млрд. т и 400 трлн м/>, при разведанных запасах 1685 млрд т,137 млрд т и 140 трлн м/>.При современном уровне добычи разведанных запасов угля хватит на 400 лет, нефти на 42 года и газа на 61 год. Часть прогнозных ресурсов так же будет освоена, но стоимость их добычи будет постоянно расти.    [1]

Стоимость будет расти, а сами ресурсы будут медленно, но верно сокращаться, ведь уголь, нефть и газ-это не возобновляемые источники энергии и рано или поздно они закончатся. Следовательно, мы должны использовать их рационально, стараться экономить. Альтернативная энергетика может помочь нам это сделать. Именно поэтому во многих странах мира ведутся исследования по расширению использования альтернативных источников энергии-торфа, горючих  сланцев, битумов, нетрадиционных газов, энергии тепла земли, солнца, ветра, океана, биосинтеза и др. В таблице 1 представлены альтернативные источники энергии, получившие наибольшее распространение.    [2]

Таблица 1

/>

В ряде стран в этом направлении достигнуты определенные успехи: из угольных пластов добывается метан, работают солнечные, ветровые, гидротермальные электростанции, из отходов вырабатывается биогаз, из биомассы получают моторное топливо и т.д. Работы в этом направлении ведутся и в России. На рис. 1 показаны районы с наиболее развитыми ВИЭ [2]

 

/>

Многие столетия основным источником энергии в мире являлись обыкновен-

-ные дрова и другое растительное топливо. А чем же мы будем согревать и освещать свои жилища завтра?.. Давайте посмотрим.

2.Ресурсы альтернативной энергетики

 

2.1.Ветроэлектростанции.

Человек пытался ''приручить'' ветер с незапамятных времен, и у него это получилось. Парус-простое и гениальное изобретение. Люди пускались в плавания под парусами и открывали новые страны, и даже материки. А как же ветер может послужить нам сейчас? Может! И служит! Наверняка все мы слышали, а может, и видели ветряные мельницы. Ветер дует, вращает лопасти, которые в свою очередь приводят во вращение жернова и мы получаем муку. А ведь человек научился получать и электроэнергию. На рис.2 показана схема устройства ветроколеса. [2]

/>

Рис.2 Ветроколесо

/>

                           Рис 3.Общий вид ветроустановки на 8 кВт.

        

Вращаясь, ветроколесо, соединенное с валом электрогенератора приводит его во вращение и вот мы уже получаем электроэнергию. Ветроустановки бывают различных типов и конструкций, но наибольшее распространение получили крыльчатые ветродвигатели.Хорошие аэродинамические качества крыльчатых ветродвигателей, конструктивная возможность изготовлять их на большую мощность, относительно лёгкий вес на единицу мощности – основные преимущества ветродвигателей этого класса.

Коммерческое применение крыльчатых ветродвигателей началось с 1980 года. За последние 14 лет мощность ветродвигателей увеличилась в 100 раз: от 20-60 кВт при диаметре ротора около 20 м в начале 1980 годов до 5000 кВт при диаметре ротора свыше 100 м к 2003 году. Некоторые прототипы ветродвигателей имеют еще большие мощность и диаметр ротора. За тот же период стоимость генерируемой ветряками энергии снизилась на 80 % [2].

2.2.Геотермальная энергетика.

 

В земной коре существует подвижный и чрезвычайно теплоемкий

энергоноситель – вода, играющая важную роль в тепловом балансе верхних

геосфер. Вода насыщает все породы осадочного чехла. Она содержится в по-

родах гранитной и осадочной оболочек, а вероятно, и в верхних частях ман-

тии. Жидкая вода существует только до глубин 10-15 км, ниже при темпера-

туре около 700 °С вода находится исключительно в газообразном состоянии.

На глубине 50-60 км при давлениях около 3·104 атм. исчезает граница фазово-

сти, т.е. водяной газ приобретает такую же плотность, что и жидкая вода.

