صناعة الطاقة العالمية

رئيس: جافريكوفا أولغا نيكولاييفنا

نيجني نوفغورود

مراجعة

مقدمة. 3

أحكام عامة. 4

أنواع وأنواع محطات توليد الطاقة. 6

العوامل المؤثرة على وضع محطات الطاقة. 10

مشاكل تطوير الطاقة النووية. 11

مصادر الطاقة البديلة. 13

طاقة شمسية. 14

طاقة الرياح. 15

الطاقة البحرية. 16

طاقة النهر. 16

طاقة محيطات العالم. 17

طاقة الأرض. 20

الطاقة من النفايات. 20

طاقة السماد. 20

الطاقة الهيدروجينية. 21

خاتمة. 24

واجه المجتمع الحديث بحلول نهاية القرن العشرين مشاكل الطاقةالأمر الذي أدى حتى إلى الأزمات إلى حد ما. تحاول الإنسانية إيجاد مصادر جديدة للطاقة من شأنها أن تكون مفيدة في جميع النواحي: سهولة الإنتاج، وانخفاض تكلفة النقل، والود البيئي، والتجديد. يتلاشى الفحم والغاز في الخلفية: يتم استخدامهما فقط عندما يكون من المستحيل استخدام أي شيء آخر. تحتل الطاقة النووية مكانة متزايدة الأهمية في حياتنا: حيث يمكن استخدامها في المفاعلات النووية للمكوكات الفضائية وفي سيارات الركاب.

ومن المؤكد أن جميع مصادر الطاقة التقليدية سوف تنفد، خاصة مع تزايد احتياجات الناس باستمرار. لذلك، في مطلع القرن الحادي والعشرين، بدأ الناس في التفكير فيما سيصبح أساس وجودهم في العصر الجديد. هناك أسباب أخرى وراء تحول البشرية إلى مصادر الطاقة البديلة. أولا، النمو المستمر للصناعة، باعتبارها المستهلك الرئيسي لجميع أنواع الطاقة (في الوضع الحالي، احتياطيات الفحم سوف تستمر حوالي 270 عاما، والنفط لمدة 35-40 عاما، والغاز لمدة 50 عاما). ثانيا، الحاجة إلى تكاليف مالية كبيرة لاستكشاف الودائع الجديدة، لأن هذا العمل غالبا ما يرتبط بتنظيم الحفر العميق (على وجه الخصوص، في الظروف البحرية) وغيرها من التقنيات المعقدة وعالية التقنية. وثالثا، المشاكل البيئية المرتبطة بالتعدين موارد الطاقة. هناك سبب لا يقل أهمية عن الحاجة إلى تطوير مصادر الطاقة البديلة وهو مشكلة الاحتباس الحراري. يكمن جوهرها في حقيقة أن ثاني أكسيد الكربون (CO 2)، المنبعث عند حرق الفحم والنفط والبنزين في عملية توليد الحرارة والكهرباء وضمان تشغيل المركبات، يمتص الإشعاع الحراري من سطح كوكبنا، ويسخن بواسطة الشمس، ويحدث ما يسمى بظاهرة الاحتباس الحراري.

صناعة الطاقة الكهربائية هي فرع من فروع الصناعة يعمل على إنتاج الكهرباء في محطات توليد الطاقة ونقلها إلى المستهلكين، كما أنها أحد الفروع الأساسية للصناعات الثقيلة.

الطاقة هي الأساس لتطوير قوى الإنتاج في أي دولة. تضمن الطاقة التشغيل المتواصل للصناعة والزراعة والنقل والمرافق العامة. التنمية الاقتصادية المستقرة مستحيلة دون التطوير المستمر للطاقة.

التقدم العلمي والتكنولوجي مستحيل دون تطوير الطاقة والكهرباء. لزيادة إنتاجية العمل، فإن الميكنة وأتمتة عمليات الإنتاج، واستبدال العمل البشري (خاصة الثقيل أو الرتيب) بالعمل الآلي، له أهمية قصوى. لكن الغالبية العظمى من الوسائل التقنية للميكنة والأتمتة (المعدات والأدوات وأجهزة الكمبيوتر) لها أساس كهربائي. تُستخدم الطاقة الكهربائية على نطاق واسع بشكل خاص لتشغيل المحركات الكهربائية. تختلف قوة الآلات الكهربائية (حسب الغرض منها): من أجزاء من الواط (المحركات الدقيقة المستخدمة في العديد من فروع التكنولوجيا وفي المنتجات المنزلية) إلى قيم هائلة تتجاوز المليون كيلووات (مولدات محطات الطاقة).

تحتاج البشرية إلى الكهرباء، والحاجة إليها تتزايد كل عام. وفي الوقت نفسه، فإن احتياطيات الوقود الطبيعي التقليدي (النفط والفحم والغاز وغيرها) محدودة. هناك أيضًا احتياطيات محدودة من الوقود النووي - اليورانيوم والثوريوم، والتي يمكن إنتاج البلوتونيوم منها في مفاعلات التوليد. لذلك، من المهم اليوم إيجاد مصادر مربحة للكهرباء، ومربحة ليس فقط من وجهة نظر الوقود الرخيص، ولكن أيضًا من وجهة نظر بساطة التصميم والتشغيل، وانخفاض تكلفة المواد اللازمة لبناء المحطة، ومتانة المحطات.

تعد صناعة الطاقة جزءًا من صناعة الوقود والطاقة وترتبط ارتباطًا وثيقًا بمكون آخر من هذا المجمع الاقتصادي العملاق - صناعة الوقود.

وتعتبر صناعة الطاقة الكهربائية، إلى جانب قطاعات الاقتصاد الوطني الأخرى، جزءاً من نظام اقتصادي وطني واحد. حاليا، حياتنا لا يمكن تصورها دون الطاقة الكهربائية. لقد غزت الطاقة الكهربائية جميع مجالات النشاط البشري: الصناعة والزراعة والعلوم والفضاء. ومن المستحيل أيضًا أن نتخيل حياتنا بدون كهرباء. يتم تفسير هذا التوزيع الواسع بخصائصه المحددة:

o القدرة على التحول إلى جميع أنواع الطاقة الأخرى تقريبًا (الحرارية والميكانيكية والصوتية والضوئية وغيرها).

o القدرة على الانتقال بسهولة نسبية عبر مسافات طويلة وبكميات كبيرة؛

o السرعات الهائلة للعمليات الكهرومغناطيسية.

o القدرة على تجزئة الطاقة وتشكيل معالمها (التغيرات في الجهد والتردد).

تظل الصناعة المستهلك الرئيسي للكهرباء، على الرغم من أن حصتها في إجمالي الاستهلاك المفيد للكهرباء في جميع أنحاء العالم آخذة في التناقص بشكل كبير. تُستخدم الطاقة الكهربائية في الصناعة لتشغيل الآليات المختلفة وبشكل مباشر في العمليات التكنولوجية. حاليًا، يصل معدل كهربة محرك الطاقة في الصناعة إلى 80%. وفي الوقت نفسه، يتم إنفاق حوالي ثلث الكهرباء مباشرة على الاحتياجات التكنولوجية.

وفي الزراعة، تُستخدم الكهرباء لتدفئة الدفيئات الزراعية ومباني الماشية، والإضاءة، والأتمتة. العمل اليدويفي المزارع.

تلعب الكهرباء دورًا كبيرًا في مجمع النقل. تستهلك وسائل النقل بالسكك الحديدية المكهربة كمية كبيرة من الكهرباء، مما يسمح بزيادة سعة الطرق عن طريق زيادة سرعات القطارات، وخفض تكاليف النقل، وزيادة الاقتصاد في استهلاك الوقود. بلغ التصنيف المكهرب للسكك الحديدية في روسيا، من حيث الطول، 38٪ من جميع السكك الحديدية في البلاد وحوالي 3٪ من السكك الحديدية في العالم، ويوفر 63٪ من حجم مبيعات الشحن للسكك الحديدية الروسية وربع حجم مبيعات الشحن العالمية النقل بالسكك الحديدية. وفي أمريكا، وخاصة في الدول الأوروبية، تكون هذه الأرقام أعلى قليلاً.

تعتبر الكهرباء في المنزل جزءًا رئيسيًا من ضمان حياة مريحة للناس. كثير الأجهزة المنزلية(ثلاجات، تلفزيونات، الغسالاتوالمكاوي وغيرها) تم إنشاؤها بفضل تطور الصناعة الكهربائية.

اليوم، من حيث نصيب الفرد من استهلاك الكهرباء، تعد روسيا أدنى من 17 دولة في العالم، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا وألمانيا، كما أنها تتخلف عن العديد من هذه الدول من حيث مستوى المعدات الكهربائية في الصناعة والزراعة. استهلاك الكهرباء في الحياة اليومية وقطاع الخدمات في روسيا أقل بمقدار 2-5 مرات منه في البلدان المتقدمة الأخرى. وفي الوقت نفسه، فإن كفاءة وفعالية استخدام الكهرباء في روسيا أقل بشكل ملحوظ مما كانت عليه في عدد من البلدان الأخرى.

صناعة الطاقة الكهربائية - الجزء الأكثر أهميةنشاط حياة الإنسان. ويعكس مستوى تطورها مستوى تطور القوى المنتجة في المجتمع وإمكانيات التقدم العلمي والتكنولوجي.

هندسة الطاقة الحرارية

ظهرت محطات الطاقة الحرارية الأولى في نهاية القرن التاسع عشر (في عام 1882 - في نيويورك، 1883 - في سانت بطرسبرغ، 1884 - في برلين) وانتشرت على نطاق واسع. في منتصف السبعينيات من القرن العشرين، كانت محطات الطاقة الحرارية هي النوع الرئيسي لمحطات الطاقة. وكانت حصة الكهرباء التي تم توليدها: في روسيا والولايات المتحدة الأمريكية 80٪ (1975)، في العالم حوالي 76٪ (1973).

حاليا، يتم إنتاج حوالي 50٪ من الكهرباء في العالم في محطات الطاقة الحرارية. يتم تزويد معظم المدن الروسية بمحطات الطاقة الحرارية. غالبًا ما تستخدم محطات CHP في المدن - وهي محطات مشتركة للحرارة والكهرباء لا تنتج الكهرباء فحسب، بل تنتج أيضًا الحرارة على شكل ماء ساخن. مثل هذا النظام غير عملي تماما لأنه على عكس الكابلات الكهربائية، فإن موثوقية أنابيب التدفئة منخفضة للغاية على مسافات طويلة؛ كما تنخفض كفاءة إمدادات الحرارة المركزية بشكل كبير أثناء النقل (تصل الكفاءة إلى 60 - 70٪). تشير التقديرات إلى أنه عندما يزيد طول أنابيب التدفئة عن 20 كم (وهو وضع نموذجي في معظم المدن)، يصبح تركيب غلاية كهربائية في منزل منفصل مربحًا اقتصاديًا. يتأثر موقع محطات الطاقة الحرارية بشكل رئيسي بعوامل الوقود والمستهلك. توجد أقوى محطات الطاقة الحرارية في الأماكن التي يتم فيها إنتاج الوقود. محطات الطاقة الحرارية التي تستخدم أنواعًا محلية من الوقود العضوي (الخث، والصخر الزيتي، والفحم منخفض السعرات الحرارية والرماد العالي، وزيت الوقود، والغاز) موجهة نحو المستهلك وتقع في نفس الوقت في مصادر موارد الوقود.

يعتمد مبدأ تشغيل المحطات الحرارية على التحويل المتسلسل للطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية وكهربائية. المعدات الرئيسية لمحطة الطاقة الحرارية هي المرجل والتوربينات والمولدات. في الغلاية، عند حرق الوقود، يتم إطلاق الطاقة الحرارية، والتي يتم تحويلها إلى طاقة بخار الماء. في التوربين، يتحول بخار الماء إلى طاقة دورانية ميكانيكية. يقوم المولد بتحويل الطاقة الدورانية إلى طاقة كهربائية. يمكن الحصول على الطاقة الحرارية لتلبية احتياجات الاستهلاك على شكل بخار من التوربينات أو المرجل.

محطات الطاقة الحرارية لها مزاياها وعيوبها. الميزة الإيجابية مقارنة بالأنواع الأخرى من محطات الطاقة هي التنسيب المجاني نسبيًا المرتبط بالتوزيع الواسع وتنوع موارد الوقود. القدرة على توليد الكهرباء دون التقلبات الموسمية. وتشمل العوامل السلبية ما يلي: معامل الشراكة عبر المحيط الهادئ منخفض عمل مفيدفإذا قمنا بتقييم المراحل المختلفة لتحويل الطاقة بشكل متسلسل سنرى أنه لا يتم تحويل أكثر من 32% من طاقة الوقود إلى طاقة كهربائية. إن موارد الوقود في كوكبنا محدودة، لذلك نحن بحاجة إلى محطات طاقة لا تستخدم الوقود الأحفوري. وبالإضافة إلى ذلك، فإن محطات الطاقة الحرارية لها آثار سلبية للغاية على البيئة. تطلق محطات الطاقة الحرارية في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك روسيا، ما بين 200 إلى 250 مليون طن من الرماد وحوالي 60 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي سنويًا؛

الطاقة الكهرومائية

من حيث كمية الطاقة المولدة، تحتل محطات الطاقة الهيدروليكية (HPPs) المرتبة الثانية. إنها تنتج أرخص أنواع الكهرباء، لكن تكلفة بنائها مرتفعة إلى حد ما. لقد كانت محطات الطاقة الكهرومائية هي التي سمحت للحكومة السوفييتية بتحقيق تقدم كبير في الصناعة في العقود الأولى من الحكم السوفييتي.

تتيح محطات الطاقة الكهرومائية الحديثة إنتاج ما يصل إلى 7 ملايين كيلووات من الطاقة، وهو ضعف أداء محطات الطاقة الحرارية العاملة حاليًا، ومحطات الطاقة النووية حاليًا، ومع ذلك، فإن وضع محطات الطاقة الكهرومائية في أوروبا أمر صعب بسبب لارتفاع تكلفة الأراضي واستحالة فيضانات مساحات واسعة في هذه المناطق. العيب المهم لمحطات الطاقة الكهرومائية هو موسمية عملها، وهو أمر غير مريح للغاية بالنسبة للصناعة.

يمكن تقسيم محطات الطاقة الكهرومائية إلى مجموعتين رئيسيتين: محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار المنخفضة الكبيرة ومحطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار الجبلية. في بلادنا، تم بناء معظم محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار المنخفضة. عادة ما تكون خزانات الأراضي المنخفضة كبيرة المساحة وتغير الظروف الطبيعية على مساحات واسعة. تزداد سوءا الحالة الصحيةالخزانات: تتراكم مياه الصرف الصحي التي كانت تجريها الأنهار في الخزانات؛ ويجب اتخاذ تدابير خاصة لتدفق مجاري الأنهار والخزانات. إن بناء محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار المنخفضة أقل ربحية من الأنهار الجبلية، ولكن في بعض الأحيان يكون من الضروري، على سبيل المثال، إنشاء الملاحة والري العاديين. تحاول جميع دول العالم التخلي عن استخدام محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار المنخفضة، والتحول إلى الأنهار الجبلية السريعة أو محطات الطاقة النووية.

تستخدم محطات الطاقة الهيدروليكية موارد الطاقة الكهرومائية، أي قوة المياه المتساقطة، لتوليد الكهرباء. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من محطات الطاقة الكهرومائية:

1. محطات الطاقة الكهرومائية.

المخطط التكنولوجي لعملهم بسيط للغاية. يتم تحويل موارد المياه الطبيعية للنهر إلى موارد الطاقة الكهرومائية من خلال بناء الهياكل الهيدروليكية. تُستخدم موارد الطاقة المائية في التوربينات ويتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية، وتستخدم الطاقة الميكانيكية في المولدات الكهربائية ويتم تحويلها إلى طاقة كهربائية.

2. محطات المد والجزر.

الطبيعة نفسها تخلق الظروف اللازمة للحصول على الضغط الذي يمكن من خلاله استخدام مياه البحر. نتيجة انحسار وتدفق المد والجزر، يتغير مستوى سطح البحر في البحار الشمالية - أوخوتسك، بيرينغ، تصل الموجة إلى 13 مترا. وينشأ فرق بين مستوى حمام السباحة والبحر، وبالتالي ينشأ ضغط. وبما أن موجة المد والجزر تتغير دورياً، فإن ضغط وقوة المحطات يتغير وفقاً لها. ولا يزال استخدام طاقة المد والجزر على نطاق متواضع. العيب الرئيسي لهذه المحطات هو الوضع القسري. توفر محطات المد والجزر (TES) طاقتها ليس عندما يطلبها المستهلك، ولكن اعتمادًا على انحسار المياه وتدفقها. كما أن تكلفة إنشاء مثل هذه المحطات مرتفعة أيضاً.

3. محطات توليد الطاقة التخزينية بالضخ.

يعتمد عملهم على الحركة الدورية لنفس الحجم من الماء بين حوضين: العلوي والسفلي. وفي الليل، عندما ينخفض ​​الطلب على الكهرباء، يتم ضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي، مما يؤدي إلى استهلاك الطاقة الزائدة التي تنتجها محطات الطاقة ليلاً. خلال النهار، عندما يزداد استهلاك الكهرباء بشكل حاد، يتم إطلاق المياه من الحوض العلوي إلى الأسفل من خلال التوربينات، مما يؤدي إلى توليد الطاقة. وهذا مفيد، لأن إغلاق محطات الطاقة الحرارية ليلاً أمر مستحيل. وبالتالي، يمكن لمحطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ أن تحل مشاكل الأحمال القصوى. في روسيا، وخاصة في الجزء الأوروبي، هناك مشكلة حادة تتمثل في إنشاء محطات طاقة قابلة للمناورة، بما في ذلك محطات توليد الطاقة التي يتم تخزينها بالضخ.

بالإضافة إلى المزايا والعيوب المذكورة، تتميز محطات الطاقة الهيدروليكية بما يلي: تعتبر محطات الطاقة الكهرومائية مصادر فعالة للغاية للطاقة لأنها تستخدم الموارد المتجددة، كما أنها سهلة التشغيل ولها كفاءة عالية تزيد عن 80%. ونتيجة لذلك، فإن الطاقة التي تنتجها محطات الطاقة الكهرومائية هي الأرخص. من المزايا الكبيرة لمحطات الطاقة الكهرومائية إمكانية التشغيل والإغلاق التلقائي الفوري تقريبًا لأي عدد مطلوب من الوحدات. لكن بناء محطات الطاقة الكهرومائية يتطلب فترة طويلة من الوقت واستثمارات رأسمالية محددة كبيرة؛ ويرتبط ذلك بخسارة الأراضي في السهول والإضرار بصناعة صيد الأسماك. إن حصة محطات الطاقة الكهرومائية في توليد الكهرباء أقل بكثير من حصتها في القدرة المركبة، وهو ما يفسر حقيقة أن قدرتها الكاملة لا تتحقق إلا في فترة قصيرة من الزمن، وفي السنوات التي ترتفع فيها المياه فقط. ولذلك، وعلى الرغم من توفير موارد الطاقة الكهرومائية في العديد من دول العالم، إلا أنها لا يمكن أن تكون بمثابة المصدر الرئيسي للكهرباء.

الطاقة النووية.

تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية في العالم، أوبنينسكايا، في عام 1954 في روسيا. يبلغ عدد العاملين في 9 محطات للطاقة النووية الروسية 40.6 ألف شخص أو 4٪ من إجمالي السكان العاملين في قطاع الطاقة. تم توليد 11.8% أو 119.6 مليار كيلوواط من إجمالي الكهرباء المنتجة في روسيا في محطات الطاقة النووية. فقط في محطات الطاقة النووية يظل النمو في إنتاج الكهرباء مرتفعا.

كان من المخطط أن تصل حصة محطات الطاقة النووية في إنتاج الكهرباء في الاتحاد السوفييتي إلى 20% في عام 1990، ولكن في الواقع تم تحقيق 12.3% فقط. تسببت كارثة تشيرنوبيل في انخفاض برنامج البناء النووي منذ عام 1986، وتم تشغيل 4 وحدات طاقة فقط. تتمتع محطات الطاقة النووية، وهي أحدث أنواع محطات الطاقة، بعدد من المزايا المهمة مقارنة بالأنواع الأخرى من محطات الطاقة: في ظل ظروف التشغيل العادية، لا تلوث البيئة على الإطلاق، ولا تتطلب الاتصال بمصدر للمواد الخام وبالتالي، يمكن أن تكون موجودة في أي مكان تقريبًا تتمتع وحدات الطاقة الجديدة بقدرة تساوي تقريبًا متوسط ​​الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية، ومع ذلك، فإن عامل استخدام القدرة المركبة في محطات الطاقة النووية (80٪) يتجاوز هذا الرقم بشكل كبير في محطات الطاقة الكهرومائية أو محطات الطاقة الحرارية.

ليس لدى محطات الطاقة النووية أي عيوب كبيرة في ظل ظروف التشغيل العادية. ومع ذلك، من المستحيل ألا نلاحظ خطر محطات الطاقة النووية في ظل ظروف القوة القاهرة المحتملة: الزلازل والأعاصير وما إلى ذلك - هنا تشكل النماذج القديمة لوحدات الطاقة خطرا محتملا للتلوث الإشعاعي للمناطق بسبب ارتفاع درجة حرارة المفاعل غير المنضبط. ومع ذلك، فإن التشغيل اليومي لمحطات الطاقة النووية يصاحبه عدد من النتائج السلبية:

1. الصعوبات الحالية في استخدام الطاقة النووية - التخلص من النفايات المشعة. للإزالة من المحطات، يتم بناء حاويات ذات حماية قوية ونظام تبريد. يتم الدفن في الأرض، على أعماق كبيرة في طبقات مستقرة لاهوتيًا.

