Industria energetică mondială

Șef: Gavrikova Olga Nikolaevna

Nijni Novgorod

Recenzie

Introducere. 3

Dispoziții generale. 4

Tipuri și tipuri de centrale electrice. 6

Factorii care influenţează amplasarea centralelor electrice. 10

Probleme de dezvoltare a energiei nucleare. 11

Surse alternative de energie. 13

Energia solară. 14

Energia eoliană. 15

Energie marină. 16

Energia fluvială. 16

Energia oceanelor lumii. 17

Energia Pământului. 20

Energie din deșeuri. 20

Energia gunoiului de grajd. 20

Energia hidrogenului. 21

Concluzie. 24

Societatea modernă de la sfârșitul secolului al XX-lea s-a confruntat cu probleme energetice care a dus chiar la crize într-o anumită măsură. Omenirea încearcă să găsească noi surse de energie care să fie benefice din toate punctele de vedere: ușurință în producție, costuri reduse de transport, respectarea mediului, reumplere. Cărbunele și gazul trec în fundal: sunt folosite numai acolo unde este imposibil să folosești altceva. Energia nucleară ocupă un loc din ce în ce mai important în viața noastră: poate fi folosită atât în ​​reactoarele nucleare ale navetelor spațiale, cât și într-o mașină de pasageri.

Toate sursele tradiționale de energie se vor epuiza cu siguranță, mai ales cu nevoile tot mai mari ale oamenilor. Prin urmare, la începutul secolului 21, oamenii au început să se gândească la ce va deveni baza existenței lor în noua eră. Există și alte motive pentru care omenirea a apelat la surse alternative de energie. În primul rând, creșterea continuă a industriei, ca principal consumator de toate tipurile de energie (în situația actuală, rezervele de cărbune vor dura aproximativ 270 de ani, petrol 35-40 de ani, gaze 50 de ani). În al doilea rând, necesitatea unor costuri financiare semnificative pentru explorarea de noi zăcăminte, deoarece această muncă este adesea asociată cu organizarea de foraj adânc (în special, în condiții offshore) și alte tehnologii complexe și de înaltă tehnologie. Și în al treilea rând, problemele de mediu asociate cu mineritul resurse energetice. Un motiv la fel de important pentru necesitatea dezvoltării surselor alternative de energie este problema încălzirii globale. Esența sa constă în faptul că dioxidul de carbon (CO 2), eliberat în timpul arderii cărbunelui, petrolului și benzinei în procesul de generare a căldurii, electricitate și asigurarea funcționării vehiculelor, absoarbe radiațiile termice de la suprafața planetei noastre, încălzite. de Soare și creează așa-numitul efect de seră.

Industria energiei electrice este o ramură a industriei angajată în producerea de energie electrică la centralele electrice și transmiterea acesteia către consumatori și este, de asemenea, una dintre ramurile de bază ale industriei grele.

Energia stă la baza dezvoltării forțelor de producție în orice stat. Energia asigură funcționarea neîntreruptă a industriei, agriculturii, transporturilor și utilităților. Dezvoltarea economică stabilă este imposibilă fără dezvoltarea constantă a energiei.

Progresul științific și tehnologic este imposibil fără dezvoltarea energiei și electrificării. Pentru a crește productivitatea muncii, mecanizarea și automatizarea proceselor de producție, înlocuirea muncii umane (în special grea sau monotonă) cu muncă de mașini, este de o importanță capitală. Însă marea majoritate a mijloacelor tehnice de mecanizare și automatizare (echipamente, instrumente, calculatoare) au o bază electrică. Energia electrică este utilizată în special pentru a conduce motoare electrice. Puterea mașinilor electrice (în funcție de scopul lor) variază: de la fracțiuni de watt (micromotoare utilizate în multe ramuri ale tehnologiei și în produsele de uz casnic) până la valori enorme care depășesc un milion de kilowați (generatoare de centrale electrice).