В любой точке земной поверхности, на определенной глубине, зависящей от геотермических особенностей района, залегают пласты горных пород,

содержащие термальные воды (гидротермы). В связи с этим в земной коре

следует выделять еще одну зону, условно называемую «гидротермальной

оболочкой». Она прослеживается повсеместно по всему земному шару толь-

ко на разной глубине. В районах современного вулканизма гидротермальная

оболочка иногда выходит на поверхность. Здесь можно обнаружить не только горячие источники, кипящие грифоны и гейзеры, но и парогазовые струи с

температурой 180-200° С и выше.

        Подсчеты запасов термальных вод основываются на имеющихся данных об объемах гравитационных вод, заключенных в пластах, объемах самих

водоносных горизонтов и коллекторских свойствах слагающих их горных

пород. Запасы термальных вод представляют собой общее количество выявленных термальных вод, находящихся в порах и трещинах водоносных горизонтов, имеющих температуру 40-200° С, минерализацию до 35 г/л и глубину залегания до 3,5 тыс. м от дневной поверхности.

       С развитием глубокого бурения на 10-15 км открываются многообещающие перспективы вскрытия высокотемпературных источников тепла. На таких глубинах в некоторых районах страны (исключая вулканические) температура вод может достигнуть 350° С и выше.  [2]

 

2.3.Гидроэнергетика.

Гидравлическая энергия рек представляет собой работу, которую совершает текущая в них вода. Человек издревле использовал эту энергию. Он изобрел водяное колесо, которое служило приводом для разных механизмов. А по прошествии столетий человек научился добывать из воды сотни мегаватт электрической энергии. И это величайшее достижение. Ведь все мы знаем о круговороте воды в природе. Следовательно, наши реки и моря будут всегда пополняться и нести свои бурные воды в мировой океан. В настоящее время для получения электроэнергии  люди используют речной сток, энергию приливов и отливов, энергию течений, энергию волн, тепловую энергию океана и еще массу вещей. Наибольшие успехи достигнуты в использовании речного стока на гидроэлектростанциях (ГЭС). ГЭС являются составной частью  электроэнергетических систем, а во многих случаях и водохозяйственных систем.

2.3.1.ГЭС.

Гидроэлектростанция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, при помощи которых осуществляется концентрация водной энергии и ее преобразование в электроэнергию. Концентрация водной энергии заключается в сосредоточении падения напора реки в створах, удобных для строительства ГЭС. На рис 4 представлена простейшая схема ГЭС.

/>

 

Рис 4.Схема ГЭС.                [3]

В водохранилище перед плотиной содержаться миллионы кубометров воды. Эта запасенная вода, необходимая для работы станции. В здании ГЭС установлены гидро-машины, которые вращаясь под напором воды, приводят в движение вал электрогенератора, на клеммах которого появляется электроэнергия.

2.3.2.Энергия морских приливов.

Периодические изменения уровня воды в морях и океанах, называемые прили-вами и отливами, происходят под действием сил притяжения в космической системе Земля-Луна-Солнце. Смена приливов и отливов наблюдается на большинстве морских побережий 4 раза в сутки. Во время приливов и отливов перемещение водных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах и между островами может достигать примерно 5 м/с.

Энергия приливных течений может быть преобразована подобно тому, как это делается с энергией ветра. Преобразование энергии приливов использовалось для приведения в действие сравнительно маломощных устройств еще в средневековой Англии и в Китае. Из современных ПЭС наиболее хорошо известны крупномасштабная электростанция Ранс мощностью 240 МВт, расположенная в эстуарии реки Ла Ранс (Бретань, Франция).

      Преобразование энергии отливов и приливов в электрическую на ПЭС происходит по следующей схеме.