2. العواقب الكارثية للحوادث في بعض محطات الطاقة النووية المتقادمة هي نتيجة لحماية النظام غير الكاملة.

3. التلوث الحراري للمسطحات المائية التي تستخدمها محطات الطاقة النووية.

يتطلب تشغيل محطات الطاقة النووية، باعتبارها كائنات ذات خطر متزايد، مشاركة سلطات الدولة وإدارتها في تشكيل اتجاهات التنمية وتخصيص الأموال اللازمة.

يتأثر وضع أنواع مختلفة من محطات الطاقة عوامل مختلفة. يتأثر موقع محطات الطاقة الحرارية بشكل رئيسي بعوامل الوقود والمستهلك. توجد أقوى محطات الطاقة الحرارية، كقاعدة عامة، في الأماكن التي يتم فيها إنتاج الوقود؛ وكلما زاد حجم محطة توليد الكهرباء، زادت قدرتها على نقل الكهرباء. محطات توليد الطاقة التي تستخدم الوقود عالي السعرات الحرارية، وهو مربح اقتصاديًا للنقل، موجهة نحو المستهلك. تقع محطات توليد الطاقة التي تعمل بزيت الوقود بشكل رئيسي في مراكز صناعة تكرير النفط.

وبما أن محطات الطاقة الهيدروليكية تستخدم قوة المياه المتساقطة لتوليد الكهرباء، فإنها تركز بالتالي على موارد الطاقة الكهرومائية. إن موارد الطاقة الكهرومائية الهائلة في العالم موزعة بشكل غير متساو. تميز البناء الهيدروليكي في بلدنا ببناء شلالات من محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار. الشلال عبارة عن مجموعة من محطات الطاقة الحرارية الموجودة في خطوات على طول تدفق المياه من أجل الاستخدام المستمر لطاقتها. وفي الوقت نفسه، بالإضافة إلى الحصول على الكهرباء، يتم حل مشاكل إمداد السكان وإنتاج المياه والقضاء على الفيضانات وتحسين ظروف النقل. لسوء الحظ، أدى إنشاء الشلالات في البلاد إلى عواقب سلبية للغاية: فقدان الأراضي الزراعية القيمة، وانتهاك التوازن البيئي.

عادة ما تكون خزانات الأراضي المنخفضة كبيرة المساحة وتغير الظروف الطبيعية على مساحات واسعة. إن الحالة الصحية للمسطحات المائية آخذة في التدهور: حيث تتراكم مياه الصرف الصحي التي كانت تجريها الأنهار في الخزانات، ويجب اتخاذ تدابير خاصة لغسل مجاري الأنهار والخزانات. إن بناء محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار المنخفضة أقل ربحية من الأنهار الجبلية، ولكن في بعض الأحيان يكون من الضروري، على سبيل المثال، إنشاء الملاحة والري العاديين.

يمكن بناء محطات الطاقة النووية في أي منطقة، بغض النظر عن موارد الطاقة الخاصة بها: يحتوي الوقود النووي على نسبة عالية من الطاقة (يحتوي 1 كجم من الوقود النووي الرئيسي - اليورانيوم - على نفس كمية الطاقة التي يحتوي عليها 2500 طن من الفحم). في ظل ظروف التشغيل الخالي من المشاكل، لا تصدر محطات الطاقة النووية انبعاثات إلى الغلاف الجوي، وبالتالي فهي غير ضارة للمستهلكين. في الآونة الأخيرة، تم إنشاء ATPP وAST. في محطة ATPP، كما هو الحال في محطة CHPP التقليدية، يتم إنتاج الطاقة الكهربائية والحرارية، بينما يتم إنتاج الطاقة الحرارية فقط في محطة AST.

بعد الكارثة التي وقعت في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية، وتحت تأثير الجمهور في روسيا، تباطأت وتيرة تطوير الطاقة النووية بشكل كبير. فالبرنامج الموجود سابقاً لتسريع عملية إنشاء محطة طاقة نووية بقدرة إجمالية تبلغ 100 مليون كيلوواط (وقد وصلت الولايات المتحدة بالفعل إلى هذا الرقم) تم تجميده فعلياً. وقد نتج عن إغلاق جميع محطات الطاقة النووية قيد الإنشاء في روسيا خسائر مباشرة فادحة؛ وتم تجميد المحطات، المعترف بها من قبل الخبراء الأجانب على أنها موثوقة تمامًا، حتى في مرحلة تركيب المعدات. ومع ذلك، بدأ الوضع يتغير مؤخرًا: في يونيو 93 ذأطلقت 4 سنوات ذوحدة الطاقة في Balakovo NPP، في السنوات القليلة المقبلة، من المخطط إطلاق العديد من محطات الطاقة النووية ووحدات الطاقة الإضافية ذات التصميم الجديد بشكل أساسي. من المعروف أن تكلفة الطاقة النووية تتجاوز بشكل كبير تكلفة الكهرباء المولدة في المحطات الحرارية أو الهيدروليكية، ومع ذلك، فإن استخدام الطاقة النووية في العديد من الحالات المحددة ليس فقط لا يمكن الاستغناء عنه، ولكنه مفيد أيضًا من الناحية الاقتصادية - في الولايات المتحدة الأمريكية، محطات الطاقة النووية للفترة من 58 إلى يومنا هذا وقد حققت 60 مليار دولار من الأرباح الصافية. تم إنشاء ميزة كبيرة لتطوير الطاقة النووية في روسيا من خلال الاتفاقيات الروسية الأمريكية بشأن ستارت-1 وستارت-2، والتي بموجبها سيتم إطلاق كميات هائلة من البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة، والذي يمكن استخدامه في الأغراض غير العسكرية. فقط في محطات الطاقة النووية. وبفضل نزع السلاح، يمكن أن تصبح الكهرباء التي تعتبر باهظة الثمن تقليديا والتي يتم الحصول عليها من محطات الطاقة النووية أرخص مرتين تقريبا من الكهرباء من محطات الطاقة الحرارية.

يقول العلماء النوويون الروس والأجانب بالإجماع أنه لا توجد أسباب علمية وتقنية جدية لرهاب الإشعاع الذي نشأ بعد حادث تشيرنوبيل. وكما أفادت اللجنة الحكومية للتحقق من أسباب الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية، فإن "الحادث وقع نتيجة لانتهاكات جسيمة لإجراءات التحكم في المفاعل النووي RBMK-1000 من قبل المشغل ومساعديه، الذين كانوا متورطين للغاية" مؤهلات منخفضة." كما لعب دوراً كبيراً في الحادث نقل المحطة من وزارة البناء الآلي المتوسط ​​التي كانت راكمت في ذلك الوقت خبرة واسعة في إدارة المنشآت النووية إلى وزارة الطاقة، حيث لم تكن هناك مثل هذه الخبرة على الإطلاق، الذي حدث قبل وقت قصير من وقوع الحادث. حتى الآن، تم تحسين نظام السلامة لمفاعل RBMK بشكل كبير: تم تحسين حماية النواة من الاحتراق، وتسريع نظام تشغيل أجهزة استشعار الطوارئ. اعترفت مجلة ساينتفيك أمريكان بأن هذه التحسينات ضرورية لسلامة المفاعل. تركز مشاريع المفاعلات النووية من الجيل الجديد على التبريد الموثوق لقلب المفاعل. على مدى السنوات القليلة الماضية، كانت حالات الفشل في محطات الطاقة النووية في مختلف البلدان نادرة الحدوث وتم تصنيفها على أنها طفيفة للغاية.

إن تطوير الطاقة النووية في العالم أمر لا مفر منه، وأغلبية سكان العالم يدركون هذه الحقيقة الآن، ومجرد التخلي عن الطاقة النووية سوف يتطلب تكاليف باهظة. لذا، إذا قمت بإيقاف تشغيل جميع محطات الطاقة النووية اليوم، فستحتاج إلى 100 مليار طن إضافية من الوقود القياسي، وهو ببساطة لا يمكن الحصول عليه من أي مكان.

يتمثل الاتجاه الجديد بشكل أساسي في تطوير الطاقة والاستبدال المحتمل لمحطات الطاقة النووية في البحث عن المولدات الكهروكيميائية الخالية من الوقود. من خلال استهلاك الصوديوم الموجود بكميات زائدة في مياه البحر، يتمتع هذا المولد بكفاءة تبلغ حوالي 75%. منتج التفاعل هنا هو الكلور ورماد الصودا، ومن الممكن الاستخدام اللاحق لهذه المواد في الصناعة.

بلغ متوسط ​​معامل الاستفادة من محطات الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم 70%، لكنه تجاوز في بعض المناطق 80%.

ولسوء الحظ، فإن احتياطيات النفط والغاز والفحم ليست بلا نهاية بأي حال من الأحوال. لقد استغرقت الطبيعة ملايين السنين لإنشاء هذه الاحتياطيات، وسوف يتم استهلاكها خلال مئات السنين. اليوم، بدأ العالم يفكر بجدية في كيفية منع النهب المفترس للثروات الأرضية. بعد كل شيء، فقط في ظل هذه الحالة يمكن أن تستمر احتياطيات الوقود لعدة قرون. ومن المؤسف أن العديد من البلدان المنتجة للنفط تعيش اليوم. إنهم يستهلكون بلا رحمة احتياطيات النفط التي منحتها لهم الطبيعة. الآن العديد من هذه البلدان، وخاصة في منطقة الخليج الفارسي، تسبح حرفيا في الذهب، ولا تفكر في أن هذه الاحتياطيات سوف تجف في غضون بضعة عقود. ماذا سيحدث حينها - وهذا سيحدث عاجلاً أم آجلاً - عندما تنفد حقول النفط والغاز؟ إن ارتفاع أسعار النفط، وهو أمر ضروري ليس فقط للطاقة، ولكن أيضا للنقل والكيمياء، أجبرنا على التفكير في أنواع أخرى من الوقود مناسبة لتحل محل النفط والغاز. تلك البلدان التي لم يكن لديها احتياطياتها الخاصة من النفط والغاز واضطرت إلى شرائها أصبحت مدروسة بشكل خاص في ذلك الوقت.

ولذلك فإن التصنيف العام لمحطات الطاقة يشمل محطات توليد الطاقة التي تعمل على ما يسمى بمصادر الطاقة غير التقليدية أو البديلة. وتشمل هذه:

o طاقة المد والجزر.

س طاقة الأنهار الصغيرة.

س طاقة الرياح.

س الطاقة الشمسية.

س الطاقة الحرارية الأرضية.

o الطاقة الناتجة عن النفايات والانبعاثات القابلة للاحتراق؛

o الطاقة من مصادر الحرارة الثانوية أو النفايات وغيرها.

وعلى الرغم من أن الأنواع غير التقليدية من محطات توليد الطاقة لا تمثل سوى نسبة قليلة من إنتاج الكهرباء، إلا أن تطوير هذا المجال في العالم له أهمية كبيرة، خاصة في ظل تنوع أراضي الدول. في روسيا، الممثل الوحيد لهذا النوع من محطات الطاقة هو محطة باوزهيتسكايا للطاقة الحرارية الأرضية في كامتشاتكا بسعة 11 ميجاوات. تعمل المحطة منذ عام 1964 وقد عفا عليها الزمن بالفعل أخلاقياً وجسدياً. مستوى التطورات التكنولوجية في روسيا في هذا المجال يتخلف كثيرا عن العالم. في المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها في روسيا، حيث لا توجد حاجة لبناء محطة طاقة كبيرة، وفي كثير من الأحيان لا يوجد من يخدمها، فإن مصادر الكهرباء "غير التقليدية" هي الحل الأفضل.

ستساهم المبادئ التالية في زيادة عدد محطات توليد الطاقة التي تستخدم مصادر الطاقة البديلة:

o انخفاض تكلفة الكهرباء والحرارة التي يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة غير التقليدية مقارنة بجميع المصادر الأخرى؛

o إتاحة الفرصة في جميع البلدان تقريبًا لامتلاك محطات طاقة محلية، مما يجعلها مستقلة عن نظام الطاقة العام؛

o التوفر والكثافة الممكنة تقنيًا والطاقة للاستخدام المفيد؛

o مصادر الطاقة المتجددة.

o توفير أو استبدال موارد الطاقة التقليدية وناقلات الطاقة.

o استبدال موارد الطاقة المستغلة للتحول إلى مصادر أكثر صديقة للبيئة الأنواع النقيةطاقة؛

o زيادة موثوقية أنظمة الطاقة الحالية.

تمتلك كل دولة تقريبًا نوعًا ما من هذه الطاقة ويمكنها في المستقبل القريب أن تقدم مساهمة كبيرة في توازن الوقود والطاقة في العالم.

فالشمس، مصدر الطاقة الذي لا ينضب، تزود الأرض بـ 80 تريليون كيلووات في الثانية، أي أكثر بعدة آلاف المرات من جميع محطات الطاقة في العالم. تحتاج فقط إلى معرفة كيفية استخدامه. على سبيل المثال، تعتبر التبت، الجزء الأقرب إلى الشمس من كوكبنا، الطاقة الشمسية بمثابة ثروتها. واليوم، تم بناء أكثر من خمسين ألف فرن شمسي في منطقة التبت ذاتية الحكم في الصين. يتم تدفئة المباني السكنية بمساحة 150 ألف متر مربع بالطاقة الشمسية، كما تم إنشاء دفيئات شمسية بمساحة إجمالية مليون متر مربع.

على الرغم من أن الطاقة الشمسية مجانية، إلا أن توليد الكهرباء منها ليس دائمًا رخيصًا بدرجة كافية. ولذلك يسعى الخبراء باستمرار إلى تحسين الخلايا الشمسية وجعلها أكثر كفاءة. رقم قياسي جديد في هذا الصدد يعود إلى مركز بوينغ للتقنيات المتقدمة. وتحول الخلية الشمسية التي تم إنشاؤها هناك 37% من ضوء الشمس الذي يصل إليها إلى كهرباء.

وفي اليابان، يعمل العلماء على تحسين الخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون. إذا تم تقليل سمك الخلية الشمسية القياسية الحالية بمقدار 100 مرة، فستتطلب هذه الخلايا ذات الأغشية الرقيقة مواد خام أقل بكثير، مما سيضمن كفاءتها العالية وفعاليتها من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن وزنها الخفيف وشفافيتها الاستثنائية ستسمح بتركيبها بسهولة على واجهات المباني وحتى على النوافذ لتوفير الكهرباء للمباني السكنية. ومع ذلك، نظرًا لأن شدة ضوء الشمس ليست دائمًا هي نفسها في كل مكان، فحتى لو تم تركيب العديد من الألواح الشمسية، سيتطلب المبنى مصدرًا إضافيًا للكهرباء. أحد الحلول الممكنة لهذه المشكلة هو استخدام الخلايا الشمسية مع خلية وقود مزدوجة الجوانب. خلال النهار، عندما تعمل الخلايا الشمسية، يمكن تمرير الكهرباء الزائدة من خلال خلية وقود الهيدروجين وبالتالي إنتاج الهيدروجين من الماء. وفي الليل، ستكون خلية الوقود قادرة على استخدام هذا الهيدروجين لإنتاج الكهرباء.

تم تصميم محطة الطاقة المتنقلة المدمجة من قبل المهندس الألماني هربرت بيورمان. بوزنها الذي يبلغ 500 كجم، تبلغ طاقتها 4 كيلووات، وبعبارة أخرى، فهي قادرة على توفير تيار كهربائي كامل الطاقة الكافية لمساكن الضواحي. هذه وحدة ذكية إلى حد ما، حيث يتم توليد الطاقة بواسطة جهازين في وقت واحد - نوع جديد من مولدات الرياح ومجموعة من الألواح الشمسية. الأول مجهز بثلاثة نصفين كرويين، والتي (على عكس عجلة الرياح التقليدية) تدور عند أدنى حركة هوائية، والثاني مجهز بمعدات أوتوماتيكية توجه العناصر الشمسية بعناية نحو النجم. يتم تجميع الطاقة المستخرجة في حزمة البطارية، والتي توفر التيار بشكل ثابت للمستهلكين.

وبالنظر إلى الوقت الذي ستحتاج فيه ولاية كاليفورنيا إلى محطات شحن بطاريات مناسبة، تخطط شركة Southern California Edison للبدء في اختبار محطة مركبات تعمل بالطاقة الشمسية والتي ستصبح في نهاية المطاف محطة وقود متعددة الوقود ومتاجر مختلفة. وستوفر الألواح الشمسية الموجودة على سطح المحطة، الواقعة في مدينة دايموند بار، الطاقة اللازمة لشحن المركبات الكهربائية طوال يوم العمل، حتى في فصل الشتاء. وسيتم استخدام الفائض المستلم من هذه الألواح لتلبية احتياجات محطة الحافلات نفسها. بالفعل في عام 1981، حلقت أول طائرة في العالم بمحرك يعمل بالألواح الشمسية عبر القناة الإنجليزية. واستغرق الطيران مسافة 262 كيلومترًا في 5.5 ساعة. ووفقا لتوقعات العلماء في نهاية القرن الماضي، كان من المتوقع أنه بحلول عام 2000، ستظهر حوالي 200 ألف سيارة كهربائية على طرق كاليفورنيا. وربما ينبغي لنا أيضًا أن نفكر في استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع. على وجه الخصوص، في شبه جزيرة القرم مع "أشعة الشمس".

للوهلة الأولى، تبدو الرياح واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة وبأسعار معقولة. وعلى عكس الشمس، يمكنها أن "تعمل" في الشتاء والصيف، ليلاً ونهاراً، شمالاً وجنوباً. لكن الرياح مصدر طاقة منتشر للغاية. لم تخلق الطبيعة "رواسب" للرياح ولم تسمح لها بالتدفق على طول قاعها مثل الأنهار. إن طاقة الرياح "تنتشر" دائمًا تقريبًا على مناطق شاسعة. تتغير المعلمات الرئيسية للرياح - السرعة والاتجاه - في بعض الأحيان بسرعة كبيرة وبشكل غير متوقع، مما يجعلها أقل "موثوقية" من الشمس. وبالتالي، هناك مشكلتان يجب حلهما من أجل الاستخدام الكامل لطاقة الرياح. أولاً، هذه هي القدرة على "التقاط" الطاقة الحركية للرياح من أقصى مساحة. ثانيا، بل هو أكثر أهمية لتحقيق التوحيد والثبات في تدفق الرياح. أما المشكلة الثانية فلا تزال صعبة الحل. هناك تطورات مثيرة للاهتمام لإنشاء آليات جديدة بشكل أساسي لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. تولد إحدى هذه المنشآت إعصارًا اصطناعيًا فائقًا داخل نفسها بسرعة رياح تبلغ 5 م/ث!

لا تلوث محركات الرياح البيئة، إلا أنها ضخمة الحجم وتصدر ضوضاء. لإنتاج الكثير من الكهرباء بمساعدتهم، هناك حاجة إلى مساحات شاسعة من الأراضي. أنها تعمل بشكل أفضل حيث تهب الرياح القوية. ومع ذلك، يمكن لمحطة واحدة فقط لتوليد الطاقة من الوقود الأحفوري أن تحل محل الآلاف من توربينات الرياح من حيث كمية الطاقة المنتجة.

عند استخدام الرياح تنشأ مشكلة خطيرة: زيادة الطاقة في الطقس العاصف ونقصها في فترات الهدوء. كيفية تجميع وتخزين طاقة الرياح لاستخدامها في المستقبل؟ أبسط طريقةيتكون من أن عجلة الرياح تحرك المضخة التي تضخ الماء إلى الخزان الموجود أعلاه، ومن ثم يقوم الماء المتدفق منه بتشغيل توربينات المياه ومولد التيار المباشر أو المتناوب. هناك طرق ومشاريع أخرى: من البطاريات التقليدية، وإن كانت منخفضة الطاقة، إلى دولاب الموازنة العملاقة أو ضخ الهواء المضغوط إلى كهوف تحت الأرض، وصولاً إلى إنتاج الهيدروجين كوقود. يبدو واعدا بشكل خاص الطريقة الأخيرة. يقوم التيار الكهربائي الناتج عن توربينات الرياح بتحليل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. يمكن تخزين الهيدروجين في صورة مسالة وحرقه في أفران محطات الطاقة الحرارية حسب الحاجة.

ويرى العالم الأمريكي ويليام هيرونيموس أنه من الأفضل إنتاج الهيدروجين باستخدام طاقة الرياح في البحر. وتحقيقا لهذه الغاية، يقترح تركيب صواري عالية مع توربينات الرياح بقطر 60 مترا ومولدات بالقرب من الشاطئ. يمكن وضع 13 ألف منشأة من هذا القبيل على طول ساحل نيو إنجلاند (شمال شرق الولايات المتحدة الأمريكية) و"التقاط" الرياح الشرقية السائدة. وسوف ترسو بعض الوحدات في قاع البحر الضحل، والبعض الآخر سوف يطفو على سطحه. سيعمل التيار المباشر الناتج عن مولدات طاقة الرياح على تشغيل محطات التحليل الكهربائي الموجودة في الأسفل، حيث سيتم إمداد الهيدروجين إلى الأرض عبر خط أنابيب تحت الماء.