Omenirea are nevoie de electricitate, iar nevoia acesteia crește în fiecare an. În același timp, rezervele de combustibili naturali tradiționali (petrol, cărbune, gaz etc.) sunt limitate. Există, de asemenea, rezerve limitate de combustibil nuclear - uraniu și toriu, din care plutoniul poate fi produs în reactoare de reproducere. Prin urmare, este important astăzi să găsim surse profitabile de energie electrică și profitabile nu numai din punctul de vedere al combustibilului ieftin, ci și din punctul de vedere al simplității proiectării, exploatării, costului scăzut al materialelor necesare pentru construirea stației, şi durabilitatea staţiilor.

Industria energetică face parte din industria combustibililor și energiei și este indisolubil legată de o altă componentă a acestui complex economic gigantic - industria combustibililor.

Industria energiei electrice, împreună cu alte sectoare ale economiei naționale, este considerată ca parte a unui singur sistem economic național. În prezent, viața noastră este de neconceput fără energie electrică. Energia electrică a invadat toate sferele activității umane: industrie și agricultură, știință și spațiu. De asemenea, este imposibil să ne imaginăm viața fără electricitate. O astfel de distribuție largă se explică prin proprietățile sale specifice:

o capacitatea de a se transforma în aproape toate celelalte tipuri de energie (termică, mecanică, sonoră, luminoasă și altele);

o capacitatea de a fi transmis relativ ușor pe distanțe mari în cantități mari;

o vitezele enorme ale proceselor electromagnetice;

o capacitatea de a fragmenta energia și de a forma parametrii acesteia (modificări de tensiune, frecvență).

Industria rămâne principalul consumator de energie electrică, deși ponderea sa în consumul total util de energie electrică în întreaga lume este în scădere semnificativă. Energia electrică în industrie este folosită pentru a conduce diverse mecanisme și direct în procesele tehnologice. În prezent, rata de electrificare în industrie este de 80%. În același timp, aproximativ 1/3 din energie electrică este cheltuită direct pe nevoi tehnologice.

În agricultură, electricitatea este folosită pentru a încălzi sere și clădiri de animale, iluminat și automatizare. muncă manuală la ferme.

Electricitatea joacă un rol imens în complexul de transport. O cantitate mare de energie electrică este consumată de transportul feroviar electrificat, ceea ce permite creșterea capacității rutiere prin creșterea vitezei trenurilor, reducerea costurilor de transport și creșterea economiei de combustibil. Evaluarea electrificată a căilor ferate din Rusia, după lungime, a însumat 38% din toate căile ferate din țară și aproximativ 3% din căile ferate din lume, asigură 63% din cifra de afaceri de marfă a căilor ferate rusești și 1/4 din cifra de afaceri mondială de marfă a transport feroviar. În America și, mai ales în țările europene, aceste cifre sunt ușor mai mari.

Electricitatea în casă este o parte majoră a asigurării unei vieți confortabile pentru oameni. Multe aparate electrocasnice(frigidere, televizoare, masini de spalat rufe, fiare de călcat și altele) au fost create datorită dezvoltării industriei electrice.

Astăzi, în ceea ce privește consumul de energie electrică pe cap de locuitor, Rusia este inferioară celor 17 țări din lume, inclusiv SUA, Franța și Germania, de asemenea, este în urmă cu multe dintre aceste țări în ceea ce privește nivelul de echipamente electrice în industrie și agricultură. Consumul de energie electrică în viața de zi cu zi și în sectorul serviciilor în Rusia este de 2-5 ori mai mic decât în ​​alte țări dezvoltate. În același timp, eficiența și eficacitatea utilizării energiei electrice în Rusia este semnificativ mai scăzută decât într-un număr de alte țări.

industria energiei electrice - cea mai importantă parte activitatea vieții umane. Nivelul dezvoltării sale reflectă nivelul de dezvoltare al forțelor productive ale societății și posibilitățile de progres științific și tehnologic.

Ingineria energiei termice

Primele centrale termice au apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea (în 1882 - la New York, 1883 - la Sankt Petersburg, 1884 - la Berlin) și s-au răspândit. La mijlocul anilor '70 ai secolului XX, centralele termice erau principalul tip de centrale electrice. Ponderea energiei electrice pe care o generau a fost: în Rusia și SUA 80% (1975), în lume aproximativ 76% (1973).