/>

Суженный створ пролива или устья реки перегораживается путем сооружения здания станции и плотины. При этом образуется бассейн, куда во время прилива вода поступает из моря, а при отливе — обратно. Разность уровней воды в море и бассейне обеспечивает работу гидротурбин. При выравнивании уровней воды в бассейне и море и сокращении напора ниже минимально необходимого для работы турбин значения они останавливаются до следующего восстановления напора во время прилива или отлива. На рис 5 показан принцип действия ПЭС.

 

/>

Рис 5.Принцип действия ПЭС             [4]

 

Высота, ход и периодичность приливов в большинстве прибрежных

районов хорошо описаны и проанализированы благодаря потребностям нави-

гации и океанографии. Поведение приливов может быть предсказано достаточ — но точно, с погрешностью менее 4%. Таким образом, приливная энергия

оказывается весьма надежной формой возобновляемой энергии.

 

2.4.Гелиоэнергетика.

Общее количество энергии, идущей от Солнца к Земле-123 трлн. т у.т. в год-в 3000 раз больше, чем энергия всех остальных видов топлива.

        Существуют два типа преобразования солнечной энергии — в электричес — кую и тепловую. В свою очередь, электроустановки бывают двух основных видов:

-солнечная энергия нагревает воду или другое рабочее тело до парообразного состояния, пар направляется в турбину, вращающую электрогенератор;

-солнечная энергия преобразуется непосредственно в электрическую с помощью фотоэлементов. Наверняка каждый из нас пользовался калькулятором на солнечной батарее или смотрел время по часам с солнечной батарейкой. Это самый распространенный способ использования солнечной энергии. А в эпоху борьбы за экологию и чистоту окружающего воздуха человек стал изобретать машины, которые заряжаются от солнца и движутся без капли бензина. И таких разработок в настоящее время все больше и больше. И не исключено, что когда нибудь мы повсеместно перейдем на эту чистую и бесплатную энергию.

В настоящее время в европейских странах существуют проекты и действующие системы обеспечения отдельных домов теплом и электричеством, используя лишь солнечную энергию. На крыше такого дома обычно расположены солнечные батареи, а так же солнечные коллекторы для нагрева воды. Жить в таком доме я думаю очень приятно, когда ты знаешь, что тебя греет Солнце.

 Конечно в этом вопросе еще много не ясного и не понятного, но человек, ни за что не упустит такое количество бесплатной энергии и доля электроэнергии полученной за счет солнца будет только расти.

 

 

Заключение

Несомненно, что в ближайшие десятилетия уголь, нефть и газ будут основополагающими топливами для получения электрической и тепловой энергии. И самая главная этому причина — их относительная простота добычи и непосредственно использования в качестве топлива. В настоящем реферате показаны некоторые альтернативные источники энергии, рассмотрены наиболее распространенные и работоспособные схемы получения электрической энергии при помощи солнца, ветра, морских течений и т.д. Все эти схемы опираются на реально существующие и работающие установки. Так что сокращение потребления органического топлива электростанциями для выработки электроэнергии не такая уж и фантастика, а вполне осуществимая задача, в решении которой альтернативная энергетика сыграет решающую роль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.     Голицын М. В. Альтернативные энергоносители. – М.: Наука,2004.-159 с.

2.     Агеев В. А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)

3.     Обрезков В. И. Гидроэнергетика. – М.: Энергоиздат,1981.-608 с.

4.     Коробков В. А. Преобразование энергии океана. – Л.: Судостроение,1986.

 

www.ronl.ru

Реферат Энергетика РФ

скачать

Реферат на тему:

План:

Введение

Динамика производства электроэнергии в России в 1992—2008 годах, в млрд кВт∙ч

Динамика мощности всех электростанций в России в 1992—2008 годах, в млн кВт

Энергетика России — отрасль российской экономики.