في الآونة الأخيرة، اهتمت بعض البلدان مرة أخرى بتلك المشاريع التي تم رفضها في السابق باعتبارها غير واعدة. لذا، على وجه الخصوص، في عام 1982، ألغت الحكومة البريطانية التمويل العام لمحطات الطاقة التي تستخدم الطاقة البحرية: فقد توقفت بعض هذه الأبحاث، واستمر بعضها الآخر بتخصيصات غير كافية بشكل واضح من المفوضية الأوروبية وبعض الشركات الصناعية. وكان سبب رفض دعم الدولة هو عدم كفاءة طرق الحصول على الكهرباء "البحرية" مقارنة بمصادرها الأخرى، وخاصة النووية.

وفي مايو 1988، حدثت ثورة في هذه السياسة الفنية. استمعت وزارة التجارة والصناعة في المملكة المتحدة إلى رأي كبير مستشاري الطاقة لديها، تي. ثورب، الذي قال إن ثلاثة من المحطات التجريبية الستة في البلاد قد تم تحسينها وتكلف الآن 1 كيلووات في الساعة منها أقل من 6 بنسات، وهو أقل من الحد الأدنى مستوى القدرة التنافسية في السوق المفتوحة. وانخفض سعر الكهرباء "البحرية" عشرة أضعاف منذ عام 1987.

موجات.المشروع الأكثر مثالية هو "Nodding Duck" الذي اقترحه المصمم S. Salter. توفر العوامات، التي تهزها الأمواج، طاقة تبلغ تكلفتها 2.6 بنسًا فقط لكل كيلوواط ساعة، وهو أعلى قليلاً فقط من تكلفة الكهرباء المولدة بواسطة أحدث محطات الطاقة التي تعمل بالغاز (في بريطانيا تبلغ 2.5 بنس)، وأقل بكثير من تكلفة الكهرباء المولدة بواسطة الأمواج. تلك محطة الطاقة النووية (حوالي 4.5 بنس لكل 1 كيلوواط / ساعة).

تجدر الإشارة إلى أن استخدام مصادر الطاقة البديلة والمتجددة يمكن أن يقلل بشكل فعال من نسبة انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي، أي إلى حد ما يحل إحدى المشاكل البيئية المهمة. ويمكن اعتبار الطاقة البحرية من بين هذه المصادر بحق.

يتم توليد ما يقرب من 1/5 الطاقة المستهلكة في جميع أنحاء العالم من محطات الطاقة الكهرومائية. ويتم الحصول عليها عن طريق تحويل طاقة المياه المتساقطة إلى طاقة دوران التوربينات، والتي بدورها تقوم بتدوير مولد ينتج الكهرباء. يمكن أن تكون محطات الطاقة الكهرومائية قوية جدًا. وهكذا، فإن محطة إيتابو الواقعة على نهر بارانا على الحدود بين البرازيل وباراجواي تطور قدرة تصل إلى 13.000 مليون كيلوواط.

يمكن أيضًا أن تصبح طاقة الأنهار الصغيرة في بعض الحالات مصدرًا للكهرباء. ربما يتطلب استخدام هذا المصدر شروطًا محددة (على سبيل المثال، الأنهار ذات التيارات القوية)، ولكن في عدد من الأماكن التي تكون فيها إمدادات الطاقة التقليدية غير مربحة، يمكن أن يؤدي تركيب محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة إلى حل العديد من المشكلات المحلية. توجد بالفعل محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية للأنهار والجداول. مكتملة ببطارية، يمكنها توفير الطاقة لمزرعة فلاحية أو رحلة جيولوجية، أو مرعى رعي أو ورشة عمل صغيرة... لو كان هناك نهر قريب!

يتم إحضار وحدة دوارة يبلغ قطرها 300 ملم وتزن 60 كجم فقط إلى المنحدرات، وتغرق في الجزء السفلي من "التزلج" ويتم تثبيتها بكابلات من كلا الضفتين. والباقي هو مسألة تقنية: يقوم المضاعف بتدوير مولد سيارة بجهد 14 فولت، وتتراكم الطاقة.

أثبت نموذج أولي لمحطة طاقة كهرومائية صغيرة بدون سد نفسه بنجاح على أنهار جورني ألتاي.

الارتفاع الحاد في أسعار الوقود، وصعوبات الحصول عليه، والتقارير عن استنزاف موارد الوقود – كل هذه العلامات الواضحة لأزمة الطاقة تسببت في السنوات الأخيرةهناك اهتمام كبير في العديد من البلدان بمصادر الطاقة الجديدة، بما في ذلك طاقة المحيطات.

الطاقة الحرارية للمحيطات.من المعروف أن احتياطيات الطاقة في المحيط العالمي هائلة، لأن ثلثي سطح الأرض (361 مليون كم2) تشغلها البحار والمحيطات - المحيط الهادئ 180 مليون كم2 . المحيط الأطلسي - 93 مليون كم2، الهندي - 75 مليون كم2. وبالتالي، فإن الطاقة الحرارية (الداخلية) المقابلة لارتفاع درجة حرارة المياه السطحية للمحيطات مقارنة بالمياه السفلية، على سبيل المثال، بمقدار 20 درجة، تبلغ قيمتها حوالي 10 26 جول. وتقدر الطاقة الحركية لتيارات المحيطات لتكون في حدود 10 18 J. ومع ذلك، لم يتمكن الناس حتى الآن من استخدام سوى حصة ضئيلة من هذه الطاقة، وحتى ذلك الحين على حساب استثمارات رأسمالية كبيرة وبطيئة السداد، بحيث بدت هذه الطاقة حتى الآن غير واعدة .

وقد تميز العقد الماضي ببعض النجاحات في استخدام الطاقة الحرارية للمحيطات. وهكذا، تم إنشاء منشآت mini-OTEC وOTEC-1 (OTEC - الأحرف الأولى من الكلمات الإنجليزية "تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات"، أي تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات إلى طاقة كهربائية). في أغسطس 1979، بدأت محطة الطاقة الحرارية المصغرة OTEC العمل بالقرب من جزر هاواي. أظهر التشغيل التجريبي للتركيب لمدة ثلاثة أشهر ونصف موثوقيته الكافية. أثناء التشغيل المستمر على مدار الساعة، لم تكن هناك أي انقطاعات، باستثناء المشكلات الفنية البسيطة التي تنشأ عادة عند اختبار أي تركيبات جديدة. بلغ متوسط ​​قوتها الإجمالية 48.7 كيلووات، والحد الأقصى -53 كيلووات؛ أرسل التثبيت 12 كيلوواط (بحد أقصى 15) إلى الشبكة الخارجية للحمولة، أو بشكل أكثر دقة، لشحن البطاريات. تم إنفاق بقية الطاقة المولدة على احتياجات التثبيت الخاصة. وتشمل هذه تكاليف الطاقة لتشغيل ثلاث مضخات، والخسائر في مبادلين حراريين، وتوربين ومولد للطاقة الكهربائية.

كانت هناك حاجة إلى ثلاث مضخات بناءً على الحساب التالي: واحدة لتزويد الماء الدافئ من المحيط، والثانية لضخ الماء البارد من عمق حوالي 700 متر، والثالثة لضخ سائل العمل الثانوي داخل النظام نفسه، أي. من المكثف إلى المبخر. تستخدم الأمونيا كسائل عمل ثانوي.

يتم تركيب وحدة mini-OTEC على بارجة. يوجد تحت قاعها خط أنابيب طويل لتجميع الماء البارد. خط الأنابيب عبارة عن أنبوب بولي إيثيلين بطول 700 متر وقطر داخلي 50 سم، ويتم ربط الأنبوب بأسفل الوعاء باستخدام قفل خاص، مما يسمح بفصله بسرعة إذا لزم الأمر. يتم استخدام أنبوب البولي إيثيلين أيضًا لتثبيت نظام وعاء الأنابيب. إن أصالة مثل هذا الحل لا شك فيها، حيث أن إعدادات التثبيت لأنظمة OTEC الأكثر قوة التي يتم تطويرها حاليًا تمثل مشكلة خطيرة للغاية.

لأول مرة في تاريخ التكنولوجيا، تمكن تركيب mini-OTEC من توفير طاقة مفيدة لحمل خارجي، مع تغطية احتياجاته الخاصة في نفس الوقت. أتاحت الخبرة المكتسبة من تشغيل محطات OTEC الصغيرة إمكانية بناء محطة طاقة حرارية أكثر قوة OTEC-1 بسرعة والبدء في تصميم أنظمة أكثر قوة من هذا النوع.

ويمكن للحرارة المنبعثة من الصخور الساخنة في القشرة الأرضية أن تولد الكهرباء أيضًا. ومن خلال الآبار المحفورة في الصخر، يتم ضخ الماء البارد إلى الأسفل، ويرتفع البخار المتولد من الماء إلى الأعلى، مما يؤدي إلى تدوير التوربين. ويسمى هذا النوع من الطاقة بالطاقة الحرارية الأرضية. يتم استخدامه، على سبيل المثال، في نيوزيلندا وأيسلندا.

أحد الاستخدامات الأكثر غرابة للنفايات البشرية هو توليد الكهرباء من القمامة. أصبحت مشكلة مدافن النفايات الحضرية واحدة من أكثر المشاكل إلحاحا في المدن الكبرى الحديثة. ولكن اتضح أنه لا يزال من الممكن استخدامها لإنتاج الكهرباء. على أية حال، هذا بالضبط ما فعلوه في الولايات المتحدة، في ولاية بنسلفانيا. عندما بدأ الفرن، المصمم لحرق القمامة وتوليد الكهرباء في نفس الوقت لـ 15000 منزل، في الحصول على وقود غير كاف، تقرر تجديده بالقمامة من مدافن النفايات المغلقة بالفعل. تولد الطاقة المولدة من النفايات حوالي 4000 دولار من الإيرادات للمقاطعة كل أسبوع. لكن الشيء الرئيسي هو أن حجم مدافن النفايات المغلقة انخفض بنسبة 78٪.

عند تحللها في مدافن النفايات، تطلق القمامة غازًا، 50-55% منه غاز الميثان، و45-50% ثاني أكسيد الكربون وحوالي واحد بالمائة عبارة عن مركبات أخرى. إذا كان الغاز المنبعث في السابق يسمم الهواء ببساطة، فقد بدأوا الآن في الولايات المتحدة في استخدامه كوقود في محركات الاحتراق الداخلي لتوليد الكهرباء. وفي شهر مايو 1993 وحده، أنتجت 114 محطة لتوليد الطاقة بالغاز من مدافن النفايات 344 ميجا جول من الكهرباء. أكبرها، في مدينة ويتير، تنتج 50 ميجا جول سنويًا. والمحطة بقدرة 12 ميجاوات قادرة على تلبية احتياجات الكهرباء لسكان 20 ألف منزل. ووفقا للخبراء، يوجد في مدافن النفايات الأمريكية ما يكفي من الغاز لتشغيل محطات صغيرة لمدة 30-50 عاما. ألا يجب أن نفكر أيضًا في مشكلة إعادة تدوير النفايات؟ إذا كانت لدينا تكنولوجيا فعالة، فيمكننا تقليل عدد "أكوام" القمامة، وفي الوقت نفسه تجديد وتجديد احتياطيات الطاقة بشكل كبير، ولحسن الحظ، لا يوجد "نقص في المواد الخام" لإنتاجها.

يبدو أن ما يمكن أن يكون أكثر إزعاجًا من السماد؟ ترتبط العديد من المشاكل بتلوث المسطحات المائية بسبب نفايات مزارع الفراء. تساهم كميات كبيرة من المواد العضوية التي تدخل المسطحات المائية في تلوثها.

ومن المعروف أن محطات التدفئة هي من الملوثات النشطة للبيئة، وكذلك مزارع الخنازير وحظائر الأبقار. ومع ذلك، يمكن صنع شيء جيد من هذين الشرين. وهذا بالضبط ما حدث في مدينة بيديلهينتون الإنجليزية، حيث تم تطوير تقنية تحويل روث الخنازير إلى كهرباء. وتمر النفايات عبر خط أنابيب إلى محطة توليد الكهرباء، حيث تخضع للمعالجة البيولوجية في مفاعل خاص. ويستخدم الغاز الناتج لتوليد الكهرباء، وتستخدم النفايات التي تعالجها البكتيريا للأسمدة. ومن خلال معالجة 70 طنًا من السماد يوميًا، يمكنك الحصول على 40 كيلووات في الساعة.

أعرب العديد من الخبراء عن قلقهم إزاء الاتجاه المتزايد باستمرار نحو كهربة الاقتصاد والاقتصاد بشكل كامل: محطات الطاقة الحرارية تحرق المزيد والمزيد من الوقود الكيميائي، ومئات من محطات الطاقة النووية الجديدة، فضلا عن محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية الناشئة، ستعمل على نطاق أوسع من أي وقت مضى لإنتاج الطاقة الكهربائية. ولذلك، فإن العلماء مشغولون بالبحث عن أنظمة طاقة جديدة بشكل أساسي.

كفاءة محطات الطاقة الحرارية منخفضة نسبيا. وفي هذه الحالة، يتم فقدان حصة كبيرة من الطاقة مع الحرارة المهدرة (على سبيل المثال، مع الماء الدافئ الذي يتم تصريفه من أنظمة التبريد)، مما يؤدي إلى ما يسمى بالتلوث الحراري للبيئة. ويترتب على ذلك أنه يجب بناء محطات الطاقة الحرارية في الأماكن التي تتوفر فيها مياه التبريد الكافية، أو في المناطق العاصفة حيث لن يكون لتبريد الهواء تأثير سلبي على المناخ المحلي. يضاف إلى ذلك قضايا السلامة والنظافة. ولهذا السبب يجب أن تكون محطات الطاقة النووية الكبيرة في المستقبل بعيدة قدر الإمكان عن المناطق المكتظة بالسكان. لكن بهذه الطريقة يتم إزالة مصادر الكهرباء من مستهلكيها، مما يعقد مشكلة نقل الطاقة بشكل كبير.

إن نقل الكهرباء عبر الأسلاك أمر مكلف للغاية: فهو يمثل حوالي ثلث تكلفة الطاقة التي يتحملها المستهلك. ومن أجل خفض التكاليف، يتم بناء خطوط الكهرباء بجهود أعلى بشكل متزايد - وسوف تصل قريبا إلى 1500 كيلو فولت. لكن الخطوط الهوائية ذات الجهد العالي تتطلب عزل مساحة كبيرة من الأرض، كما أنها معرضة للرياح القوية جداً وعوامل الأرصاد الجوية الأخرى. لكن خطوط الكابلات تحت الأرض أغلى بـ 10 إلى 20 مرة، ولا يتم وضعها إلا في حالات استثنائية (على سبيل المثال، عندما يكون ذلك بسبب الاعتبارات المعمارية أو الموثوقية).

المشكلة الأكثر خطورة هي تراكم وتخزين الكهرباء، حيث أن محطات توليد الطاقة تعمل بشكل اقتصادي بقدرة ثابتة وحمولة كاملة. وفي الوقت نفسه، يتغير الطلب على الكهرباء على مدار اليوم والأسبوع والسنة، لذلك يجب تعديل طاقة محطات الطاقة وفقًا لذلك. الطريقة الوحيدة لتخزين كميات كبيرة من الكهرباء للاستخدام المستقبلي حاليًا توفرها محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها للتخزين، ولكنها بدورها ترتبط بالعديد من المشكلات.

كل هذه المشاكل التي تواجه الطاقة الحديثة يمكن حلها، بحسب العديد من الخبراء، من خلال استخدام الهيدروجين كوقود وإنشاء ما يسمى باقتصاد الطاقة الهيدروجينية.

يمكن اعتبار الهيدروجين، أبسط وأخف العناصر الكيميائية، وقودًا مثاليًا. وهي متوفرة أينما وجد الماء. عند حرق الهيدروجين يتم إنتاج الماء الذي يمكن أن يتحلل مرة أخرى إلى هيدروجين وأكسجين، ولا تسبب هذه العملية أي تلوث بيئي. لا ينبعث لهب الهيدروجين منتجات في الغلاف الجوي تصاحب حتمًا احتراق أي أنواع أخرى من الوقود: ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والهيدروكربونات والرماد والأكسيد البيروكسيد العضوي وما إلى ذلك. للهيدروجين قيمة حرارية عالية جدًا: فحرق 1 جم من الهيدروجين ينتج 120 جول من الطاقة الحرارية، وحرق 1 جم من البنزين ينتج 47 جول فقط.

يمكن نقل الهيدروجين وتوزيعه عبر خطوط الأنابيب مثل الغاز الطبيعي. يعد نقل الوقود عبر خطوط الأنابيب أرخص وسيلة لنقل الطاقة لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يتم وضع خطوط الأنابيب تحت الأرض، مما لا يزعج المناظر الطبيعية. تشغل خطوط أنابيب الغاز مساحة أرض أقل من الخطوط الكهربائية العلوية. إن نقل الطاقة على شكل غاز الهيدروجين عبر خط أنابيب قطره 750 ملم لمسافة تزيد عن 80 كيلومتراً سيكون أقل تكلفة من نقل نفس الكمية من الطاقة على شكل تيار متردد عبر كابل تحت الأرض. على مسافات أكبر من 450 كم، يكون نقل الهيدروجين عبر خطوط الأنابيب أرخص من استخدام خط طاقة علوي يعمل بالتيار المستمر بجهد 40 كيلو فولت، وعلى مسافة تزيد عن 900 كم، يكون أرخص من استخدام خط طاقة تيار متردد علوي بجهد يبلغ 500 كيلو فولت.

الهيدروجين هو وقود اصطناعي. ويمكن الحصول عليه من الفحم، أو النفط، أو الغاز الطبيعي، أو عن طريق تحلل الماء. ووفقا للتقديرات، يتم إنتاج واستهلاك حوالي 20 مليون طن من الهيدروجين سنويا في العالم اليوم. وينفق نصف هذا المبلغ على إنتاج الأمونيا والأسمدة، ويستخدم الباقي لإزالة الكبريت من الوقود الغازي، وفي علم المعادن، لهدرجة الفحم وأنواع الوقود الأخرى. في الاقتصاد الحديث، يظل الهيدروجين مادة كيميائية وليس مادة خام للطاقة.

الطرق الحديثة والواعدة لإنتاج الهيدروجين.حاليًا، يتم إنتاج الهيدروجين بشكل رئيسي من النفط (حوالي 80٪). لكن هذه عملية غير اقتصادية للطاقة، لأن الطاقة التي يتم الحصول عليها من هذا الهيدروجين تكلف 3.5 مرة أكثر من الطاقة الناتجة عن حرق البنزين. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفة هذا الهيدروجين تتزايد باستمرار مع ارتفاع أسعار النفط.

يتم إنتاج كمية صغيرة من الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي. إن إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء أكثر تكلفة من إنتاجه من النفط، لكنه سيتوسع ويصبح أرخص مع تطور الطاقة النووية. وبالقرب من محطات الطاقة النووية، من الممكن وضع محطات التحليل الكهربائي للمياه، حيث سيتم استخدام كل الطاقة المولدة من محطة الطاقة لتحليل الماء لتكوين الهيدروجين. صحيح أن سعر الهيدروجين الإلكتروليتي سيظل أعلى من سعر التيار الكهربائي، لكن تكاليف نقل وتوزيع الهيدروجين منخفضة للغاية بحيث سيكون السعر النهائي للمستهلك مقبولاً تماماً مقارنة بسعر الكهرباء.

اليوم، يعمل الباحثون بشكل مكثف على تقليل تكلفة العمليات التكنولوجية لإنتاج الهيدروجين على نطاق واسع من خلال تحلل الماء بشكل أكثر كفاءة، باستخدام التحليل الكهربائي لبخار الماء بدرجة حرارة عالية، باستخدام المحفزات، والأغشية شبه المنفذة، وما إلى ذلك.

تم إيلاء الكثير من الاهتمام لطريقة التحليل الحراري، والتي (في المستقبل) تتكون من تحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين عند درجة حرارة 2500 درجة مئوية. لكن المهندسين لم يتقنوا بعد مثل هذا الحد من درجات الحرارة في الوحدات التكنولوجية الكبيرة، بما في ذلك تلك التي تعمل بالطاقة النووية (في المفاعلات عالية الحرارة، ما زالوا يعتمدون فقط على درجات حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية). ولذلك يسعى الباحثون إلى تطوير عمليات متعددة المراحل تسمح بإنتاج الهيدروجين عند درجات حرارة أقل من 1000 درجة مئوية.

في عام 1969، قام الفرع الإيطالي لليوراتوم بتشغيل منشأة لإنتاج الهيدروجين الحراري، والتي تعمل بكفاءة تصل إلى 55% عند درجة حرارة 730 درجة مئوية. تم استخدام بروميد الكالسيوم والماء والزئبق. يتحلل الماء الموجود في التركيب إلى هيدروجين وأكسجين، وتدور الكواشف المتبقية في دورات متكررة. تعمل المنشآت المصممة الأخرى عند درجات حرارة تتراوح بين 700-800 درجة مئوية. ويعتقد أن المفاعلات ذات الحرارة العالية ستزيد من كفاءة مثل هذه العمليات إلى 85%. اليوم نحن غير قادرين على التنبؤ بدقة بكمية الهيدروجين التي ستكلفها. لكن إذا أخذنا في الاعتبار أن أسعار جميع أنواع الطاقة الحديثة تتجه نحو الارتفاع، فيمكننا الافتراض أنه على المدى الطويل، ستكون الطاقة على شكل هيدروجين أرخص من تلك التي على شكل غاز طبيعي، وربما على شكل كهرباء. حاضِر.