Acum, aproximativ 50% din toată energia electrică din lume este produsă de centrale termice. Majoritatea orașelor rusești sunt alimentate de centrale termice. Centralele de cogenerare sunt adesea folosite în orașe - centrale termice și electrice combinate care produc nu numai energie electrică, ci și căldură sub formă de apă caldă. Un astfel de sistem este destul de nepractic deoarece Spre deosebire de cablurile electrice, fiabilitatea rețelei de încălzire este extrem de scăzută pe distanțe lungi și eficiența alimentării centralizate a căldurii scade foarte mult în timpul transportului (eficiența ajunge la 60–70%). Se estimează că, atunci când rețeaua de încălzire are o lungime mai mare de 20 km (o situație tipică pentru majoritatea orașelor), instalarea unui cazan electric într-o casă individuală devine profitabilă din punct de vedere economic. Amplasarea centralelor termice este influențată în principal de factorii de combustibil și consumatori. Cele mai puternice centrale termice sunt situate în locurile unde se produce combustibil. Centralele termice care utilizează tipuri locale de combustibili organici (turbă, șist, cărbuni cu conținut scăzut de calorii și cu conținut ridicat de cenuşă, păcură, gaz) sunt orientate spre consumator și, în același timp, situate la surse de resurse de combustibil.

Principiul de funcționare al stațiilor termice se bazează pe conversia secvențială a energiei chimice a combustibilului în energie termică și electrică. Echipamentul principal al unei centrale termice este un cazan, o turbină și un generator. În cazan, atunci când combustibilul este ars, se eliberează energie termică, care este transformată în energie a vaporilor de apă. Într-o turbină, vaporii de apă sunt transformați în energie mecanică de rotație. Generatorul transformă energia de rotație în energie electrică. Energia termică pentru nevoile de consum poate fi preluată sub formă de abur de la o turbină sau cazan.

Centralele termice au atât avantajele, cât și dezavantajele lor. O caracteristică pozitivă în comparație cu alte tipuri de centrale electrice este amplasarea relativ liberă asociată cu distribuția largă și diversitatea resurselor de combustibil; capacitatea de a genera energie electrică fără fluctuații sezoniere. Factorii negativi includ următorii: TPP are un coeficient scăzut acțiune utilă, dacă evaluăm secvenţial diferitele etape ale conversiei energiei, vom vedea că nu mai mult de 32% din energia combustibilului este convertită în energie electrică. Resursele de combustibil ale planetei noastre sunt limitate, așa că avem nevoie de centrale electrice care nu folosesc combustibili fosili. În plus, centralele termice au un impact extrem de negativ asupra mediului. Centralele termice din întreaga lume, inclusiv Rusia, emit anual 200-250 de milioane de tone de cenușă și aproximativ 60 de milioane de tone de dioxid de sulf în atmosferă, absorb cantități imense de oxigen;

Hidroenergie

În ceea ce privește cantitatea de energie generată, centralele hidraulice (HPP) sunt pe locul doi. Acestea produc cea mai ieftină energie electrică, dar au un cost de construcție destul de mare. Centralele hidroelectrice au fost cele care au permis guvernului sovietic să facă o mare descoperire în industrie în primele decenii de putere sovietică.

Centralele hidroelectrice moderne fac posibilă producerea de până la 7 milioane kW de energie, ceea ce reprezintă dublul performanței centralelor termice care funcționează în prezent și, deocamdată, a centralelor nucleare, cu toate acestea, amplasarea hidrocentralelor în Europa este dificilă din cauza la costul ridicat al terenului și imposibilitatea inundarii unor suprafețe mari în aceste regiuni. Un dezavantaj important al centralelor hidroelectrice este sezonalitatea funcționării lor, care este atât de incomod pentru industrie.