Традиционной, исторически самой значимой отраслью является топливная энергетика. В 20-30-х годах XX века новый толчок энергетическому развитию СССР дало масштабное строительство районных тепловых и гидроэлектростанций в рамках ГОЭЛРО. В пятидесятые годы прогресс в энергетической области был связан с научными разработками в области атома и строительством атомных электростанций. В последующие годы происходило освоение гидропотенциала Сибири и ископаемых ресурсов Западной Сибири.

Страна обладает существенными запасами энергетических ископаемых и потенциалом возобновляемых источников, входит в десятку наиболее обеспеченных энергоресурсами государств. Однако доля возобновляемых источников в энергетике в процентном отношении невелика, в отличие от энергетического комплекса Европы, где политика Евросоюза направлена на постепенный рост использования возобновляемых источников энергии и замещение ими традиционных.

1. Электроэнергетика

Крупнейшая в Евразии тепловая электростанция — Сургутская ГРЭС-2 обеспечивает электроэнергией важнейший для России нефтегазовый промысел в Западной Сибири, сжигает ценное нефтехимическое сырьё и автомобильное топливо — Нефтяной газ

Значение электроэнергетики в экономике России, так же как и её общественной жизни трудно переоценить — это основа всей современной жизни.

По важному показателю — выработке на одного жителя в 2005 году страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания, имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление. Однако после спада в 90-х с 98 года потребление постоянно растёт, в частности в 2007 году выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 997,3 млрд кВт·ч (1 082 млрд кВт·ч в 1990 году).

В структуре потребления выделяется промышленность — 36 %, ТЭК — 18 %, жилой сектор — 15 % (несколько заместивший в 90-х провал потребления в промышленности), значительны потери в сетях, достигающие 11,5 %. По регионам структура резко отличается — от высокой доли ТЭК в западной Сибири и энергоёмкой промышленности в Сибирской системе, до высокой доли жилого сектора в густонаселённых регионах европейской части.

Магистральная ЛЭП 500 кВ Волжская ГЭС — Москва

В 2003 году начат процесс реформирования «ЕЭС России». Основными вехами реформирования электроэнергетики стали завершение формирования новых субъектов рынка, переход к новым правилам функционирования оптового и розничных рынков электроэнергии, принятие решения об ускорении темпов либерализации, размещение на фондовом рынке акций генерирующих компаний. Осуществлена государственная регистрация семи оптовых генерирующих компаний (ОГК) и 14 территориальных генерирующих компаний (ТГК). В отдельную Федеральную сетевую компанию (ФСК ЕЭС), контролируемую государством, выделена основная часть магистральных и распределительных сетей.

Железнодорожный транспорт — крупный и особенно важный для хозяйства страны потребитель энергии

Кроме того действуют и более независимые или изолированные энергокомпании «Янтарьэнерго», «Якутскэнерго», «Дальневосточная энергетическая компания», «Татэнерго», «Башкирэнерго», «Иркутскэнерго» и «Новосибирскэнерго».

Крупными игроками российской электроэнергетики с конца 2007 года стали германская компания E.ON, теперь контролирующая один из крупнейших энергоактивов — ОГК-4, итальянская ENEL теперь ключевой акционер ОГК-5. С 2008 года финский концерн Fortum контролирует бывшую ТГК-10.

Техническое развитие классической электроэнергетики, связываемое с реформой, предполагается введением в энергосистему более эффективных и маневренных парогазовых установок, и замещением выработки базовой составляющей с газа на уголь.