استخدام الهيدروجين.وعندما يصبح الهيدروجين وقودًا متاحًا مثل الغاز الطبيعي اليوم، فسوف يتمكن من استبداله في كل مكان. يمكن حرق الهيدروجين في مواقد الطهي وسخانات المياه والأفران المجهزة بشعلات لا تختلف كثيرًا أو لا تختلف كثيرًا عن الشعلات الحديثة المستخدمة لحرق الغاز الطبيعي.

عند احتراق الهيدروجين، لا تبقى أي منتجات احتراق ضارة. ولذلك ليست هناك حاجة لأنظمة إزالة هذه المنتجات لأجهزة التدفئة التي تعمل بالهيدروجين. علاوة على ذلك، يمكن اعتبار بخار الماء الناتج أثناء الاحتراق منتجا مفيدا - فهو يرطب الهواء (كما تعلمون، في الشقق الحديثة مع التدفئة المركزية، يكون الهواء جافا للغاية). وغياب المداخن لا يساعد فقط على توفير تكاليف البناء، بل يزيد أيضًا من كفاءة التدفئة بنسبة 30٪.

يمكن أن يستخدم الهيدروجين أيضًا كمادة خام كيميائية في العديد من الصناعات، على سبيل المثال، في إنتاج الأسمدة والمنتجات الغذائية والمعادن والبتروكيماويات. ويمكن استخدامه أيضًا لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية المحلية.

إن دور الطاقة في صيانة الحضارة ومواصلة تطويرها لا يمكن إنكاره. من الصعب في المجتمع الحديث العثور على مجال واحد على الأقل من مجالات النشاط البشري لا يتطلب ذلك بشكل مباشر أو غير مباشر المزيد من الطاقةمما يمكن أن توفره عضلات الإنسان.

استهلاك الطاقة هو مؤشر مهم لمستويات المعيشة. في تلك الأيام، عندما كان الإنسان يحصل على الطعام عن طريق جمع ثمار الغابات وصيد الحيوانات، كان يحتاج إلى حوالي 8 ميغا جول من الطاقة يوميًا. وبعد السيطرة على النار، زادت هذه القيمة إلى 16 ميجا جول؛ وفي مجتمع زراعي بدائي كانت 50 ميجا جول، وفي مجتمع أكثر تطوراً كانت 100 ميجا جول.

لا تزال مصادر الطاقة التقليدية تحتل مكانة رائدة في صناعة الكهرباء العالمية. ومع ذلك، مقابل كل متر مكعب جديد من الغاز أو طن من النفط، عليك الذهاب إلى الشمال أو الشرق، ودفن نفسك في الأرض بشكل أعمق. ليس من المستغرب أن ترتفع تكلفة النفط والغاز كل عام. بالإضافة إلى ذلك، فإن الموارد الطبيعية محدودة، وفي النهاية، ستضطر البشرية إلى التحول أولاً إلى الاستخدام الواسع النطاق للطاقة النووية، ثم بالكامل إلى طاقة الرياح والطاقة الشمسية والأرضية.

ومن غير الممكن استخدام الطاقة البديلة في كل مكان إلا عندما يصبح الوقود التقليدي نادراً إلى الحد الذي يجعل سعره مرتفعاً إلى حد لا يصدق؛ أو عندما تدفع أزمة بيئية البشرية إلى حافة التدمير الذاتي. من الممكن الآن بالفعل تقليل احتمالية حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل كبير والقضاء على جميع المناطق غير المواتية بيئيًا من خلال استخدام الطاقة البديلة النظيفة. ومع ذلك، فإن هذا لم يحدث بعد بسبب انخفاض ربحية هذا البناء. لا أحد يريد أن يستثمر أمواله في شيء لن يؤتي ثماره إلا في غضون بضعة قرون. بعد كل شيء العمل التحضيرييعد استخدام أي مصدر للطاقة البديلة مكلفًا للغاية، بالإضافة إلى أنه ليس آمنًا دائمًا لكل من الأشخاص والبيئة. لذلك، لا ينبغي أن نتوقع التشغيل الفوري للمصدر “الصحيح” للكهرباء في المستقبل القريب.

1. فولكوف إس جي،الطاقة الكهرومائية، سانت بطرسبرغ، 1997.

2. نيبوروزني بي إس، بوبكوف السادس،موارد الطاقة في العالم، م.، إنرجواتوميزدات، 1995.

3. مصادر الطاقة. حقائق، مشاكل، حلول، م.، العلوم والتكنولوجيا، 1997.

1. اللحظة التنظيمية.

- نحن ندرس قسم "جغرافية الموارد الطبيعية في العالم".

قبل أن نبدأ بالتعرف موضوع جديدالدرس، سنختار شخصين سيعملان مع موارد الإنترنت ويبحثان عن إجابات للأسئلة المطروحة عليهما.

أسئلة. 1) أعط أمثلة لمصادر الطاقة البديلة التي لم تتم مناقشتها في الفصل. وضح جوهرها (باستثناء الموارد المعدنية والمياه والأراضي والغابات والمحيطات).

2) ما هي المجموعات التي يمكن تقسيم الموارد الترفيهية إليها؟ (ولا تنظر إلى التصنيف الوارد في الكتاب المدرسي ص121)

2. ت.ز.م.

ما هي أنواع الموارد الطبيعية التي التقينا بها بالفعل؟

موضوع درسنا اليوم يسمى "أنواع مثيرة للاهتمام من الموارد الطبيعية"، وفي الكتاب المدرسي الموضوع هو "أنواع أخرى من الموارد الطبيعية". (الشريحة 1)لماذا الأنواع الأخرى، ما هي هذه الأنواع الأخرى من الموارد الطبيعية؟ كيف تفهم؟

هذه هي مصادر الطاقة البديلة والموارد الترفيهية.

ماذا نريد أن نتعلم في الصف؟ (الشريحة 2)

واليوم لن نتذكر فقط ما هي هذه الأنواع من الموارد الطبيعية، بل سنتعرف على تنوعها على كوكبنا، ونقيمها، ونرسم خريطة لجغرافيتها.

في الدرس سوف نعوض المشروع - خريطة "أنواع محطات الطاقة البديلة والموارد الترفيهية في العالم"وستكونون مشاركين نشطين في مشروعنا.

لإنشاء مشروع في الدرس الأخير، قمنا بتقسيمنا إلى مجموعات صغيرة مكونة من 3 أشخاص. وفي كل مجموعة تم اختيار قائد ومنظم ومصمم. ستعمل كل مجموعة على مشروعها الخاص، والذي يجب تقديمه في نهاية الدرس. يتم التفكير في الدفاع عن المشروع من خلال استخدام الأسئلة المقدمة لك على الأوراق.

3. مادة جديدة.

أول ما سنتعرف عليه اليوم هو مصادر الطاقة البديلة. (الشريحة 3)

هناك مصادر طاقة تقليدية وغير تقليدية.

– ما هي مصادر الطاقة التقليدية؟

– لماذا تعتبر موارد الوقود والطاقة المائية والطاقة النووية مصادر طاقة تقليدية؟

ماذا نسمي مصادر الطاقة غير التقليدية؟

– قائمة مصادر الطاقة البديلة.

لماذا يطلق عليهم البديل؟

جميع محطات الطاقة التقليدية (محطات الطاقة الحرارية، محطات الطاقة الكهرومائية، محطات الطاقة النووية) تولد أكثر من 99٪ من إجمالي الطاقة العالمية، على التوالي، محطات الطاقة البديلة - أقل من 1٪.

لقد تم الحديث عن آفاق الطاقة النووية الحرارية لفترة طويلة جدًا. ما هو معنى نووي حراري ؟ (الشريحة 4)

يمكن أن يجعل الشخص مستقلاً عن مصادر الطاقة التقليدية. على الرغم من كل جهود العلماء، لم يكن من الممكن بعد إنشاء تركيب نووي حراري تجريبي. لكن العمل في هذا الاتجاه تم تنفيذه بكثافة متواصلة لعدة عقود.

العمل مع نص الكتاب المدرسي.

دعونا نتعرف على مصادر الطاقة البديلة ونحدد العوامل التي تؤثر على وضع محطات توليد الطاقة ومشاكل وضعها. للقيام بذلك، ملء الجدول. (نص الدراسة الصفحات 117-119)

مصادر غير تقليدية	العوامل المؤثرة على التنسيب	مشاكل	بلدان
الطاقة الشمسية - طاقة شمسية
			أيسلندا، غرب الولايات المتحدة الأمريكية، نيوزيلندا، الفلبين، إيطاليا، المكسيك، اليابان.
	المناطق التي تهب فيها الرياح بشكل مستمر ومتساوي.
		ارتفاع تكاليف البناء والطاقة التي تختلف على مدار اليوم

العمل مع الخريطة الكنتورية.

سوف نتحقق من الجدول وفي نفس الوقت، باستخدام الرموز، نرسم على الخريطة الكنتورية البلدان التي لديها محطات طاقة تعمل بالوقود البديل. (الشريحة 5-12)

ما هي مصادر الطاقة البديلة الأخرى الموجودة والتي لم تتم مناقشتها في الفصل؟ (الشريحة 13-15)

خاتمة.

لذا، فإن صناعة الطاقة البديلة لا تزال في مهدها وهي واعدة للغاية، لأنها تقلل من اعتماد الإنسان على مصادر الوقود المعدني القابلة للنفاد.

تعرف على الموارد الترفيهية في العالم.

كيف تفهم ما تعنيه الموارد الترفيهية؟ (الشريحة 16)

الترفيه هو استعادة القوى الجسدية والروحية للإنسان التي يقضيها في عملية الحياة، مما يزيد من صحته وأدائه

الموارد الترفيهية هي أشياء طبيعية أو من صنع الإنسان لها خصائص مثل التفرد والقيمة التاريخية أو الفنية والجاذبية الجمالية والقيمة الصحية.

في العقود الماضيةوتزايدت أهمية هذه الموارد. ويرجع ذلك إلى أن الإنسان توقف عن العمل من أجل البقاء (أو الاهتمام بالحصول على خبز يومي - لليوم والغد)، وبدأ يفكر في الراحة والمتع المرتبطة بها، حيث أخذ السفر مكاناً معيناً. . وفي وقت لاحق أصبح هذا النوع من الترفيه يعرف بالسياحة.

هناك سياح في كل مكان! هناك شركات سفر تزور القطبين الشمالي والجنوبي وتتسلق جبل إيفرست وتبحر حول العالم وغير ذلك الكثير. (الشريحة 17)

وهكذا نشأ "الازدهار السياحي". ما هو وما يرتبط بـ "الطفرة السياحية" في العقود الأخيرة؟ نص الكتاب المدرسي صفحة 120.

هناك أنواع عديدة من الموارد الترفيهية. يمكن دمجهم في مجموعتين. (الشريحة 18)

انظر إلى الشكل 63 في الصفحة 121، واملأ المخطط في دفتر ملاحظاتك، وأكمله بأمثلة من الكتاب المدرسي أو بأمثلتك الخاصة.

(التحقق من المخطط المكتمل) (الشريحتان 19-22)

حيث أن أحد أنواع الموارد الترفيهية هي الموارد الثقافية والتاريخية، هنا اهتمام خاصوينبغي أن تعطى لمواقع التراث الثقافي والطبيعي العالمي.

(رسالة من الطالب 1) (الشريحتان 23-26)

ما هي المجموعات الأخرى التي يمكن تقسيم الموارد الترفيهية إليها؟ (الشريحة 27)

ولنتأمل هنا الصورة التشوهية للسفر السياحي الدولي.

(الشريحة 28)

تظهر الخريطة بشكل مشوه، حيث أن تلك الدول التي تستقبل العديد من السياح على مدار العام تمتلئ بالعصير وتنتفخ، وتلك الدول التي تستقبل عددا قليلا من الرحلات السياحية يقل حجمها مقارنة بخطوطها الحقيقية.

توضح الخريطة أن أوروبا الغربية هي الوجهة الأكثر شعبية للسياح الدوليين. وتستقبل المنطقة 46% من السياح الوافدين على مستوى العالم. 0.1% من الرحلات السياحية العالمية تذهب إلى أراضي أفريقيا الوسطى

كوجهة سياحية، تستقبل أندورا 45 زيارة لكل شخص من السكان سنويًا. الأرقام المكافئة لموناكو وجزر البهاما هي 7 و5 على التوالي.

دعونا نتتبع ديناميكيات السياحة الدولية من عام 1950 إلى عام 2005. ما الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه من هذا الرسم البياني؟ (الشريحة 29)

هناك عدد كبير من البلدان التي لديها موارد ترفيهية. وتشمل هذه فرنسا وإيطاليا وألمانيا والهند وتركيا والمكسيك ومصر وروسيا... ولكن الأكثر شعبية هي البلدان والمناطق حيث يتم الجمع بين الموارد الطبيعية والترفيهية الغنية مع المعالم الثقافية والتاريخية.

العمل مع الخريطة الكنتورية.

أكمل الخريطة "أنواع محطات الطاقة البديلة والموارد الترفيهية في العالم" - أعط 2-3 أمثلة للبلدان لكل مجموعة من الموارد الترفيهية. (الشريحة 30)

خاتمة.

أدى أسلوب الحياة الحديث إلى انفجار ترفيهي. زيارة السياح مختلف البلدانسلام. لا تشكل الموارد الترفيهية كائنات طبيعية فحسب، بل تشكل أيضًا كائنات بشرية المنشأ.

حماية المشروع.

فكر في اسم بطاقتك. لماذا اخترت هذا الاسم؟

فكر في الأمر الرموزلكل نوع من محطات الطاقة البديلة. لماذا اخترت هذه الرموز بالذات؟

هل كان العمل على هذه المشكلة مثيرًا للاهتمام بالنسبة لك؟

هل كان العمل مع هؤلاء الأشخاص في المجموعة مثيرًا للاهتمام بالنسبة لك؟

5) هل ترغب في تغيير عملية العمل في المشروع؟ لماذا؟

4. الواجبات المنزلية.

اكتب مقالاً عن أحد المواضيع: "مصادر الطاقة غير التقليدية: إيجابيات وسلبيات" أو "الموارد الترفيهية في العالم".

ص/ت ص 52 – 54 جميع المهام.

(المقال هو نوع من النثر الفلسفي والعلمي النقدي والتاريخي والسيرة الذاتية والصحفي، ويجمع بين الموقف الفردي المؤكد للمؤلف مع عرض تقديمي مريح ومتناقض في كثير من الأحيان، يركز على الكلام العامي.)

من السهل إرسال عملك الجيد إلى قاعدة المعرفة. استخدم النموذج أدناه

أحسنتإلى الموقع">

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

تم النشر على http: شبكة الاتصالات العالمية. com.allbest. رو/

وزارة التعليم والعلوم في جمهورية كازاخستان

الجامعة الوطنية الأوراسية سميت باسم. إل. إن. جوميلوف

القسم: الجغرافيا الطبيعية والاقتصادية

دبلوموظيفة

علىعنوان: الجغرافيا الحديثة للطاقة البديلة في كازاخستان

أكملها: إيسبولاتوفا أ.د.

أستانا 2012

قائمة الاختصارات

مسرد

مقدمة

1. الاتجاهات الحاليةوآفاق تطور الطاقة العالمية

1.1 الإنتاج العالمي واستهلاك الكهرباء وجغرافية توزيع ناقلات الطاقة الرئيسية حسب منطقة العالم

1.2 الجغرافيا الحديثة لاستخدام مصادر الطاقة البديلة في العالم

1.3 الطرق الحديثة لتوليد الكهرباء وطاقة الرياح في العالم

2. الحالة الحاليةاتجاهات وآفاق تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في كازاخستان

2.1 تحليل الوضع الحالي وآفاق تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في كازاخستان

2.2 سوق الطاقة الكهربائية في جمهورية كازاخستان

3. تطوير واستخدام مصادر بديلة للطاقة الكهربائية في كازاخستان

3.1 الاتجاهات والآفاق الحالية لتطوير طاقة الرياح في كازاخستان

3.2 الفوائد الاقتصادية والفوائد الاجتماعية من تطوير طاقة الرياح في كازاخستان

خاتمة

قائمة المصادر المستخدمة

التطبيقات

قائمة الاختصارات

CDM - آلية التنمية النظيفة

رابطة الدول المستقلة - كومنولث الدول المستقلة

COP - مؤتمر الأطراف (UNFCCC)

AO - التقييم النهائي

مرفق البيئة العالمية - مرفق البيئة العالمية

GW - جيجاوات - وحدة طاقة تساوي 1,000,000,000 واط

GWh - جيجاوات في الساعة - وحدة طاقة تساوي 1,000,000,000 واط في الساعة

KEA - نظام الطاقة الكهربائية في كازاخستان

KEGOC - شركة إدارة الشبكات الكهربائية الكازاخستانية

KOREM - مشغل كازاخستان لسوق الكهرباء والقدرة

MEMR - وزارة الطاقة والثروة المعدنية

MINT - وزارة الصناعة والتكنولوجيات الجديدة

SOS - تقييم منتصف المدة

MW - ميجاوات - وحدة طاقة تساوي 1،000،000 واط

MWh - ميجاوات في الساعة - وحدة طاقة تساوي 1,000,000 وات في الساعة

NEAP - خطة العمل الوطنية لحماية البيئة في كازاخستان

PIU - مجموعة تنفيذ المشروع

أوبك - منظمة الدول المصدرة للنفط

برنامج الأمم المتحدة الإنمائي - برنامج الأمم المتحدة الإنمائي

برنامج الأمم المتحدة للبيئة - برنامج الأمم المتحدة للبيئة

REK - شركة الشبكة الكهربائية الإقليمية

TWh - تيراواط في الساعة - وحدة طاقة تساوي 1,000,000,000,000 واط ساعة

PPA - الاتفاق وشراء الطاقة

زاللوزاريوم

وطني الطاقة الكهربائية نظام (NES)، ممثلة بشركة عمليات الشبكة الكهربائية الكازاخستانية JSC (KEGOC). تم تشكيلها على أساس الشبكات الكهربائية المكونة للنظام (بين الولايات والأقاليم) بقدرة 220-500-1150 كيلو فولت.

إقليمي الشبكة الكهربائية شركات (REC) وتحتوي على شبكات توزيع جهد 110 كيلو فولت فما دون وتقوم بمهام نقل الطاقة الكهربائية على مستوى المنطقة.

الشركات المصنعة كهرباء - محطات توليد كهرباء مستقلة أو متكاملة مع منشآت صناعية كبيرة.

مفهوم إضافي تطوير سوق العلاقات V صناعة الطاقة الكهربائية جمهورية كازاخستان . ويهدف في المقام الأول إلى ترسيخ وتطوير مبدأ تقاسم الوظائف التالية بين المشاركين في سوق الطاقة: · إنتاج الطاقة الكهربائية. نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية. توريد (بيع) الطاقة الكهربائية للمستهلكين النهائيين. وينص هذا المفهوم على التمييز الواضح بين مستويين من نظام الطاقة في كازاخستان: أسواق الجملة والتجزئة للكهرباء.

لامركزية سوق. وهنا، يدخل المشاركون في سوق الجملة (المشترين والبائعين للكهرباء) في اتفاقيات شراء وبيع ثنائية مباشرة مع بعضهم البعض. للمشاركة في سوق الطاقة بالجملة

يجب أن تستوفي الشركة أو المستهلك معايير معينة. وعلى وجه الخصوص، توفير/استهلاك ما لا يقل عن 1 ميغاواط من متوسط ​​الطاقة الكهربائية اليومية.

مركزية سوق هو نوع من التبادل حيث يقوم المشاركون ببيع وشراء الكهرباء. الموضوع الرئيسي للتداول في هذا السوق هو عقود التوريد اليومية (السوق الفورية)، بالإضافة إلى عقود توريد الطاقة متوسطة وطويلة الأجل (العقود الآجلة). وفي وقت اعتماد المفهوم، كانت أحجام التداول الفوري تمثل 1% فقط من إجمالي عدد العقود المبرمة. كل شيء آخر هو عقود البيع الثنائية المباشرة.

التوازن سوق تؤدي الكهرباء في "الوقت الفعلي" وظائف الحل المادي للاختلالات الناشئة بين القيم التعاقدية والفعلية لتدفقات الكهرباء. يقوم مشغل النظام (KEGOC) بإزالة الاختلالات الناشئة من خلال استخدام القدرة الاحتياطية. ولهذا الغرض، ستقوم الوكالات الحكومية وشركة KEGOC بتحديد محطات طاقة محددة حيث توجد احتياطيات الطاقة. يجب على المشارك في السوق الذي سمح بزيادة حجم الاستهلاك التعاقدي أو انخفاض في توليد الكهرباء أن يدفع مقابل خدمات مشغل النظام لحل الاختلالات الناشئة.

سوق نظامي و مساعد خدمات. البائع/المشتري الرئيسي في هذا السوق هو مشغل النظام - KEGOC. وباعتباره بائعًا، فإنه يوفر لجميع المشاركين في سوق الجملة خدمات مماثلة لتلك التي تقدمها شركات شبكات الطاقة الإقليمية في سوق التجزئة. وتشمل هذه نقل الطاقة الكهربائية عبر شبكات نظام الطاقة الوطني (220-500-1150 كيلوفولت) والتوزيع الفني للشبكة واستهلاك الطاقة الكهربائية؛ تنظيم الطاقة في عملية نقل الطاقة الكهربائية وإرسالها. يتم تصنيف جميع الخدمات المذكورة أعلاه بموجب تشريعات كازاخستان على أنها احتكار طبيعي.