Генерирующие компании оптового рынка электроэнергии

ОГК-1 | ОГК-2 | ОГК-3 | ОГК-4 | Энел ОГК-5 | ОГК-6 | РусГидро
Территориальные генерирующие компании

ТГК-1 | ТГК-2 | Мосэнерго (ТГК-3) | Квадра (ТГК-4) | ТГК-5 | ТГК-6 | Волжская ТГК (ТГК-7) | ЮГК (ТГК-8) | ТГК-9 | Фортум (ТГК-10) | ТГК-11 | Кузбассэнерго (ТГК-12) | Енисейская ТГК (ТГК-13) | ТГК-14

1.1. Ядерная энергетика

Значительный энергообъект Урала и важнейшая технологическая площадка ядерной промышленности — Белоярская АЭС

Россия обладает технологией ядерной электроэнергетики полного цикла от добычи урановых руд до выработки электроэнергии, обладает разведанными запасами руд, на 2006 год оцениваемыми в 615 тыс. т. урана, а также запасами в оружейном виде. Кроме того страна прорабатывает и промышленно применяет технологию реакторов на быстрых нейтронах, увеличивающую запасы топлива для классических реакторов в несколько раз.

Одна из крупнейших российских атомных электростанций — Балаковская АЭС — работает в базовой части графика нагрузки Объединённой энергосистемы Средней Волги.

В 80-е годы начато развитие и строительство атомных станций теплоснабжения (Горьковская, Воронежская АСТ) способных резко повысить эффективность ядерной энергетики, и по значению поднять до уровня газовой, однако к 90-м годам проекты оказались замороженными.

В современном виде возможности ядерной технологии и разведанные запасы значительно меньше потенциала запасов природного газа, и всё же высокое значение отрасль получила в европейской части России и особенно на северо-западе, где выработка на АЭС достигает 42 %. В целом же за 2007 год атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю отрасли количество электроэнергии — 158,3 млрд кВт·ч, что составило 15,9 % от общей выработки в Единой энергосистеме.

Основная уранодобывающая компания Приаргунское производственное горно-химическое объединение, добывает 93 % российского урана, обеспечивая 1/3 потребности в сырье.

В 2007 году федеральные власти инициировали создание единого государственного холдинга «Атомэнергопром» объединяющего компании Росэнергоатом, ТВЭЛ, Техснабэкспорт и Атомстройэкспорт.

Основным научным направлением является развитие технологии управляемого термоядерного синтеза. Россия участвует в проекте международного экспериментального термоядерного реактора.

1.2. Гидроэнергетика

Крупнейшая по выработке российская гидроэлектростанция — Братская ГЭС обеспечивает дешёвой электроэнергией алюминиевое производство и покрывает пиковый спрос в Сибирской системе

Страна обладает теоретическим потенциалом, оцениваемым до 2295 млрд кВт·ч/год, при этом из них 852 млрд кВт·ч/год экономически оправданы. Однако основная часть потенциала сконцентрирована в Сибири и на Дальнем Востоке — в значительном удалении от основных потребителей электроэнергии, а его реализация увязывается с промышленным развитием указанных регионов. Кроме удалённых от потребителей территорий менее значительным, и не до конца освоенным гидропотенциалом обладают высокогорные реки Кавказа, многоводные реки Урала, Кольского полуострова, Камчатки.

В 2007 году российскими гидроэлектростанциями выработано 177,7 млрд кВт·ч электроэнергии, что составило 17,8 % всей выработки.

Крупнейшая компания оператор гидроэлектростанций — РусГидро владеет половиной гидрогенерирующих мощностей. Другие крупные гидрогенерирующие компании — ЕвроСибЭнерго и ТГК-1.

Перспективное развитие гидроэнергетики связывают с освоением сибирского потенциала — достройкой Богучанской и Усть-Среднеканской ГЭС, поднятием мощности Вилюйской-III, в проектах Нижнеангарские ГЭС и станции в бассейне нижнего Енисея (Нижнекурейская и Эвенкийская), Южно-Якутский ГЭК.

Осваивается потенциал Северного Кавказа — в строительстве Зарамагские, Гоцатлинская ГЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, в планах вторая очередь Ирганайской ГЭС, Агвалинская ГЭС, развитие Кубанского каскада и Сочинских ГЭС, развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии, и Дагестане.

В центре и на севере Европейской части, в Карелии рассматриваются достройка Белопорожской ГЭС, существенное повышение рабочей мощности Волжских ГЭС.