بيع بالتجزئةسوقكهربائيطاقةويمكن رؤية مبدأ فصل الوظائف بشكل أكثر وضوحا في الهيكل الجديد لسوق الكهرباء بالتجزئة، والذي يتكون هيكله التنظيمي من ثلاث مجموعات من الكيانات المستقلة اقتصاديا.

إنتاج الطاقةشركات. وحاليا يتم استبعاد إنتاج الطاقة الكهربائية من قائمة الأنشطة التي تدخل في نطاق الاحتكار الطبيعي. نتيجة لذلك، يتم مساواة منتجي الطاقة بشركات الإنتاج العادية، والهدف الرئيسي منها هو البيع الفعال لمنتجاتها (في في هذه الحالة- الطاقة الكهربائية). يجب أن تصبح المنافسة الحرة وغياب الرقابة الصارمة لمكافحة الاحتكار في المستقبل حافزًا لتطوير صناعة إنتاج الطاقة، وزيادة كفاءة محطات الطاقة وإدخال تقنيات إنتاج جديدة.

إقليميالشبكة الكهربائيةشركة(تسجيل) يحتل مكانًا خاصًا في نظام سوق التجزئة، نظرًا لأنه من بين جميع موضوعاته، فإن أنشطة المجموعات الاقتصادية الإقليمية هي الأكثر خضوعًا لتنظيم الدولة. الطاقة الكهربائية طاقة الرياح البديلة

إمدادات الطاقةشركات. واليوم، وفقا لوزارة الطاقة، هناك أكثر من 500 شركة لديها تراخيص لمزاولة أنشطة إمدادات الطاقة. من المهم أن تختلف المتطلبات التكنولوجية لشركات إمدادات الطاقة بشكل كبير عن متطلبات الشركات المنتجة للطاقة أو REKs، مما يسهل إنشاءها إلى حد كبير. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة لأنشطة شركة إنتاج الطاقة، من الضروري أن يكون لديك منشأة توليد لإنتاج الكهرباء (محطة توليد الكهرباء)، ولنظام التوزيع والتوزيع - نظام خطوط الكهرباء ذات السعات والخطوات المختلفة -محطات فرعية أسفل.

مقدمة

الصلةالمواضيعبحث

لقد أصبح القرن العشرين شيئاً من الماضي، قرن النفط والغاز. ويتزايد استخراج واستهلاك هذه الموارد، التي حلت محل الخشب والفحم في بداية القرن، كل عام. يلعب النفط دورًا رئيسيًا في تطور الحضارة الإنسانية. لقد سمحت للإنسانية بالتحرك حول العالم بشكل أسرع بكثير - السفر والطيران والسباحة باستخدام محركات الاحتراق الداخلي وتدفئة نفسها وتطوير المجمع الزراعي وزيادة مدة وجودة الحياة البشرية.

وتتركز احتياطيات النفط المؤكدة في العالم في منطقة الشرق الأوسط. تمتلك خمس دول في الشرق الأوسط ما يقرب من ثلثي الاحتياطيات العالمية: المملكة العربية السعودية (25٪)، العراق (11٪)، الإمارات العربية المتحدة (9٪)، الكويت (9٪) وإيران (9٪). خارج الشرق الأوسط، توجد أكبر الاحتياطيات في فنزويلا (7٪) وروسيا - ما يقرب من 5٪ من احتياطيات النفط العالمية.

لقد كان للنفط ولا يزال له تأثير كبير على مستوى التنمية في كازاخستان: على رفاهية الناس؛ فيما يتعلق بالقدرة الدفاعية للبلاد، فيما يتعلق بالسياسة الداخلية والخارجية، فهي أحد أسس الاقتصاد الروسي، وأهم مصدر لعائدات التصدير في البلاد.

لكن الاحتياطيات من النفط والغاز الطبيعي والفحم آخذة في النضوب، والآن تواجه البشرية أكثر من غيرها القضية الحالية، ماذا تفعل عندما ينفد؟ وإذا لم يجد العلماء بدائل لمصادر الطاقة التقليدية، فإن الكوكب سيكون على حافة الكارثة. ولكن قبل وقت طويل من نفاد احتياطيات النفط والغاز والفحم (وفقًا لأكثر التوقعات تفاؤلاً، سينضب النفط خلال 30 إلى 40 عامًا)، فسوف يصبح باهظ الثمن للغاية لدرجة أن استخدامه لأغراض مثل التنقل جوًا سيتم استبعاد الأراضي والمياه باستخدام وسائل النقل التقليدية.

لذلك، فإن المهمة المهمة لبلدنا الآن هي ضمان أمن الطاقة. ويمكن حل هذه المشكلة، على وجه الخصوص، من خلال وضع تدابير لتوفير الطاقة وتطوير مصادر الطاقة البديلة. ولهذا السبب، تمتلك كازاخستان كل الإمكانيات تقريبًا: التمويل اللازم الذي يأتي إلى الميزانية من بيع النفط والغاز والفحم وأفضل العلماء في العالم، والتقنيات الثورية التي تم اختبارها عمليًا. لسوء الحظ، لم يتم توزيع هذه التقنيات بعد على نطاق واسع.

وبناء على هذا، في لدينا عمل الدبلوميتم النظر في الوضع الحالي واتجاهات الطاقة العالمية، ومجمع الوقود والطاقة، وإنتاج الكهرباء وتطوير قطاع الطاقة في كازاخستان، والوضع الحالي وآفاق تطوير طاقة الرياح في كازاخستان.

هدف بحث : خصائص جغرافية منشآت الطاقة البديلة في كازاخستان باستخدام مثال تطوير سوق طاقة الرياح في كازاخستان.

في ضوء أهداف الدراسة، قمنا بدراسة حل ما يلي المهام : خصائص الجغرافيا الحديثة لاستخدام مصادر الطاقة البديلة في العالم وطرق توليد الكهرباء وطاقة الرياح في العالم؛ تحليل الوضع الحالي وآفاق تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في كازاخستان والوضع الحالي لسوق الطاقة الكهربائية في جمهورية كازاخستان؛ تحديد الاتجاهات الحالية وآفاق تطوير طاقة الرياح في كازاخستان وتحديد نظام الفوائد الاقتصادية والاجتماعية من تطوير طاقة الرياح في كازاخستان.

تكمن الجدة العلمية والأهمية النظرية للدراسة في:

في وصف علمي للاتجاهات الحالية في الإنتاج العالمي واستهلاك الكهرباء، ووصف لجغرافية توزيع ناقلات الطاقة الرئيسية حسب منطقة العالم. خصائص محتوى الأنواع الرئيسية لمصادر الطاقة البديلة وطرق توليد الكهرباء وطاقة الرياح في إنتاج الكهرباء العالمي؛ - في التحليل العلمي للوضع الحالي وتحديد الاتجاهات الواعدة في تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في كازاخستان. خصائص الوضع الحالي لسوق الكهرباء في جمهورية كازاخستان في ضوء تنفيذ البرنامج الوطني للطاقة؛ - في تحديد وتوصيف الاتجاهات الحالية وآفاق تطوير طاقة الرياح في كازاخستان وتحديد نظام الفوائد الاقتصادية والاجتماعية من تطوير طاقة الرياح في كازاخستان في المستقبل في ضوء تنفيذ مشروع "مبادرة كازاخستان من أجل تطوير سوق طاقة الرياح”.

في مقدمةيتم إثبات أهمية الموضوع، ويتم تحديد الهدف والغايات، ويتم تقديم وصف موجز للأقسام الرئيسية للأطروحة المقدمة.

في أولاً الفصل « حديثالاتجاهاتوالآفاقتطويرعالمطاقة"يتم إعطاء خصائص الاتجاهات الرئيسية لإنتاج واستهلاك الكهرباء في العالم. تم الكشف عن الجغرافيا الحديثة لتوزيع مصادر الطاقة الرئيسية حسب مناطق العالم بناء على مؤشرات إحصائية. يتم تقديم وصف علمي للجغرافيا الحديثة لاستخدام مصادر الطاقة البديلة في المناطق والبلدان المنشأة تاريخياً في العالم والتي تتمتع بموارد الرياح مثل الدنمارك وألمانيا وإسبانيا والولايات المتحدة الأمريكية والصين والهند يتم وصف الطاقة في العالم.

في ثانية الفصل « حديثولاية،الاتجاهاتوالآفاقتطويرصناعة الطاقة الكهربائيةكازاخستان"يتم تقديم تحليل للوضع الحالي وآفاق تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في كازاخستان ويتم تحديد الاتجاهات الحالية في تطوير وتوسيع سوق الطاقة الكهربائية في جمهورية كازاخستان في ضوء تنفيذ مشروع طاقة الرياح الوطنية برنامج تطوير الطاقة حتى عام 2015. مع رؤية 2030.

في ثالث الفصل "تطويروالاستخدامبديلمصادركهربائيطاقةفيكازاخستان"يتم تقديم وصف للاتجاهات والآفاق الحالية لتطوير طاقة الرياح في كازاخستان، والتي يتم تنفيذها على أساس العمل المشترك لوزارة العلوم والتكنولوجيا في جمهورية كازاخستان وفريق مشروع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي في مجال تطوير طاقة الرياح. . تم تحديد نظام للفوائد الاقتصادية والاجتماعية من تطوير طاقة الرياح في كازاخستان من أجل مواصلة تطوير القاعدة العلمية والتقنية والصناعية لقطاع طاقة الرياح. تم توضيح الأساليب العلمية لتحقيق هذه الأهداف والنتائج المتوقعة من التنفيذ الناجح للبرنامج الوطني لتطوير طاقة الرياح.

بناءومقدارعمل. تتكون الرسالة من مقدمة، وثلاثة فصول، وخاتمة، وتحتوي على أكثر من 80 صفحة من النصوص المطبوعة بالكمبيوتر، و4 جداول، و24 عنوانًا من الأدبيات المستخدمة.

1. الاتجاهات والآفاق الحالية لتطوير الطاقة العالمية

1.1 الإنتاج العالمي واستهلاك الكهرباء وجغرافية توزيع ناقلات الطاقة الرئيسية حسب منطقة العالم

تعد صناعة الطاقة الكهربائية واحدة من أسرع القطاعات نمواً في الاقتصاد العالمي. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مستوى تطوره هو أحد العوامل الحاسمة لنجاح تطوير الاقتصاد ككل. ويفسر ذلك حقيقة أن الكهرباء اليوم هي الشكل الأكثر عالمية للطاقة. ومقارنة بمنتصف القرن الماضي، فقد زاد توليد الكهرباء أكثر من 15 مرة ويبلغ الآن حوالي 14.5 مليار كيلووات/ساعة، ويعود ذلك إلى زيادة الاستهلاك من قبل أكبر الدول النامية التي تتجه نحو التصنيع. وهكذا، على مدى السنوات الخمس الماضية، زاد استهلاك الطاقة في الصين بنسبة 76٪، والهند - بنسبة 31٪، والبرازيل - بنسبة 18٪. في عام 2007، مقارنة بعام 2002، انخفض الاستهلاك المطلق للطاقة في ألمانيا بنسبة 5.8%، وفي المملكة المتحدة بنسبة 2.7%، وفي سويسرا بنسبة 2.0، وفي فرنسا بنسبة 0.6%. وفي الوقت نفسه، استمر استهلاك الطاقة في الولايات المتحدة في الارتفاع. الآن ينتجون 4 مليارات كيلووات في الساعة سنويًا. وفي الصين تبلغ 7.7% بإنتاج سنوي يبلغ 1.3 مليار كيلوواط ساعة، وفي الهند 6.8%، وفي البرازيل 6.1%.

ومن حيث إجمالي إنتاج الكهرباء، يمكن ترتيب المناطق على النحو التالي: أمريكا الشمالية، وأوروبا الغربية، وآسيا، ورابطة الدول المستقلة، حيث تتصدر روسيا 800 مليون كيلووات في الساعة سنويًا، وأمريكا اللاتينية، وأفريقيا، وأستراليا.

وفي بلدان المجموعة الأولى، يتم توليد حصة كبيرة من الكهرباء عن طريق محطات الطاقة الحرارية (حرق الفحم وزيت الوقود والغاز الطبيعي). وهذا يشمل الولايات المتحدة ومعظم دول أوروبا الغربية وروسيا.

وتضم المجموعة الثانية البلدان التي يتم فيها توليد كل الكهرباء تقريبًا بواسطة محطات الطاقة الحرارية. وهذه هي جنوب أفريقيا والصين وبولندا وأستراليا (التي تستخدم الفحم بشكل رئيسي كوقود) والمكسيك وهولندا ورومانيا (الغنية بالنفط والغاز).

وتتكون المجموعة الثالثة من البلدان التي تكون فيها حصة محطات الطاقة الكهرومائية كبيرة أو كبيرة جدًا (تصل إلى 99.5٪ في النرويج). وهذه هي البرازيل (حوالي 80%)، وباراجواي، وهندوراس، وبيرو، وكولومبيا، والسويد، وألبانيا، والنمسا، وإثيوبيا، وكينيا، والجابون، ومدغشقر، ونيوزيلندا (حوالي 90%). ولكن من حيث المؤشرات المطلقة لإنتاج الطاقة من محطات الطاقة الكهرومائية، فإن كندا والولايات المتحدة وروسيا والبرازيل هي الرائدة في العالم. تعمل الطاقة الكهرومائية على توسيع قدرتها بشكل كبير في البلدان النامية.

وتتكون المجموعة الرابعة من الدول التي تمتلك حصة كبيرة من الطاقة النووية. وهذه هي فرنسا وبلجيكا وجمهورية كوريا.

في العقد الماضي، ظهرت بعض الاتجاهات المهمة في تطور الطاقة العالمية، والتي إذا تركت دون ضابط أو رابط يمكن أن تهدد استدامة هذا المجال. وتشمل هذه الاتجاهات:

تغير العلاقات بين المستهلكين والمنتجين، وزيادة المنافسة على موارد الطاقة المحدودة؛

ارتفاع معدلات نمو استهلاك الطاقة؛

التغيرات في النسب الإقليمية لاستهلاك الطاقة؛

ارتفاع نسبة استهلاك الوقود الأحفوري وتزايد حجمه؛

تباطؤ نمو إمدادات الطاقة؛

مشاكل ضمان الاستثمار في تطوير قطاع الطاقة؛

تغيير هيكل إمدادات الطاقة وزيادة دور الموردين الأفراد؛

ارتفاع أسعار الطاقة، وتقلب الأسعار؛

تزايد التوتر في تلبية احتياجات الطاقة لوسائل النقل والاختلالات في تكرير النفط؛

نمو التجارة الدولية في موارد الطاقة، وتطوير عنصر البنية التحتية لإمدادات الطاقة وتفاقم المخاطر المرتبطة بها؛

زيادة المخاطر السياسية، بما في ذلك مخاطر العبور.

وسيتم مناقشة كل من هذه الاتجاهات بمزيد من التفصيل أدناه.

تغير العلاقات بين المستهلكين والمنتجين، وزيادة المنافسة على موارد الطاقة المحدودة

يتميز الوضع الحالي في قطاع الطاقة العالمي بتفاقم التناقضات بين اللاعبين الرئيسيين في أسواق الطاقة الدولية. أصبحت ممارسة العلاقات بين المنتجين والمستهلكين لموارد الطاقة، والتي تطورت في الربع الأخير من القرن العشرين، شيئًا من الماضي. إن الآليات القائمة لتنظيم سوق الطاقة العالمية تعمل بشكل أسوأ على نحو متزايد، كما أصبحت المنافسة المتزايدة الحدة بين المستهلكين، والتي يغذيها ظهور لاعبين أقوياء مثل الصين والهند، واضحة على نحو متزايد.

في حين أن المستهلكين الرئيسيين لموارد الطاقة هم القوى المتقدمة للغاية والبلدان النامية في آسيا، فإن الجزء الأكبر من احتياطيات النفط والغاز في العالم يتركز في مجموعة صغيرة نسبيا من البلدان النامية والبلدان التي تمر اقتصاداتها بمرحلة انتقالية. ويقوم كبار المستهلكين مثل الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين بتركيز الموارد الاقتصادية والسياسية للتوسع في نفس الأسواق، مما يؤدي إلى زيادة المنافسة.

واستجابة لذلك، تتغير سياسات الدول المنتجة فيما يتعلق بالوصول إلى الاحتياطيات الهيدروكربونية الوطنية، وكذلك استراتيجيات الشركات الوطنية المملوكة للدولة التي تسيطر على الموارد الهيدروكربونية الرئيسية في العالم. تسعى الشركات المملوكة للدولة ذات الاحتياطيات الكبيرة إلى تطوير المعالجة والمشاركة في رأس مال هياكل النقل والتسويق. وفي المقابل، تتبع الشركات عبر الوطنية، التي تسيطر على قدرات التكرير وخطط النقل والخدمات اللوجستية وتوزيع المواد الهيدروكربونية، استراتيجية لزيادة قاعدة مواردها. يتفاقم هذا التناقض أكثر فأكثر وفي العقد القادم سيكون أحد الاتجاهات التي تحدد تطور الطاقة العالمية.

ولذلك، فإن أحد العوامل الهامة التي تحدد الأداء القوي للاقتصاد العالمي في الفترة الحالية هو معدلات النمو المرتفعة بشكل غير عادي (وفقا للمعايير التاريخية) في البلدان النامية وفي البلدان التي تمر اقتصاداتها بمرحلة انتقالية. ورغم الحفاظ على معدلات النمو في البلدان المتقدمة أو حتى انخفاضها، إلا أن هناك فجوة مستمرة طويلة الأمد في معدلات التنمية في عدد من البلدان النامية الرائدة، وفي المقام الأول الصين والهند. إن هذه الاتجاهات، مقترنة بالنمو المتجدد في روسيا والنمو القوي نسبياً في البرازيل، تتحول إلى توقعات واقعية بتشكيل جديد للقوة الاقتصادية العالمية لصالح هذه المجموعة من البلدان، والتي كان يُنظر إليها حتى وقت قريب باعتبارها حدثاً بعيد المنال وغير محتمل.

وتحدث التناقضات المؤسسية المتزايدة بين مستهلكي ومنتجي المواد الهيدروكربونية على خلفية معدلات النمو المرتفعة لاستهلاك الطاقة في الاقتصاد العالمي وعلى الرغم من ارتفاع أسعار الطاقة.

وفي الأعوام الأخيرة، أدرك العديد من المحللين الخطر المتمثل في حدوث موجة أخرى من النمو في الاستهلاك العالمي للطاقة. سابق موجة طويلةوالتي بدأت في أواخر الأربعينيات، وانتهت في منتصف التسعينيات، مما أدى إلى زيادة الاستهلاك العالمي للطاقة إلى خمسة أضعاف تقريبًا وتضاعف نصيب الفرد من الاستهلاك تقريبًا. وارتبطت نهايته باستقرار متوسط ​​استهلاك الفرد من الطاقة في العالم منذ الثمانينات نتيجة لانخفاض استهلاك الطاقة الإجمالي ونصيب الفرد في الاقتصادات المخططة سابقا وانخفاض استهلاك الفرد من الطاقة في بلدان منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي، بمعدل معتدل نسبيا. زيادة في استهلاك الفرد من الطاقة في البلدان النامية ومع ذلك، في الوقت الراهن، توقف العاملان الأولان عن العمل، وأكبر البلدان النامية - الصين والهند - تزيد بشكل متزايد من استهلاك الفرد من الطاقة. ومع الأخذ في الاعتبار النمو الاقتصادي المستمر في البلدان الآسيوية النامية، والزيادة السريعة في عدد السكان هناك والكثافة العالية للطاقة في الاقتصادات الوطنية، فإن احتياجات هذه البلدان من موارد الطاقة تتزايد بشكل حاد. ويتزايد استهلاك الطاقة بوتيرة أسرع في أفريقيا وأمريكا اللاتينية، وحتى في بلدان الاتحاد الأوروبي، استؤنف نمو نصيب الفرد من استهلاك الطاقة.

كل ما سبق يسمح لنا بالحديث عن التهديد المتمثل في حدوث دورة جديدة لزيادة كثافة الطاقة في الناتج المحلي الإجمالي العالمي وتسريع معدل نمو الاستهلاك العالمي للطاقة، على الرغم من إدخال تقنيات جديدة واتجاهات توفير الطاقة.

تتمتع الدول المتقدمة بمستوى مرتفع نسبيًا من استهلاك الطاقة للفرد، ولكنها تسعى جاهدة لتحقيق استقرار هذا المؤشر أو على الأقل إبطاء معدل نموه. وتحدث انخفاضات كبيرة في كثافة الطاقة في الاقتصادات التي تمر بمرحلة انتقالية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى ارتفاع الدخل، ولكن أيضا بسبب إعادة الهيكلة الاقتصادية وانخفاض حصة الصناعات الثقيلة كثيفة الاستهلاك للطاقة مع توسع الخدمات، والقضاء على هدر الطاقة، وخفض إعانات دعم المستهلكين. ومع ذلك، تظل البلدان التي تمر بمرحلة انتقالية أكثر كثافة في استخدام الطاقة من البلدان النامية أو بلدان منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي.