Особое значение имеет развитие выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах — ведётся строительство Загорской ГАЭС-2, в планах Ленинградская ГАЭС.

Огромным потенциалом обладают множественные российские морские и океанические заливы с высокими, достигающими высоты в 10 метров приливами. С 1968 года действует экспериментальная приливная электростанция — Кислогубская мощностью 1,7 МВт, планируется строительство опытной Северной ПЭС в 12 МВт. Существует проект мощной (11,4 ГВт) Мезенской ПЭС.

Крупнейшие гидроэлектростанции России Действующие Строящиеся Проекты

Братская • Бурейская • Волжская • Воткинская • Жигулёвская • Зейская • Красноярская • Нижнекамская • Саратовская • Усть-Илимская • Чебоксарская • Чиркейская • Загорская ГАЭС

Богучанская • Загорская ГАЭС-2 • Саяно-Шушенская (восстановление)

Эвенкийская • Мокская • Мотыгинская • Алтайская • Южно-Якутский ГЭК • Ленинградская ГАЭС • ПЭС: Мезенская • Пенжинская • Тугурская

2. Топливная энергетика

Топливная энергетика включает комплекс отраслей, занимающихся добычей, переработкой и реализацией топливно-энергетического сырья и готовой продукции. Включает угольную, газовую, нефтяную, торфяную, сланцевую и уранодобывающую промышленность. В связи с развитием электрификации и теплофикации производств, обусловливающих интенсивный рост потребления энергии, роль топливной промышленность возрастает.

Топливно-энергетическая промышленность прошла в своем развитии несколько этапов: угольный (до середины XX в.), нефтяной и газовый (до 80-х гг. XX в.). В то время как мировая энергетика вступила в переходный этап — постепенного перехода от использования минерального топлива к возобновляемым и неисчерпаемым энергоресурсам, вес топливной энергетики в России остаётся значительным и роль её не уменьшается.

2.1. Нефтегазовый сектор

В 90-е годы 20 века основу топливной энергетики России — нефтегазовый сектор активно приватизировался. В частные руки на различном основании были переведены наиболее выгодные активы сектора. К концу 1997 года государство сохранило за собой почти столько же компаний сколько и было в частной собственности, но эти компании были не самыми крупными и качественными. С повышением цен на нефть государство попыталось переломить ситуацию. В 2003 году руководство страны предприняло действия по банкротству одной из крупнейших нефтяных компаний «ЮКОС» и распродажи её активов, которые в основном достались государственной компании «Роснефть». Далее государственной компанией (с лета 2005) «Газпром» был куплен менее крупный частный актив «Сибнефть». В итоге за 3 года с середины 2004 года по середину 2007 года государство увеличило своё присутствие в секторе с 16,41 % до 40,72 %.[1]

Основой топливной и в целом внутренней энергетики на 2000-е остаётся эксплуатация значительных газовых месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Ямбургское, перспективные Бованенковское и Заполярное). В 2005 году добыча газа составила около 590 млрд м³, внутреннее потребление составило 386 млрд м³ — более половины всего энергопотребления в стране. Запасы природного газа на 2005 год оцениваются в размере 47,82 трлн м³, экспорт достигает значений 187 млрд м³/год. Кроме важнейших внутренних газопроводов «Средняя Азия — Центр», «Северное Сияние» и «Кавказ — Центр» для обеспечения надёжности поставок используются хранилища газа из которых крупнейшее в Европе Касимовское ПХГ имеет рабочий объём 8,5 млрд м³. Действует сеть из более чем 218 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций.

Крупнейшая газодобывающая и газотранспортная компания — государственная акционерная компания «Газпром».

Второй по значению для внутренней энергетики подотраслью является нефтяная промышленность, обеспечившая на 2005 год внутреннее потребление в размере около 110 млн т. нефти и газового конденсата, что составило около 20 % полного потребления энергоресурсов.