والسؤال الأهم هو ما إذا كان من الممكن عكس اتجاه النمو السريع في استهلاك الطاقة عن طريق خفض كثافة استخدام الطاقة في الاقتصاد، ولا سيما في البلدان النامية.

إن نمو استهلاك الطاقة في العالم متفاوت للغاية، مما يؤدي إلى تفاقم الاختلالات الإقليمية في مجال الطاقة: ولوحظت أسرع المعدلات في البلدان النامية في آسيا وخاصة في الصين، التي شكلت ما يقرب من نصف الزيادة العالمية في استهلاك الطاقة في عام 2005. يتزايد عدد البلدان والمناطق الكبيرة التي لا يتم ضمان تنميتها من خلال موارد الطاقة الخاصة بها. وعليهم استخدام المواد الخام المستوردة بشكل أساسي في صناعتهم. إذا أنتجت هذه البلدان في عام 1990 87٪ من الناتج المحلي الإجمالي العالمي، فبعد عشر سنوات - بالفعل 90٪. لقد زاد الاعتماد على واردات الطاقة من أسرع البلدان نمواً (الصين والهند وغيرها) بشكل حاد بشكل خاص، وفي المستقبل سوف يزداد الوضع سوءًا. وعلى وجه الخصوص، تلبي آسيا بالفعل 60% من احتياجاتها النفطية من خلال الواردات، وبحلول عام 2020 سوف تغطي الواردات ما يصل إلى 80% من الطلب. وفي الوقت نفسه، يقع الجزء الرئيسي من موارد الطاقة المتوقعة في أمريكا الشمالية ودول رابطة الدول المستقلة؛ كما أنهم يمتلكون معظم الاحتياطيات المستكشفة (تليها منطقة الخليج العربي وأستراليا). .

وتساهم الكفاءة العالية للاقتصاد الأمريكي في تحقيق زيادة معتدلة في استهلاك الطاقة الأولية، رغم أن ذلك لا ينقذه من زيادة كبيرة في الطلب على الهيدروكربونات. بشكل عام، مع زيادة متوسط ​​نمو الناتج المحلي الإجمالي السنوي من 3.5% إلى 4.2%، ارتفع الطلب العالمي على الطاقة من 1.7% إلى 2.6%: كان تسارع نمو الناتج المحلي الإجمالي (يتجاوز معدلات النمو مقارنة بالفترة السابقة) هو الذي أدى إلى زيادة الطلب العالمي على الطاقة من 1.7% إلى 2.6%. أن يكون غير موفر للطاقة للأسباب المذكورة بإيجاز أعلاه. حصة كبيرة وحجم متزايد من استهلاك الوقود الأحفوري. على الرغم من الجهود العديدة، فإن هيكل استهلاك الطاقة في العالم لم يتغير بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة. لا تزال الهيدروكربونات (النفط في المقام الأول) هي حاملات الطاقة المهيمنة في ميزان الطاقة العالمي.

ولا تزال الحصة الكبيرة في ميزان الطاقة لأكثر الموارد المحدودة - الوقود الهيدروكربوني - قائمة على الرغم من حقيقة أنه في عدد من البلدان، ولأول مرة منذ حادثة تشيرنوبيل، يتم إحياء الاهتمام بالطاقة النووية، ويبدي المستهلكون الصناعيون اهتماما متزايدا في مصادر الطاقة البديلة. في الواقع، لا يوجد بديل جدي لاستهلاك المواد الهيدروكربونية حاليا، مما يخلق خطر نقصها نظرا للنمو المتسارع في استهلاك الطاقة. ويعود النمو في المعروض من موارد الطاقة بشكل عام والمواد الهيدروكربونية بشكل خاص، والذي ليس بالسرعة الكافية مقارنة بالنمو في استهلاك الطاقة، إلى الانخفاض النسبي في مجال الجهد والاستثمار لزيادة إنتاج موارد الطاقة، واستنفاد احتياطياتها التي يسهل الوصول إليها، فضلاً عن التوترات الجيوسياسية في المناطق الغنية بالمواد الهيدروكربونية. وتتزايد الفجوة بين أحجام الاستهلاك المتزايدة وانخفاض أحجام إنتاج المواد الهيدروكربونية في البلدان المتقدمة بشكل حاد. وهكذا، انخفضت حصة دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية في إنتاج الطاقة الأولية من 61.3% في عام 1971 إلى 48.5% في عام 2005. والموقف صعب بشكل خاص في الاتحاد الأوروبي، الذي لا يملك سوى 3.5% من احتياطيات العالم المؤكدة من الغاز وأقل من 2% من احتياطيات النفط العالمية المؤكدة (أساساً في النرويج والمملكة المتحدة). وفي الوقت نفسه، يتم استغلال حقول النفط والغاز الموجودة في أوروبا بشكل مكثف أكثر بكثير من مناطق أخرى من العالم، مما يؤدي إلى استنفادها السريع.

إن العامل السلبي الأكثر أهمية في تنمية الطاقة هو انخفاض مستوى إمدادات احتياطيات النفط للاقتصاد العالمي (انظر الشكل 6). وانخفض متوسط ​​قيمة احتياطيات النفط المكتشفة سنويا من 70 مليار برميل. في 1960-1980 ما يصل إلى 6-18 مليار برميل في 1990-2005. ولم يتم تجديد الإنتاج السنوي عن طريق الحفر الاستكشافي لسنوات عديدة (13 مليار برميل من الاحتياطيات المكتشفة حديثا مقابل 30 مليار برميل من الإنتاج في عام 2004)، أو أن عملية التجديد الرئيسية تأتي من الاحتياطيات غير التقليدية، كما حدث في عام 2006. علماً أن 61% من احتياطيات النفط العالمية و40.1% من احتياطيات الغاز تتركز في منطقة الشرق الأوسط غير المستقرة سياسياً، وأن دور هذه الدول في إنتاج النفط آخذ في التزايد. بسبب الإعاقاتويزيد نمو الإنتاج الإضافي من المخاطر المرتبطة باحتمال زعزعة استقرار السوق. إن الزيادة في استهلاك الطاقة على خلفية النمو البطيء في العرض واضحة بالفعل في القفزة في أسعار جميع أنواع الوقود التجارية. النمو الكبير للاقتصاد العالمي في السنوات الأخيرة (خاصة في البلدان النامية)، وزيادة استهلاك الطاقة وموارد الطاقة (بنسبة 4.4% في عام 2004 و2.7% في عام 2005)، والاستفادة القصوى من القدرات، والظروف المناخية القاسية، واستمرار الصراعات في الشرق الأوسط، الاهتمام المتزايد بقطاع الطاقة من جانب المستثمرين الماليين - كل هذا ساهم أيضًا في زيادة كبيرة في أسعار موارد الطاقة، وخاصة النفط. .

وبدأت أسعار النفط في الارتفاع مرة أخرى منذ عام 2002. وفي نهاية صيف 2005، تجاوزوا الرقم القياسي المسجل في السبعينيات من حيث القيمة الاسمية. وفي الوقت نفسه، على الرغم من أن أسعار النفط الحقيقية ظلت أقل من أعلى مستوياتها في أوائل الثمانينيات، فقد وصل متوسط ​​السعر السنوي بالقيمة الاسمية لبرميل خام برنت إلى 54 دولارًا للبرميل للمرة الأولى، وخام غرب تكساس الوسيط - 56 دولارًا للبرميل، وهو أكثر من أعلى بنسبة الثلث مما كانت عليه في عام 2004. لقد أصبح ارتفاع أسعار المواد الهيدروكربونية اتجاهاً ثابتاً منذ عام 2000، عندما اندلع الصراع العربي الإسرائيلي التالي. وفي وقت لاحق، عكست جميع قيم الذروة لأسعار النفط التوترات الإقليمية المتزايدة: الغزو الأمريكي للعراق، وتصعيد الوضع حول البرنامج النووي الإيراني، وحرب "الثلاثين يومًا" في لبنان، وما إلى ذلك. اتبعت أسعار المنتجات النفطية ديناميكيات أسعار النفط، في حين أدى النقص في المنتجات النفطية الخفيفة إلى ارتفاع أسعارها بشكل أسرع.

وقد أجبر الارتفاع الحاد في أسعار النفط في السنوات الأخيرة معظم المنظمات العلمية والاستشارية على مراجعة توقعاتها لمستويات الأسعار نحو الأعلى. ولا تزال آفاق أسعار النفط غير مؤكدة على نحو غير عادي، مما يجعل من الصعب تحليل اتجاهات أسواق الطاقة ككل. تشكل أسعار النفط المرتفعة وغير المستقرة أهم تهديد للاقتصاد العالمي وقطاع الطاقة: فهي لا تؤثر سلباً فقط على معدل نمو الناتج المحلي الإجمالي العالمي، مما يشكل خطراً خاصاً على البلدان النامية المستوردة لموارد الطاقة، ولكنها تؤدي أيضاً إلى إبطاء عملية الاستثمار في العالم. قطاع الطاقة، مما يخلق تدفقات نقدية يصعب التنبؤ بها.

بعد أسعار النفط، ارتفعت أسعار الغاز الطبيعي العالمية، متجاوزة عتبة 210 دولارات للمتر المكعب (أو 6 دولارات لكل مليون وحدة حرارية بريطانية) لأول مرة في أسواق الولايات المتحدة والمملكة المتحدة. حتى عام 2003، كان أغلى الغاز الطبيعي المسال في العالم هو الغاز الطبيعي المسال في اليابان، والذي يتم تحديد أسعاره بالنسبة لأسعار النفط الخام (انظر الشكل 7). ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، تجاوز السعر الذي ظهر في أمريكا الشمالية في سوق الجملة هنري هب الأسعار في الأسواق الإقليمية الأخرى وحتى سعر النفط، معاد حسابه حسب القيمة الحرارية. وفي أوروبا، تبين أن أسعار غاز الشبكة والغاز الطبيعي المسال أقل مما هي عليه في الولايات المتحدة: فهي مرتبطة بشكل أساسي بأسعار النفط والمنتجات النفطية. ومع ذلك، تتأثر ديناميكيات الأسعار هنا أيضًا بأسعار الجملة والعقود الآجلة في سوق الغاز بالجملة في المملكة المتحدة عند نقطة التوازن الوطنية (NBP)، والتي شهدت، مثل أمريكا الشمالية، زيادات كبيرة في الأسعار في السنوات الأخيرة.

وقد أدى ارتفاع أسعار النفط والغاز في السنوات الأخيرة إلى ارتفاع معدلات نمو الطلب على الفحم، وبالتالي أسعاره. وقد ارتفع سعر الفحم الحراري المستورد في بلدان منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية من متوسط ​​قدره 36 دولاراً للطن في عام 2000 إلى 62 دولاراً للطن حالياً.

في العقود الأخيرة من القرن العشرين، عوض التقدم في مجال الاستكشاف والحفر تدهور التعدين والظروف الجيولوجية مع زيادة سريعة في إنتاج النفط (ولكن مع انخفاض في احتياطياته المتاحة)، مما أدى إلى انخفاض مطرد في الأسعار في القرن الحادي والعشرين، تباطأ التقدم التقني في الصناعة بشكل واضح، ونتيجة لذلك أصبحت الزيادات في احتياطيات النفط وإنتاجه أكثر تكلفة. ونتيجة لذلك، فإن ديناميكيات استهلاك النفط المتوقعة وفقًا للاتجاهات الحالية خلال 10 سنوات قد لا يتم ضمانها من خلال إنتاجه، المحسوب باستخدام نماذج مجربة لاستخدام الموارد الطبيعية المحدودة.

أما بالنسبة للطاقة النووية، فهي واحدة من أحدث قطاعات الاقتصاد العالمي وأكثرها تطوراً ديناميكياً. يعود تاريخها إلى ما يزيد قليلاً عن 50 عامًا. يتم تحفيز تطوير الطاقة النووية من خلال احتياجات البشرية المتزايدة للوقود والطاقة بموارد غير متجددة محدودة. بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى، يحتوي الوقود النووي على تركيز طاقة أكبر بملايين المرات. ومن المهم أيضًا ألا تؤدي الطاقة النووية عمليًا إلى زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري.

ووفقا للوكالة الدولية للطاقة الذرية، في بداية عام 2007، كان هناك 439 وحدة للطاقة النووية تعمل في العالم بقدرة إجمالية تبلغ 367.77 جيجاوات. وهناك 29 وحدة طاقة أخرى في 11 دولة في مراحل مختلفة من البناء. واليوم، تولد محطات الطاقة النووية 16% من الكهرباء في العالم. وفي الوقت نفسه، يأتي 57% من إجمالي الكهرباء "النووية" من الولايات المتحدة الأمريكية (103 وحدات طاقة)، ​​وفرنسا (59 وحدة طاقة)، ​​واليابان (54 وحدة طاقة). حاليًا، تتطور الطاقة النووية بشكل ديناميكي في الصين (يتم بناء ست وحدات طاقة هنا)، والهند (5 وحدات)، وروسيا (3 وحدات). كما يتم بناء وحدات طاقة جديدة في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا واليابان وإيران وفنلندا ودول أخرى. وقد أعلن عدد من الدول الأخرى عن نيتها تطوير الطاقة النووية، بما في ذلك بولندا وفيتنام وبيلاروسيا وغيرها. وفي المجمل، يجري حاليًا النظر في أكثر من 60 طلبًا لبناء الوحدات. أكثر من 160 مشروع قيد التطوير.

وبالتالي، بتقييم الوضع الحالي في سوق الأسعار العالمية، يمكننا أن نقول بثقة أن سعر النفط والغاز يعتمد على عوامل كثيرة: ميزان العرض والطلب، والاقتصاد والاستثمار، والسياسة، والحروب والهجمات الإرهابية. كل من هذه العوامل يمكن أن يرفع أو يخفض السعر. ومع تركز كميات كبيرة من النفط والغاز في الخليج الفارسي، فإن دورهما يتزايد باستمرار، الأمر الذي يؤدي إلى تزايد المخاطر المرتبطة بزعزعة استقرار السوق. كما أن أحد الاتجاهات الرئيسية في صناعة الوقود اليوم هو انخفاض أو ركود إنتاج النفط في بعض البلدان، من بينها النرويج وبريطانيا العظمى والولايات المتحدة الأمريكية وغيرها.

يتكون أساس صناعة الطاقة العالمية من 3 فروع لصناعة الوقود. صناعة النفط في العالم. على المرحلة الحديثةوهو فرع رائد في صناعة الوقود والطاقة العالمية. وفي عام 2007، انخفض إنتاج النفط بنسبة 0.2% ليصل إلى 3.6 مليار طن. ومقارنة بعام 2006، ارتفعت إمدادات النفط الأقاليمية، بحسب شركة بريتيش بتروليوم، بنسبة 2.6% لتصل إلى 1984 مليون طن. أما بالنسبة للتوزيع الجغرافي لاحتياطيات النفط، فتبلغ حصة الدول النامية في هذه الاحتياطيات 86%. وتتركز أكبر احتياطيات النفط داخل آسيا الأجنبية (باستثناء رابطة الدول المستقلة 70٪). ويبرز هنا بشكل خاص الشرق الأدنى والأوسط، حيث يتركز حوالي 60% من الاحتياطيات وأكثر من 40% من إنتاج النفط العالمي. وتضم دول هذه المنطقة دولا تمتلك أكبر احتياطيات نفطية: السعودية (أكثر من 35 مليار طن)، العراق (أكثر من 15 مليار طن)، الكويت (أكثر من 13 مليار طن)، الإمارات وإيران (حوالي 13 مليار طن). . وتشمل الدول الآسيوية الأخرى من حيث احتياطيات النفط الصين وإندونيسيا. وفي أمريكا اللاتينية، تبلغ احتياطيات النفط حوالي 12% من احتياطيات العالم. واليوم تبرز هنا فنزويلا (أكثر من 11 مليار طن) والمكسيك (حوالي 4 مليارات طن). وتمتلك أفريقيا حوالي 7% من احتياطي النفط في العالم. واستناداً إلى حجمها، تبرز ليبيا (40% من إجمالي الاحتياطيات الأفريقية) والجزائر ومصر ونيجيريا. أما رابطة الدول المستقلة فتقدر حصتها بـ 6٪. ومع ذلك، فإن روسيا، وفقا لتقديرات مختلفة، لديها من 6.7 إلى 27 مليار طن. في المجموع، يتم إنتاج النفط في 80 دولة. .

نظرًا لخصائصه الاستهلاكية العالية، وانخفاض تكاليف الإنتاج والنقل، ومجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من مجالات النشاط البشري، يحتل الغاز الطبيعي مكانًا خاصًا في قاعدة الوقود والطاقة والمواد الخام. وحتى الآن، زاد إنتاج الغاز الطبيعي بنحو 5.5 مرة ليصل الآن إلى 2.4 تريليون متر مكعب سنويا. وتقدر الاحتياطيات المؤكدة من الغاز الطبيعي بنحو 150 تريليون متر مكعب. وفيما يتعلق بالاحتياطيات المؤكدة من الغاز الطبيعي (حجمها ينمو طوال الوقت)، تبرز رابطة الدول المستقلة وجنوب غرب آسيا (40% من الاحتياطيات العالمية لكل منهما) بشكل خاص، من بين البلدان الفردية - روسيا، حيث يوجد حوالي ثلث احتياطيات الغاز الطبيعي. تتركز الاحتياطيات العالمية أو 50 تريليون متر مكعب (ما يقرب من 90٪ من احتياطيات رابطة الدول المستقلة) وإيران (15٪ من العالم). وتشمل الدول "العشرة الأوائل" المنتجة للغاز في العالم روسيا (حوالي 600 مليار متر مكعب)، والولايات المتحدة الأمريكية (550 مليار متر مكعب)، وكندا (170 مليار متر مكعب)، وتركمانستان، وهولندا، وبريطانيا العظمى، وأوزبكستان، وإندونيسيا، الجزائر، السعودية. أكبر مستهلكي الغاز هم الولايات المتحدة الأمريكية (حوالي 650 مليار متر مكعب)، وروسيا (350 مليار متر مكعب)، وبريطانيا العظمى (حوالي 90 مليار متر مكعب)، وألمانيا (حوالي 80 مليار متر مكعب).

على الرغم من انخفاض حصة الفحم في استهلاك الطاقة، لا تزال صناعة الفحم واحدة من القطاعات الرائدة في قطاع الطاقة العالمي. مقارنة ب صناعة النفطويتم تزويدها بالموارد بشكل أفضل، ويتم حاليًا استخراج حوالي 5 مليارات طن من الفحم سنويًا. لاحظ أن الفحم الموجود على الأرض أكثر بكثير من النفط والغاز الطبيعي. ووفقاً لمستويات الاستهلاك الحالية فإن احتياطيات الغاز المؤكدة سوف تستمر لمدة 67 عاماً، والنفط لمدة 41 عاماً، والفحم لمدة 270 عاماً. وتبلغ موارد الفحم المتوقعة على الأرض حاليا أكثر من 14.8 تريليون. طن، ويبلغ احتياطي الفحم الصناعي في العالم أكثر من تريليون. طن وفي الوقت نفسه، يوجد ما يقرب من ثلاثة أرباع احتياطيات الفحم في العالم في البلدان اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابقوالولايات المتحدة الأمريكية والصين. يعتبر سوق الفحم العالمي حاليًا أكثر تنافسية من سوق النفط والغاز، نظرًا لأن رواسب الفحم وإنتاجه موجودة في جميع قارات ومناطق العالم تقريبًا. وسيلعب الفحم دورًا مهمًا بشكل خاص في قطاع الكهرباء في المناطق التي يندر فيها الوقود البديل. ونظرا لرخص ثمنه النسبي، يظل مصدر الطاقة هذا ذا أهمية خاصة بالنسبة للبلدان النامية في آسيا.

يصل احتياطي الفحم العالمي إلى 1.2 تريليون. ر. ما يقرب من ثلاثة أرباع احتياطيات الفحم في العالم موجودة في دول الاتحاد السوفياتي السابق والولايات المتحدة والصين. وفي الوقت نفسه، يتركز ثلث موارد الفحم في العالم، أي 173 مليار طن، في أعماق روسيا، و34 مليار طن في كازاخستان. على عكس النفط والغاز، يتم تصدير جزء صغير من الفحم المستخرج - 10٪. ووفقا لمعهد الفحم الدولي، فإن المصدرين الرئيسيين للفحم هم أستراليا (231 مليون طن في عام 2006)، وإندونيسيا (108 مليون طن)، وروسيا (76 مليون طن). المستهلكون الرئيسيون لمنتجات الفحم هم اليابان (178 مليون طن في عام 2006) وكوريا الجنوبية (77 مليون طن). تعد الصين أكبر مستهلك للفحم (2.4 مليار طن في عام 2006)، ويرجع ذلك إلى حصة الفحم الكبيرة في قطاع الطاقة في البلاد. ووفقا لصحيفة تشاينا ديلي، فإن استهلاك الفحم في الصين سوف يصل إلى 2.87 مليار طن بحلول عام 2010. من بين مناطق إنتاج الفحم، فإن القادة هم آسيا الخارجية (40٪ من الإنتاج العالمي)، وأوروبا الغربية، وأمريكا الشمالية (ما يزيد قليلاً عن 20٪)، ودول رابطة الدول المستقلة. .

1.2 حديثالجغرافيايستخدمأالبديلنشيطمصادرطاقةVعالم

العالم كله اليوم يبحث عن مصادر جديدة للطاقة. واليوم، بدأ العالم يفكر جدياً في كيفية منع نهب الموارد الطبيعية من النضوب الكامل. بعد كل شيء، فقط في ظل هذه الحالة يمكن أن تستمر احتياطيات الوقود لعدة قرون. ولسوء الحظ، فإن العديد من الدول المنتجة للنفط لا تفكر في عواقب أنشطتها. إنهم ينفقون احتياطيات النفط دون التفكير في المستقبل. إن ارتفاع أسعار النفط، وهو أمر ضروري ليس فقط للطاقة، ولكن أيضا للنقل والكيمياء، أجبرنا على التفكير في أنواع أخرى من الوقود مناسبة لتحل محل النفط والغاز. وخاصة تلك الدول التي لا تمتلك احتياطياتها الخاصة من النفط والغاز، والتي يتعين عليها شرائها، بدأت في البحث عن مصادر بديلة للطاقة.

ولذلك فإن التصنيف العام لمحطات الطاقة يشمل محطات توليد الطاقة التي تعمل على ما يسمى بمصادر الطاقة غير التقليدية أو البديلة. وتشمل هذه: طاقة المد والجزر؛ طاقة الأنهار الصغيرة؛ طاقة شمسية؛ الطاقة الحرارية الأرضية الطاقة من النفايات والانبعاثات القابلة للاحتراق؛ الطاقة من مصادر الحرارة الثانوية أو النفايات وغيرها.

وعلى الرغم من أن الأنواع غير التقليدية من محطات توليد الطاقة لا تمثل سوى نسبة قليلة من إنتاج الكهرباء، إلا أن تطوير هذا المجال في العالم له أهمية كبيرة، خاصة في ظل تنوع أراضي الدول. في روسيا، الممثل الوحيد لهذا النوع من محطات الطاقة هو محطة باوزهيتسكايا للطاقة الحرارية الأرضية في كامتشاتكا بسعة 11 ميجاوات. تعمل المحطة منذ عام 1964 وقد عفا عليها الزمن بالفعل أخلاقياً وجسدياً. مستوى التطورات التكنولوجية في روسيا في هذا المجال يتخلف كثيرا عن العالم. في المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها في روسيا، حيث لا توجد حاجة لبناء محطة طاقة كبيرة، وفي كثير من الأحيان لا يوجد من يخدمها، فإن مصادر الكهرباء "غير التقليدية" هي الحل الأفضل.

سيتم تسهيل الزيادة في عدد محطات توليد الطاقة التي تستخدم مصادر الطاقة البديلة من خلال المبادئ التالية: انخفاض تكلفة الكهرباء والحرارة التي يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة غير التقليدية مقارنة بجميع المصادر الأخرى؛ الفرصة في جميع البلدان تقريبًا لامتلاك محطات طاقة محلية، مما يجعلها مستقلة عن نظام الطاقة العام؛ التوافر والكثافة الممكنة تقنيًا والطاقة للاستخدام المفيد؛ وتجديد مصادر الطاقة غير التقليدية؛ توفير أو استبدال موارد الطاقة التقليدية وناقلات الطاقة؛ استبدال موارد الطاقة المستغلة للانتقال إلى أنواع أنظف من الطاقة؛ زيادة موثوقية أنظمة الطاقة الحالية.

تمتلك كل دولة تقريبًا نوعًا ما من هذه الطاقة ويمكنها في المستقبل القريب أن تقدم مساهمة كبيرة في توازن الوقود والطاقة في العالم.

الشمسية طاقة . فالشمس، مصدر الطاقة الذي لا ينضب، تزود الأرض بـ 80 تريليون كيلووات في الثانية، أي أكثر بعدة آلاف المرات من جميع محطات الطاقة في العالم. تحتاج فقط إلى معرفة كيفية استخدامه. على سبيل المثال، تعتبر التبت، الجزء الأقرب إلى الشمس من كوكبنا، الطاقة الشمسية بمثابة ثروتها. واليوم، تم بناء أكثر من خمسين ألف فرن شمسي في منطقة التبت ذاتية الحكم في الصين. يتم تدفئة المباني السكنية بمساحة 150 ألف متر مربع بالطاقة الشمسية، كما تم إنشاء دفيئات شمسية بمساحة إجمالية مليون متر مربع. على الرغم من أن الطاقة الشمسية مجانية، إلا أن توليد الكهرباء منها ليس دائمًا رخيصًا بدرجة كافية. ولذلك يسعى الخبراء باستمرار إلى تحسين الخلايا الشمسية وجعلها أكثر كفاءة. رقم قياسي جديد في هذا الصدد يعود إلى مركز بوينغ للتقنيات المتقدمة. وتحول الخلية الشمسية التي تم إنشاؤها هناك 37% من ضوء الشمس الذي يصل إليها إلى كهرباء. بالفعل في عام 1981، حلقت أول طائرة في العالم بمحرك يعمل بالألواح الشمسية عبر القناة الإنجليزية. واستغرق الطيران مسافة 262 كيلومترًا في 5.5 ساعة. ووفقا لتوقعات العلماء في نهاية القرن الماضي، كان من المتوقع أنه بحلول عام 2000، ستظهر حوالي 200 ألف سيارة كهربائية على طرق كاليفورنيا. وربما ينبغي لنا أيضًا أن نفكر في استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع. على وجه الخصوص، في شبه جزيرة القرم مع "أشعة الشمس".

منذ عام 1988، تعمل محطة القرم للطاقة الشمسية في شبه جزيرة كيرتش. يبدو أن الفطرة السليمة نفسها قد حددت مكانها. إذا كان سيتم بناء مثل هذه المحطات في أي مكان، فسيكون ذلك في المقام الأول في منطقة المنتجعات والمصحات وبيوت العطلات والطرق السياحية؛ في منطقة تحتاج إلى قدر كبير من الطاقة، ولكن الأهم من ذلك هو الحفاظ على نظافة البيئة، التي يعد رفاهيتها، وقبل كل شيء نقاء الهواء، بمثابة شفاء للبشر . محطة القرم SPP صغيرة - تبلغ طاقتها 5 ميجاوات فقط. بمعنى ما، فهي اختبار للقوة. على الرغم من أنه يبدو أنه ما الذي يجب تجربته أيضًا عندما تكون تجربة بناء محطات الطاقة الشمسية في بلدان أخرى معروفة.

في جزيرة صقلية، في أوائل الثمانينات، قامت محطة للطاقة الشمسية بسعة 1 ميجاوات بتوليد الكهرباء. مبدأ عملها يعتمد أيضًا على البرج. تقوم المرايا بتركيز أشعة الشمس على جهاز استقبال يقع على ارتفاع 50 مترًا. وهناك، يتم توليد بخار بدرجة حرارة تزيد عن 600 درجة مئوية، يقوم بتشغيل توربين تقليدي متصل به مولد تيار. لقد ثبت بشكل لا جدال فيه أن محطات توليد الطاقة بقدرة 10-20 ميجاوات يمكن أن تعمل وفقًا لهذا المبدأ، بالإضافة إلى أكثر من ذلك بكثير إذا تم تجميع وحدات مماثلة وربطها ببعضها البعض.

يوجد نوع مختلف قليلاً من محطات توليد الطاقة في Alquería في جنوب إسبانيا. والفرق بينهما هو أن الحرارة الشمسية المركزة على قمة البرج تؤدي إلى تحريك دورة الصوديوم، التي تعمل بالفعل على تسخين الماء لتكوين البخار. هذا الخيار له عدد من المزايا. لا يضمن تراكم حرارة الصوديوم التشغيل المستمر لمحطة الطاقة فحسب، بل يجعل من الممكن أيضًا تجميع الطاقة الزائدة جزئيًا للتشغيل في الطقس الغائم وفي الليل. وتبلغ قدرة المحطة الإسبانية 0.5 ميجاوات فقط. ولكن بناء على مبدأه، من الممكن إنشاء أكبر بكثير - ما يصل إلى 300 ميجاوات. في المنشآت من هذا النوع، يكون تركيز الطاقة الشمسية مرتفعًا جدًا بحيث لا تكون كفاءة عملية التوربينات البخارية هنا أسوأ مما هي عليه في محطات الطاقة الحرارية التقليدية. ومع ذلك، فإن الخلايا الكهروضوئية الشمسية تجد بالفعل تطبيقاتها المحددة اليوم. لقد تبين أنها مصادر لا يمكن الاستغناء عنها عمليًا للتيار الكهربائي في الصواريخ والأقمار الصناعية ومحطات الكواكب الأوتوماتيكية وعلى الأرض - في المقام الأول لتشغيل شبكات الهاتف في المناطق غير المكهربة أو للمستهلكين الصغار الحاليين (معدات الراديو وشفرات الحلاقة الكهربائية والولاعات وما إلى ذلك). ) . تم تركيب الخلايا الشمسية لأشباه الموصلات لأول مرة على القمر الصناعي السوفيتي الثالث للأرض (أُطلق إلى مداره في 15 مايو 1958).

طاقة رياح . للوهلة الأولى، تبدو الرياح واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة وبأسعار معقولة. وعلى عكس الشمس، يمكنها أن "تعمل" في الشتاء والصيف، ليلاً ونهاراً، شمالاً وجنوباً. لكن الرياح مصدر طاقة منتشر للغاية. لم تخلق الطبيعة "رواسب" للرياح ولم تسمح لها بالتدفق على طول قاعها مثل الأنهار. إن طاقة الرياح "تنتشر" دائمًا تقريبًا على مناطق شاسعة. تتغير المعلمات الرئيسية للرياح - السرعة والاتجاه - في بعض الأحيان بسرعة كبيرة وبشكل غير متوقع، مما يجعلها أقل "موثوقية" من الشمس. وبالتالي، هناك مشكلتان يجب حلهما من أجل الاستخدام الكامل لطاقة الرياح. أولاً، هذه هي القدرة على "التقاط" الطاقة الحركية للرياح من أقصى مساحة. ثانيا، بل هو أكثر أهمية لتحقيق التوحيد والثبات في تدفق الرياح. أما المشكلة الثانية فلا تزال صعبة الحل. هناك تطورات مثيرة للاهتمام لإنشاء آليات جديدة بشكل أساسي لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. تولد إحدى هذه المنشآت إعصارًا اصطناعيًا فائقًا داخل نفسها بسرعة رياح تبلغ 5 م/ث!

لا تلوث محركات الرياح البيئة، إلا أنها ضخمة الحجم وتصدر ضوضاء. لإنتاج الكثير من الكهرباء بمساعدتهم، هناك حاجة إلى مساحات شاسعة من الأراضي. أنها تعمل بشكل أفضل حيث تهب الرياح القوية. ومع ذلك، يمكن لمحطة واحدة فقط لتوليد الطاقة من الوقود الأحفوري أن تحل محل الآلاف من توربينات الرياح من حيث كمية الطاقة المنتجة. عند استخدام الرياح تنشأ مشكلة خطيرة: زيادة الطاقة في الطقس العاصف ونقصها في فترات الهدوء. كيفية تجميع وتخزين طاقة الرياح لاستخدامها في المستقبل؟ إن أبسط طريقة هي أن تقوم عجلة الرياح بتشغيل المضخة التي تضخ الماء إلى الخزان الموجود بالأعلى، ومن ثم يقوم الماء المتدفق منها بتشغيل توربين مائي ومولد تيار مباشر أو متناوب. هناك طرق ومشاريع أخرى: من البطاريات التقليدية، وإن كانت منخفضة الطاقة، إلى دولاب الموازنة العملاقة أو ضخ الهواء المضغوط إلى كهوف تحت الأرض، وصولاً إلى إنتاج الهيدروجين كوقود. الطريقة الأخيرة تبدو واعدة بشكل خاص. يقوم التيار الكهربائي الناتج عن توربينات الرياح بتحليل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. يمكن تخزين الهيدروجين في صورة مسالة وحرقه في أفران محطات الطاقة الحرارية حسب الحاجة.

البحرية طاقة . في الآونة الأخيرة، اهتمت بعض البلدان مرة أخرى بتلك المشاريع التي تم رفضها في السابق باعتبارها غير واعدة. لذا، على وجه الخصوص، في عام 1982، ألغت الحكومة البريطانية التمويل العام لمحطات الطاقة التي تستخدم الطاقة البحرية: فقد توقفت بعض هذه الأبحاث، واستمر بعضها الآخر بتخصيصات غير كافية بشكل واضح من المفوضية الأوروبية وبعض الشركات الصناعية. وكان سبب رفض دعم الدولة هو عدم كفاءة طرق الحصول على الكهرباء "البحرية" مقارنة بمصادرها الأخرى، وخاصة النووية. وفي مايو 1988، حدثت ثورة في هذه السياسة الفنية. استمعت وزارة التجارة والصناعة في المملكة المتحدة إلى رأي كبير مستشاري الطاقة لديها، تي. ثورب، الذي قال إن ثلاثة من المحطات التجريبية الستة في البلاد قد تم تحسينها وتكلف الآن 1 كيلووات في الساعة منها أقل من 6 بنسات، وهو أقل من الحد الأدنى مستوى القدرة التنافسية في السوق المفتوحة. وانخفض سعر الكهرباء "البحرية" عشرة أضعاف منذ عام 1987.

موجات . المشروع الأكثر مثالية هو "Nodding Duck" الذي اقترحه المصمم S. Salter. توفر العوامات، التي تهزها الأمواج، طاقة تبلغ تكلفتها 2.6 بنسًا فقط لكل كيلوواط ساعة، وهو أعلى قليلاً فقط من تكلفة الكهرباء المولدة بواسطة أحدث محطات الطاقة التي تعمل بالغاز (في بريطانيا تبلغ 2.5 بنس)، وأقل بكثير من تكلفة الكهرباء المولدة بواسطة الأمواج. تلك محطة الطاقة النووية (حوالي 4.5 بنس لكل 1 كيلوواط / ساعة). تجدر الإشارة إلى أن استخدام مصادر الطاقة البديلة والمتجددة يمكن أن يقلل بشكل فعال من نسبة انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي، أي إلى حد ما يحل إحدى المشاكل البيئية المهمة. ويمكن اعتبار الطاقة البحرية من بين هذه المصادر بحق.

طاقة الأنهار . يتم توليد ما يقرب من 1/5 الطاقة المستهلكة في جميع أنحاء العالم من محطات الطاقة الكهرومائية. ويتم الحصول عليها عن طريق تحويل طاقة المياه المتساقطة إلى طاقة دوران التوربينات، والتي بدورها تقوم بتدوير مولد ينتج الكهرباء. يمكن أن تكون محطات الطاقة الكهرومائية قوية جدًا. وهكذا، فإن محطة إيتابو الواقعة على نهر بارانا على الحدود بين البرازيل وباراجواي تطور قدرة تصل إلى 13.000 مليون كيلوواط. يمكن أيضًا أن تصبح طاقة الأنهار الصغيرة في بعض الحالات مصدرًا للكهرباء. ربما يتطلب استخدام هذا المصدر شروطًا محددة (على سبيل المثال، الأنهار ذات التيارات القوية)، ولكن في عدد من الأماكن التي تكون فيها إمدادات الطاقة التقليدية غير مربحة، يمكن أن يؤدي تركيب محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة إلى حل العديد من المشكلات المحلية. توجد بالفعل محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية للأنهار والجداول. ويمكنها، جنبًا إلى جنب مع البطارية، توفير الطاقة لمزرعة فلاحية أو رحلة جيولوجية أو مراعي رعوية أو ورشة عمل صغيرة. أثبت نموذج أولي لمحطة طاقة كهرومائية صغيرة بدون سد نفسه بنجاح على أنهار جورني ألتاي.

...

وثائق مماثلة

تصنيف الطاقة البديلة. الطاقة المتجددة في الدول العربية. الطاقة النووية واحتياطياتها في الدول العربية. الانتقال إلى استخدام مصادر الطاقة البديلة. النتائج التي تم تحقيقهافي مجال الطاقة البديلة .

تمت إضافة الاختبار في 01/08/2017


مصادر الطاقة النموذجية. مشاكل الطاقة الحديثة "نقاء" الطاقة المستلمة والمنتجة كميزة للطاقة البديلة. اتجاهات لتطوير مصادر الطاقة البديلة. الهيدروجين كمصدر للطاقة وطرق إنتاجه.

الملخص، تمت إضافته في 30/05/2016


الوضع الحالي للطاقة في العالم. اتجاهات سياسة الطاقة في جمهورية بيلاروسيا. تقييم كفاءة تشغيل مصادر الطاقة النووية في بيلاروسيا. توفير الطاقة الكهربائية والحرارية في المنزل. خصائص مصابيح الفلورسنت.

تمت إضافة الاختبار في 18/10/2010


إنشاء إطار مؤسسي في الدول العربية. فرص الاستثمار لتطوير الطاقة المتجددة. التخطيط الاستراتيجي لتنمية مصادر الطاقة المتجددة في الشرق الأوسط. استراتيجيات تطوير الطاقة النووية.

تمت إضافة أعمال الدورة في 01/08/2017


الطاقة الحرارية الأرضية واستخدامها. تطبيق موارد الطاقة الكهرومائية. تقنيات الطاقة الشمسية الواعدة. مبدأ تشغيل توربينات الرياح. طاقة الأمواج والتيارات. الدولة وآفاق تطوير الطاقة البديلة في روسيا.

الملخص، تمت إضافته في 16/06/2009


تقييم حالة نظام الطاقة في كازاخستان، الذي يولد الكهرباء باستخدام طاقة الفحم والغاز والأنهار، وإمكانات طاقة الرياح والطاقة الشمسية على أراضي الجمهورية. دراسة تكنولوجيا الطاقة المتجددة مجتمعة.

أطروحة، أضيفت في 24/06/2015


مؤشرات تقييم الأداء والمبادئ الأساسية للتنمية المستدامة في مجال الكهرباء واستخدام مصادر الطاقة البديلة. خصائص تطور صناعة الطاقة الكهربائية في السويد وليتوانيا، التصديق البيئي للكهرباء.

تمت إضافة العمل العملي في 02/07/2013


الأنواع الرئيسية للطاقة البديلة. الطاقة الحيوية، طاقة الرياح، الطاقة الشمسية، المد والجزر، المحيطات. طرق واعدة للحصول على الطاقة القدرة التراكمية لمحطات طاقة الرياح في الصين والهند والولايات المتحدة الأمريكية. حصة الطاقة البديلة في روسيا.

تمت إضافة العرض بتاريخ 25/05/2016


ديناميات تطوير مصادر الطاقة المتجددة في العالم وروسيا. طاقة الرياح كفرع من الطاقة. تصميم مولد الرياح عبارة عن تركيب لتحويل الطاقة الحركية لتدفق الرياح. آفاق تطوير طاقة الرياح في روسيا.

الملخص، تمت إضافته بتاريخ 06/04/2015


حالة الطاقة النووية. مميزات موقع الطاقة النووية. توقعات طويلة المدى. تقييم القدرات المحتملة للطاقة النووية. تطوير الطاقة النووية على مرحلتين. توقعات طويلة المدى. خيارات هيكل الطاقة النووية.

فليس من قبيل الصدفة أن يقولوا: "الطاقة هي خبز الصناعة". كلما كانت الصناعة والتكنولوجيا أكثر تطورا، كلما زادت الحاجة إلى الطاقة. بل إن هناك مفهومًا خاصًا – "التنمية المتقدمة للطاقة". وهذا يعني أنه لا يمكن بناء أي مؤسسة صناعية أو مدينة جديدة أو مجرد منزل قبل تحديد أو إنشاء مصدر الطاقة الذي سيستهلكونه من جديد. ولهذا السبب، من خلال كمية الطاقة المنتجة والمستخدمة، يمكن للمرء أن يحكم بدقة على القوة التقنية والاقتصادية، أو ببساطة، على ثروة أي دولة.

في الطبيعة، احتياطيات الطاقة هائلة. وتحمله أشعة الشمس والرياح وكتل المياه المتحركة، ويتم تخزينه في رواسب الخشب والغاز والنفط والفحم. إن الطاقة "المختومة" في نوى ذرات المادة لا حدود لها عمليا. لكن ليست كل أشكاله مناسبة للاستخدام المباشر.

على مدى تاريخ الطاقة الطويل، تراكمت العديد من الوسائل والأساليب التقنية لإنتاج الطاقة وتحويلها إلى الأشكال التي يحتاجها الإنسان. في الواقع، أصبح الإنسان إنسانًا فقط عندما تعلم كيفية استقبال الطاقة الحرارية واستخدامها. تم إشعال نار النيران من قبل الأشخاص الأوائل الذين لم يفهموا طبيعتها بعد، ولكن تم الحفاظ على هذه الطريقة لتحويل الطاقة الكيميائية إلى حرارة وتحسينها لآلاف السنين.

أضاف الناس الطاقة العضلية للحيوانات إلى طاقة عضلاتهم ونيرانهم. لقد اخترعوا تقنية لإزالة الماء المرتبط كيميائيًا من الطين باستخدام الطاقة الحرارية للنار - أفران الفخار، حيث يتم إنتاج منتجات خزفية متينة. وبطبيعة الحال، لم يعرف الإنسان عن العمليات التي تحدث خلال هذه العملية إلا بعد مرور آلاف السنين.