Автомобильный транспорт один из крупнейших и наиболее эффективных конечных потребителей энергии

Крупнейшие нефтяные месторождения — Самотлорское, Приобское, Русское, Ромашкинское. Запасы жидких углеводородов на 2007 год оцениваются в размере не менее 9,5 млрд т, экспорт достигает значений 330 млн т/год.

Крупнейшие нефтяные компании России: государственные — «Роснефть» и «Газпром нефть», частные — «Лукойл», «ТНК-BP», «Сургутнефтегаз», «Татнефть». Основную долю (93 %) транспорта жидких углеводородов контролирует государственная компания «Транснефть» оперирующая магистральными нефтепроводами. Крупную сеть нефтепродуктопроводов контролирует также государственная компания «Транснефтепродукт» ранее отдельная, а с 16 апреля 2007 года входящая в состав Транснефти.

2.1.1. Нефтеперерабатывающая промышленность

В стране действует 41 крупный нефтеперерабатывающий завод, общая их мощность составляет около 300 млн т., рабочая мощность на 2006 год около 255 млн т.

На внутренний рынок в 2007 году было поставлено около 32 млн т. дизельного топлива, 29 млн т. бензина, 7 млн т. мазута и 5 млн т. керосина. Крупнейшие нефтеперерабатывающие заводы: Омский НПЗ (рабочей мощностью 19,5 млн т.), Ангарский НПЗ (19 млн т.) и Киришский НПЗ (18,3 млн т.). Большинство предприятий работает на изношенном и устаревшем оборудовании.

2.2. Добыча угля и других горючих ископаемых

Карьерная добыча бурого угля на Назаровском разрезе Канско-Ачинского угольного бассейна

Несколько меньшую роль играет угольная промышленность, в 2005 году обеспечившая около 18 % потребности в топливе, поставив около 148 млн т. топливного угля. Доказанные и разрабатываемые запасы угля в стране на 2006 год составляют около 157 млрд т., экспорт достигает значения 80 млн т/год. Крупнейшие разрабатываемые месторождения энергетического угля — месторождения Кузбасса и месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна (Березовское, Бородинское, Назаровское).

Крупнейшие угледобывающие компании «СУЭК», «Кузбассразрезуголь», «Южкузбассуголь», «Южный Кузбасс».

Страна обладает значительными запасами горючих сланцев. Разведано около 35,47 млрд т. из них доказанных в Ленинградской области — 3,6 млрд т. в Поволжье — 4,5 и республике Коми в Вычегодском бассейне — 2,8 млрд т. На Ленинградском и Кашпирском месторождениях имеются мощности, однако на 2007 год добыча практически не ведётся. Имеются крупные запасы природных битумов.

Перспективы топливной энергетики в России заключаются в использовании научных достижений для уменьшения потери топлива и сырья и вовлечение в эксплуатацию новых месторождений. Топливно-энергетическая промышленность оказывает значительное негативное влияние на окружающую среду: при добыче полезных ископаемых нарушается почвенный покров, целые природные ландшафты. При добыче и транспортировке нефти и газа происходит загрязнение атмосферы, почв и мирового океана.

3. Энергетика возобновляемых источников

Применение возобновляемых источников энергии в России при наличии колоссальных возможностей практически отсутствует, в отличие от большинства промышленно развитых государств. Обусловлено это не столь развитой инфраструктурой и низкой плотностью заселения, а также относительно низкими ценами на природный газ.

3.1. Биоэнергетика

Дрова и сейчас являются основным источником энергии для российского села, особенно лесной зоны

ДревесинаИз возобновимых ресурсов наиболее широкое применение имеет энергетическое использование древесины в виде дров. Это прежде всего отопление домов, приготовление пищи и подогрев воды в слаборазвитых сельскохозяйственных районах где нет доступа к магистральному природному газу, относительно дорога доставка угля, и имеются значительные лесные запасы. Однако отдача от такого применения чаще всего относительно не велика. Объём таких заготовок оценивается специалистами до 50 млн м³/год, при полном объёме рубок в 350 млн м³ (1996 год) и максимально возобновимом объёме в 800 млн м³/год. Однако освоение данного потенциала в возобновимом виде из-за труднодоступности возможно только при высоких инфраструктурных затратах. Применение естественных лесов в энергетике менее рентабельно, нежели в целлюлозно-бумажной или деревообрабатывающей отраслях.

Наиболее высокая продуктивность, где возможно эффективное выращивание энергетических лесов, отмечается на Северном Кавказе, в Алтайском крае и центре европейской части.

Одним из перспективных направлений развития использования древесины можно считать технологии гидролиза.

Шатурская ГРЭС — крупнейшая в мире способная работать на торфе электростанция

ТорфДо 90-х годов ощутимую роль в топливной энергетике занимала торфяная промышленность, годовая добыча которой в середине 70-х достигала 90 млн тонн. преимущественно топливного сырья, на середину 2000-х добыча торфа не превышает 5 млн тонн в год. Разведанные запасы торфа свыше 150 млрд т. (40 % влажности), ежегодно образуется до 1 млрд м³ торфа, основные запасы сконцентрированы в западной Сибири и на северо-западе европейской части. Ресурсы торфяных месторождений несколько более концентрированы, однако при этом зачастую ещё более труднодоступны, чем лесные.

Некоторое количество торфа сжигается на электростанциях: Шатурская ГРЭС в 2005 году использовала 0,67 млн т., ТГК-5 в 2006 году применила 0,57 млн т.

3.2. Геотермальная энергетика

Одно из крупнейших геотермальных месторождений в мире у вулкана Мутновский, малая долина гейзеров

На 2006 в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). По имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м² с температурой воды 70—90 °C. На конец 2005 года установленная мощность по прямому использованию тепла составляет свыше 307 МВт.

Все Российские геотермальные электростанции расположены на территории Камчатки и Курил, суммарный электропотенциал пароводных терм только Камчатки оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности. Российский геотермальный потенциал реализован в размере чуть более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн кВт·ч годовой выработки (2009):

3.3. Ветроэнергетика

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается в размере свыше 50 трлн кВт·ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Особой концентрацией ветропотенциала отличаются побережья Тихого и Арктического океанов, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саян. В приближённых к потребителям и имеющим подходящую инфраструктуру возможно строительство крупных ветропарков, среди них можно выделить побережья Кольского полуострова, Приморья, юга Камчатки, Каспийское и Азовское побережья.

Развитию масштабной ветроэнергетики в стране располагают запасы природного газа, лучше других видов топлива подходящего для высокоманевренной генерации, а в отдельных районах, как например Карелия, Мурманская область, Кавказ — действует маневренная гидроэнергетика. Весьма эффектно применение малых ветроустановок, например для поднятия грунтовой воды и непосредственной выработки тепла, в степной сельской местности.

Установленная мощность ветряных электростанций в стране на 2007 год составляет около 16,5 МВт, суммарная выработка не превышает 25 млн кВт·ч/год.

3.4. Солнечная энергетика

Солнечная энергетика в России ещё находится в стадии становления.

4. Государственная политика

В 2009 году в России вступил в силу федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации», целью которого является стимуирование энергосбережения и повышения энергоэффективности.[2]

Примечания

  1. «Ъ-Деньги», «Как национализируют Россию: нефтегазовый сектор», 17 сентября 2007 - www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=804680
  2. Доклад «Итоги деятельности Минэкономразвития России в 2009 году и задачи на 2010 год» - www.economy.gov.ru/report2009/common/upload/Report.pdf // Министерство экономического развития России, 2010

wreferat.baza-referat.ru

Смотрите также