ثم توصل الناس إلى المطاحن - وهي تقنية لتحويل طاقة تيارات الرياح والرياح إلى طاقة ميكانيكية لعمود دوار. ولكن فقط مع اختراع المحرك البخاري، ومحرك الاحتراق الداخلي، والتوربينات الهيدروليكية والبخارية والغازية، والمولد الكهربائي والمحرك، امتلكت البشرية أجهزة تقنية قوية بدرجة كافية تحت تصرفها. إنها قادرة على تحويل الطاقة الطبيعية إلى أنواع أخرى مناسبة للاستخدام وإنتاج كميات كبيرة من العمل. ولم ينته البحث عن مصادر جديدة للطاقة عند هذا الحد: فقد تم اختراع البطاريات، وخلايا الوقود، ومحولات الطاقة الشمسية إلى الكهرباء، وفي منتصف القرن العشرين، تم اختراع المفاعلات النووية.

إن مشكلة توفير الطاقة الكهربائية للعديد من قطاعات الاقتصاد العالمي، والاحتياجات المتزايدة باستمرار لأكثر من ستة مليارات شخص على وجه الأرض، أصبحت الآن أكثر إلحاحًا.

أساس الطاقة العالمية الحديثة هو محطات الطاقة الحرارية والكهرومائية. ومع ذلك، فإن تطورهم يعوقه عدد من العوامل. إن تكلفة الفحم والنفط والغاز، التي تعمل عليها محطات الطاقة الحرارية، آخذة في الارتفاع، والموارد الطبيعية لهذه الأنواع من الوقود آخذة في الانخفاض. بالإضافة إلى ذلك، لا تمتلك العديد من البلدان موارد الوقود الخاصة بها أو تفتقر إليها. أثناء إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية، يتم إطلاق المواد الضارة في الغلاف الجوي. علاوة على ذلك، إذا كان الوقود هو الفحم، وخاصة الفحم البني، الذي لا قيمة له بالنسبة لأنواع أخرى من الاستخدام ويحتوي على نسبة عالية من الشوائب غير الضرورية، فإن الانبعاثات تصل إلى أبعاد هائلة. وأخيرًا، تتسبب حوادث محطات الطاقة الحرارية في أضرار جسيمة للطبيعة، تعادل أضرار أي حريق كبير. وفي أسوأ الحالات، قد يكون مثل هذا الحريق مصحوبًا بانفجار، مما ينتج عنه سحابة من غبار الفحم أو السخام.

يتم استخدام موارد الطاقة الكهرومائية في البلدان المتقدمة بالكامل تقريبًا: فقد تم بالفعل تطوير معظم أقسام الأنهار المناسبة للإنشاءات الهندسية الهيدروليكية. وما الضرر الذي تسببه محطات الطاقة الكهرومائية للطبيعة! لا توجد انبعاثات هوائية من محطات الطاقة الكهرومائية، لكنها تسبب ضررًا كبيرًا للبيئة المائية. بادئ ذي بدء، تعاني الأسماك، لأنها لا تستطيع التغلب على السدود الكهرومائية. على الأنهار التي يتم فيها بناء محطات الطاقة الكهرومائية، خاصة إذا كان هناك العديد منها - ما يسمى بمحطات الطاقة الكهرومائية - تتغير كمية المياه قبل وبعد السدود بشكل كبير. تفيض خزانات ضخمة على أنهار الأراضي المنخفضة، وتضيع الأراضي التي غمرتها الفيضانات بشكل لا رجعة فيه لصالح الزراعة والغابات والمروج والمستوطنات البشرية. أما بالنسبة لحوادث محطات الطاقة الكهرومائية، ففي حالة اختراق أي محطة للطاقة الكهرومائية، تتشكل موجة ضخمة ستجرف جميع سدود محطات الطاقة الكهرومائية الموجودة أدناه. لكن معظم هذه السدود تقع بالقرب من المدن الكبرى التي يبلغ عدد سكانها عدة مئات الآلاف من السكان.

وقد شوهد مخرج من هذا الوضع في تطوير الطاقة النووية. في نهاية عام 1989، تم بناء وتشغيل أكثر من 400 محطة للطاقة النووية في العالم. ومع ذلك، لم تعد محطات الطاقة النووية اليوم تعتبر مصدرًا للطاقة الرخيصة والصديقة للبيئة. وقود محطات الطاقة النووية هو خام اليورانيوم - وهو مادة خام باهظة الثمن ويصعب استخراجها، واحتياطياتها محدودة. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط بناء وتشغيل محطات الطاقة النووية بصعوبات وتكاليف كبيرة. ولا يواصل الآن سوى عدد قليل من البلدان بناء محطات جديدة للطاقة النووية. هناك عقبة خطيرة أمام مواصلة تطوير الطاقة النووية وهي مشكلة التلوث البيئي. كل هذا يزيد من تعقيد الموقف تجاه الطاقة النووية. وتتزايد الدعوات للتخلي عن استخدام الوقود النووي نهائيا، وإغلاق كافة محطات الطاقة النووية، والعودة إلى إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة الكهرومائية، فضلا عن استخدام ما يسمى بالطاقة المتجددة – الصغيرة، أو الصغيرة. "غير تقليدي" - أنواع إنتاج الطاقة. وتشمل الأخيرة في المقام الأول المنشآت والأجهزة التي تستخدم طاقة الرياح والمياه والشمس والطاقة الحرارية الأرضية، وكذلك الحرارة الموجودة في الماء والهواء والأرض.

الطاقة المائية

منذ منتصف قرننا هذا، بدأت دراسة موارد الطاقة المرتبطة بـ”مصادر الطاقة المتجددة”.

المحيط عبارة عن بطارية عملاقة ومحول للطاقة الشمسية، حيث يتم تحويلها إلى طاقة التيارات والحرارة والرياح. طاقة المد والجزر هي نتيجة لقوى المد والجزر للقمر والشمس.

إن موارد طاقة المحيطات ذات قيمة كبيرة لأنها متجددة ولا تنضب عمليا. تُظهر تجربة تشغيل أنظمة طاقة المحيطات الحالية أنها لا تسبب أي ضرر كبير لبيئة المحيطات. عند تصميم أنظمة طاقة المحيطات المستقبلية، يتم أخذ تأثيراتها البيئية في الاعتبار بعناية.

محطات طاقة المد والجزر

يتغير منسوب المياه على سواحل البحر ثلاث مرات خلال النهار. هذه التقلبات ملحوظة بشكل خاص في الخلجان ومصبات الأنهار التي تصب في البحر. وفسر اليونانيون القدماء التقلبات في منسوب المياه بإرادة حاكم البحار بوسيدون. في القرن الثامن عشر كشف الفيزيائي الإنجليزي إسحاق نيوتن سر المد والجزر البحرية: فالكتل الضخمة من الماء في محيطات العالم مدفوعة بقوى الجاذبية للقمر والشمس. كل 6 ساعات و12 دقيقة يتغير المد إلى المد المنخفض. السعة القصوى للمد والجزر في أماكن مختلفة على كوكبنا ليست هي نفسها وتتراوح من 4 إلى 20 مترًا.

لإنشاء محطة طاقة مد وجزر بسيطة (TPP)، تحتاج إلى حوض سباحة - خليج مسدود أو مصب نهر. يحتوي السد على مجاري وتوربينات مثبتة. عند ارتفاع المد، يتدفق الماء إلى حوض السباحة. عندما يتساوى منسوب المياه في حوض السباحة والبحر، يتم إغلاق أبواب المجاري. مع بداية المد، ينخفض ​​منسوب المياه في البحر، وعندما يصبح الضغط كافياً، تبدأ التوربينات والمولدات الكهربائية المرتبطة به بالعمل، ويغادر الماء البركة تدريجياً. يعتبر من المجدي اقتصاديا بناء محطة توليد طاقة المد والجزر في المناطق التي يبلغ فيها تقلبات المد والجزر في مستوى سطح البحر 4 أمتار على الأقل. وتعتمد القدرة التصميمية لمحطة توليد طاقة المد والجزر على طبيعة المد والجزر في المنطقة التي بنيت فيها المحطة حجم ومساحة حوض المد والجزر، على عدد التوربينات المثبتة في جسم السد...

مصادر الطاقة البديلة- هذه هي الرياح والشمس والمد والجزر والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية للأرض.

منذ فترة طويلة يستخدم الإنسان طواحين الهواء كمصدر للطاقة. ومع ذلك، فهي فعالة ومناسبة فقط للمستخدمين الصغار. ولسوء الحظ، فإن الرياح ليست قادرة بعد على توفير الكهرباء بكميات كافية. الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لها عيب خطير - عدم الاستقرار المؤقت في اللحظة التي تشتد الحاجة إليها. وفي هذا الصدد، هناك حاجة إلى أنظمة تخزين الطاقة حتى يمكن استهلاكها في أي وقت، ولكن لا توجد تكنولوجيا ناضجة اقتصاديًا لإنشاء مثل هذه الأنظمة حتى الآن.

تم تطوير أول مولدات طاقة الرياح في التسعينيات. القرن التاسع عشر في الدنمارك، وبحلول عام 1910، تم بناء عدة مئات من المنشآت الصغيرة في هذا البلد. وفي غضون سنوات قليلة، أصبحت الصناعة الدنماركية تحصل على ربع احتياجاتها من الكهرباء من مولدات الرياح. وكانت قدرتها الإجمالية 150-200 ميجاوات.

في عام 1982، تم بيع 1280 توربينة رياح في السوق الصينية، وفي عام 1986، تم بيع 11000، مما أدى إلى جلب الكهرباء إلى مناطق في الصين لم تكن لديها هذه الكهرباء من قبل.

في بداية القرن العشرين. في روسيا كان هناك 250 ألف طاحونة هواء فلاحية بقدرة تصل إلى مليون كيلوواط. لقد قاموا بطحن 2.5 مليار رطل من الحبوب في الموقع، دون الحاجة إلى النقل لمسافات طويلة. لسوء الحظ، نتيجة لموقف طائش تجاه الموارد الطبيعية في الأربعينيات. في القرن الماضي، تم تدمير الجزء الرئيسي من محركات الرياح والمياه على أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق، وبحلول الخمسينيات من القرن الماضي. لقد اختفوا تمامًا تقريبًا باعتبارهم "تكنولوجيا متخلفة".

حاليًا، تُستخدم الطاقة الشمسية في بعض البلدان بشكل أساسي للتدفئة، ولإنتاج الطاقة على نطاق صغير جدًا. وفي الوقت نفسه، تبلغ قوة الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض 2 × 10 17 واط، وهو أعلى بأكثر من 30 ألف مرة من المستوى الحالي لاستهلاك الطاقة البشرية.

هناك خياران رئيسيان لاستخدام الطاقة الشمسية: الفيزيائية والبيولوجية. في النسخة المادية، يتم تجميع الطاقة بواسطة مجمعات الطاقة الشمسية، أو الخلايا الشمسية على أشباه الموصلات، أو يتم تركيزها بواسطة نظام من المرايا. يستخدم الخيار البيولوجي الطاقة الشمسية المتراكمة أثناء عملية التمثيل الضوئي في المادة العضوية للنباتات (الخشب عادة). هذا الخيار مناسب للبلدان التي لديها احتياطيات غابات كبيرة نسبيًا. على سبيل المثال، تخطط النمسا للحصول على ما يصل إلى ثلث احتياجاتها من الكهرباء من حرق الأخشاب في السنوات المقبلة. ولنفس الأغراض، من المخطط في المملكة المتحدة زراعة حوالي مليون هكتار من الأراضي غير الصالحة للاستخدام الزراعي بالغابات. تزرع الأنواع سريعة النمو مثل الحور الذي يتم قطعه بالفعل بعد 3 سنوات من الزراعة (يبلغ ارتفاع هذه الشجرة حوالي 4 أمتار وقطر الجذع أكثر من 6 سم).

أصبحت مشكلة استخدام مصادر الطاقة غير التقليدية ذات أهمية خاصة في الآونة الأخيرة. وهذا بلا شك مفيد، على الرغم من أن هذه التقنيات تتطلب تكاليف كبيرة. وفي فبراير 1983، بدأت شركة أركا سولار الأمريكية تشغيل أول محطة للطاقة الشمسية في العالم بقدرة 1 ميجاوات. إن بناء مثل هذه محطات الطاقة هو اقتراح مكلف. سيكلف بناء محطة للطاقة الشمسية قادرة على توفير الكهرباء لحوالي 10 آلاف مستهلك منزلي (الطاقة - حوالي 10 ميجاوات) 190 مليون دولار. وهذا يعادل أربعة أضعاف تكلفة إنشاء محطة للطاقة الحرارية تعمل بالوقود الصلب، وبالتالي ثلاثة أضعاف تكلفة إنشاء محطة للطاقة الكهرومائية ومحطة للطاقة النووية. ومع ذلك، فإن الخبراء في دراسة الطاقة الشمسية واثقون من أنه مع تطور تكنولوجيا استخدام الطاقة الشمسية، فإن أسعارها ستنخفض بشكل كبير.

من المرجح أن تكون طاقة الرياح والطاقة الشمسية هي مستقبل الطاقة. وفي عام 1995، بدأت الهند في تنفيذ برنامج لتوليد الطاقة باستخدام الرياح. في الولايات المتحدة، تبلغ قدرة محطات طاقة الرياح 1654 ميجاوات، وفي الاتحاد الأوروبي - 2534 ميجاوات، منها 1000 ميجاوات يتم توليدها في ألمانيا. حاليًا، حققت طاقة الرياح أكبر تطور لها في ألمانيا وإنجلترا وهولندا والدنمارك والولايات المتحدة الأمريكية (توجد 15 ألف توربينة رياح في كاليفورنيا وحدها). الطاقة التي يتم الحصول عليها من الرياح يمكن أن تتجدد باستمرار. مزارع الرياح لا تلوث البيئة. بمساعدة طاقة الرياح، من الممكن كهربة المناطق النائية في العالم. على سبيل المثال، يعتمد 1600 من سكان جزيرة ديزيرات في جوادلوب على الكهرباء المولدة بواسطة 20 مولدًا للرياح.

ما هي الأشياء الأخرى التي يمكنك الحصول على الطاقة منها دون تلويث البيئة؟

لاستغلال طاقة المد والجزر، عادة ما يتم بناء محطات توليد الطاقة من المد والجزر عند مصبات الأنهار أو مباشرة على شاطئ البحر. في كاسر الأمواج التقليدي للميناء، تُترك ثقوب حيث يتدفق الماء بحرية. وكل موجة تزيد من مستوى الماء، وبالتالي ضغط الهواء المتبقي في الثقوب. الهواء "المنضغط" من خلال الفتحة العلوية يحرك التوربين. ومع انطلاق الموجة تحدث حركة عكسية للهواء تسعى لملء الفراغ، وتستقبل التوربينة دفعة جديدة للدوران. ووفقا للخبراء، يمكن لمحطات الطاقة هذه أن تستخدم ما يصل إلى 45% من طاقة المد والجزر.

يبدو أن طاقة الأمواج هي شكل واعد إلى حد ما من مصادر الطاقة الجديدة. على سبيل المثال، في مقابل كل متر من جبهة الأمواج المحيطة ببريطانيا على الجانب الشمالي من المحيط الأطلسي، هناك في المتوسط ​​80 كيلووات من الطاقة سنويا، أو 120 ألف جيجاوات. إن الخسائر الكبيرة أثناء معالجة ونقل هذه الطاقة أمر لا مفر منه، ويبدو أن ثلثها فقط يمكن أن يدخل الشبكة. ومع ذلك فإن الكمية المتبقية تكفي لتزويد بريطانيا بأكملها بالكهرباء بمستوى معدلات الاستهلاك الحالية.

ينجذب العلماء أيضًا إلى استخدام الغاز الحيوي، وهو عبارة عن خليط من الغاز القابل للاشتعال - الميثان (60-70٪) وثاني أكسيد الكربون غير القابل للاشتعال. عادة ما تحتوي على شوائب - كبريتيد الهيدروجين والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. يتكون الغاز الحيوي نتيجة التحلل اللاهوائي (الخالي من الأكسجين) للمواد العضوية. يمكن ملاحظة هذه العملية في الطبيعة في مستنقعات الأراضي المنخفضة. فقاعات الهواء المتصاعدة من قاع الأراضي الرطبة هي الغاز الحيوي - الميثان ومشتقاته.

يمكن تقسيم عملية إنتاج الغاز الحيوي إلى مرحلتين. أولا، بمساعدة البكتيريا اللاهوائية، يتم تشكيل مجموعة من المواد العضوية وغير العضوية من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون: الأحماض (زبدي، بروبيونيك، الخليك)، الهيدروجين، ثاني أكسيد الكربون. في المرحلة الثانية (القلوية أو الميثان)، تشارك بكتيريا الميثان، التي تدمر الأحماض العضوية، وتطلق غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون وكمية صغيرة من الهيدروجين.

اعتمادا على التركيب الكيميائي للمادة الخام، أثناء التخمير، يتم إطلاق من 5 إلى 15 متر مكعب من الغاز لكل متر مكعب من المواد العضوية المعالجة.

يمكن حرق الغاز الحيوي لتدفئة المنازل، وتجفيف الحبوب، واستخدامه كوقود للسيارات والجرارات. في تكوينه، الغاز الحيوي يختلف قليلا عن الغاز الطبيعي. بالإضافة إلى ذلك، في عملية إنتاج الغاز الحيوي، تمثل بقايا التخمير ما يقرب من نصف المادة العضوية. يمكن قولبته لإنتاج الوقود الصلب. ومع ذلك، من وجهة نظر اقتصادية، هذا ليس عقلانيا جدا. من الأفضل استخدام بقايا التخمير كسماد.

1 م 3 من الغاز الحيوي يتوافق مع 1 لتر من الغاز السائل أو 0.5 لتر من البنزين عالي الجودة. إن الحصول على الغاز الحيوي سيوفر فوائد تكنولوجية - تدمير النفايات وفوائد الطاقة - الوقود الرخيص.

في الهند، يتم استخدام حوالي مليون منشأة رخيصة وبسيطة لإنتاج الغاز الحيوي، وفي الصين هناك أكثر من 7 ملايين منها من وجهة نظر بيئية، يتمتع الغاز الحيوي بمزايا هائلة، لأنه يمكن أن يحل محل الحطب، وبالتالي الحفاظ على الغابات و منع التصحر. في أوروبا، يلبي عدد من محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية احتياجاتها من الطاقة من الغاز الحيوي الذي تنتجه.

مصدر بديل آخر للطاقة هو المواد الخام الزراعية: قصب السكر، بنجر السكر، البطاطس، الخرشوف القدس، إلخ. ويتم إنتاج الوقود السائل، وخاصة الإيثانول، عن طريق التخمير في بعض البلدان. وهكذا، في البرازيل، يتم تحويل المادة النباتية إلى كحول إيثيلي بكميات تكفي لتلبية معظم احتياجاتها من وقود السيارات. المواد الخام اللازمة لتنظيم الإنتاج الضخم للإيثانول هي بشكل أساسي قصب السكر. يشارك قصب السكر بنشاط في عملية التمثيل الضوئي وينتج طاقة أكثر لكل هكتار من المساحة المزروعة مقارنة بالمحاصيل الأخرى. ويبلغ إنتاجها حاليا في البرازيل 8.4 مليون طن، أي ما يعادل 5.6 مليون طن من البنزين عالي الجودة. يتم إنتاج البيوكوول في الولايات المتحدة الأمريكية - وهو وقود للسيارات يحتوي على 10٪ إيثانول يتم الحصول عليه من الذرة.

يمكن الحصول على الطاقة الحرارية أو الكهربائية من حرارة أعماق الأرض. تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية فعالة من حيث التكلفة حيث يكون الماء الساخن قريبًا من سطح القشرة الأرضية - في مناطق النشاط البركاني النشط التي بها العديد من السخانات (كامتشاتكا، جزر الكوريل، جزر الأرخبيل الياباني). وخلافا لمصادر الطاقة الأولية الأخرى، لا يمكن نقل ناقلات الطاقة الحرارية الأرضية لمسافات تتجاوز عدة كيلومترات. لذلك، تعتبر حرارة الأرض مصدرًا محليًا نموذجيًا للطاقة، والأعمال المتعلقة بتشغيلها (التنقيب، وإعداد مواقع الحفر، والحفر، واختبار الآبار، وسحب السوائل، واستلام الطاقة ونقلها، وإعادة الشحن، وإنشاء البنى التحتية، وما إلى ذلك) يتم تنفيذه كما هو معتاد في منطقة صغيرة نسبيًا، مع مراعاة الظروف المحلية.

تُستخدم الطاقة الحرارية الأرضية على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية والمكسيك والفلبين. تبلغ حصة الطاقة الحرارية الأرضية في قطاع الطاقة في الفلبين 19٪، والمكسيك - 4٪، والولايات المتحدة الأمريكية (مع الأخذ في الاعتبار الاستخدام للتدفئة "مباشرة"، أي دون التحويل إلى طاقة كهربائية) - حوالي 1٪. وتتجاوز القدرة الإجمالية لجميع محطات الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة 2 مليون كيلوواط. توفر الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة إلى عاصمة أيسلندا، ريكيافيك. بالفعل في عام 1943، تم حفر 32 بئرا هناك على أعماق تتراوح من 440 إلى 2400 متر، والتي من خلالها ترتفع المياه بدرجة حرارة تتراوح من 60 إلى 130 درجة مئوية إلى السطح. تسعة من هذه الآبار لا تزال تعمل حتى اليوم. وفي روسيا، توجد في كامتشاتكا محطة للطاقة الحرارية الأرضية بقدرة 11 ميجاوات ويجري بناء محطة أخرى بقدرة 200 ميجاوات.