Centralele hidroelectrice pot fi împărțite în două grupe principale: centrale hidroelectrice de pe râurile mari de câmpie și centrale hidroelectrice de pe râurile de munte. La noi, majoritatea hidrocentralelor au fost construite pe râuri de câmpie. Rezervoarele de câmpie sunt de obicei mari ca suprafață și modifică condițiile naturale pe suprafețe mari. Din ce în ce mai rău starea sanitara rezervoare: apele uzate care au fost efectuate anterior de râuri se acumulează în rezervoare trebuie luate măsuri speciale pentru spălarea albiilor și rezervoarelor; Construcția hidrocentralelor pe râurile de câmpie este mai puțin profitabilă decât pe râurile de munte, dar uneori este necesară, de exemplu, crearea unei navigații și irigații normale. Toate țările lumii încearcă să renunțe la utilizarea hidrocentralelor pe râurile de câmpie, trecând la râuri rapide de munte sau la centrale nucleare.

Centralele hidraulice folosesc resursele hidroenergetice, adică forța căderii apei, pentru a genera energie electrică. Există trei tipuri principale de centrale hidroelectrice:

1. Centrale hidroelectrice.

Schema tehnologică a muncii lor este destul de simplă. Resursele naturale de apă ale râului sunt transformate în resurse hidroenergetice prin construirea de structuri hidraulice. Resursele de hidroenergie sunt folosite într-o turbină și transformate în energie mecanică, energia mecanică este folosită într-un generator și transformată în energie electrică.

2. Stații de maree.

Natura însăși creează condițiile pentru obținerea presiunii sub care apa de mare poate fi folosită. Ca urmare a fluxului și refluxului mareelor, nivelul mării se modifică în mările nordice - Okhotsk, Bering, valul atinge 13 metri. Se creează o diferență între nivelul bazinului și al mării și astfel se creează o presiune. Deoarece valul se schimbă periodic, presiunea și puterea stațiilor se modifică în conformitate cu aceasta. Utilizarea energiei mareelor ​​este încă la o scară modestă. Principalul dezavantaj al unor astfel de stații este modul forțat. Stațiile de maree (TES) își asigură puterea nu atunci când consumatorul o cere, ci în funcție de fluxul și refluxul apei. Costul construirii unor astfel de stații este, de asemenea, mare.

3. Centrale de acumulare prin pompare.

Acțiunea lor se bazează pe mișcarea ciclică a aceluiași volum de apă între două bazine: superior și inferior. Noaptea, când cererea de energie electrică este scăzută, apa este pompată din rezervorul inferior în rezervorul superior, consumând surplusul de energie produs de centralele electrice pe timp de noapte. În timpul zilei, când consumul de energie electrică crește brusc, apa este eliberată din bazinul superior în jos prin turbine, generând energie. Acest lucru este benefic, deoarece opririle centralelor termice pe timp de noapte sunt imposibile. Astfel, centralele cu acumulare prin pompare pot rezolva problemele sarcinilor de vârf. În Rusia, în special în partea europeană, există o problemă acută a creării de centrale electrice manevrabile, inclusiv centrale cu acumulare prin pompare.

Pe lângă avantajele și dezavantajele enumerate, centralele hidraulice au următoarele: Centralele hidroelectrice sunt surse de energie foarte eficiente deoarece folosesc resurse regenerabile, sunt ușor de exploatat și au un randament ridicat de peste 80%. Ca urmare, energia produsă de centralele hidroelectrice este cea mai ieftină. Un avantaj uriaș al centralelor hidroelectrice este posibilitatea de pornire și oprire automată aproape instantanee a oricărui număr necesar de unități. Dar construcția hidrocentralelor necesită o perioadă lungă de timp și investiții specifice mari, aceasta este asociată cu pierderea terenurilor de pe câmpie și provoacă pagube industriei piscicole. Ponderea hidrocentralelor în generarea de energie electrică este semnificativ mai mică decât ponderea lor în capacitatea instalată, ceea ce se explică prin faptul că capacitatea lor totală este realizată doar într-o perioadă scurtă de timp, și numai în anii cu ape mari. Prin urmare, în ciuda furnizării de resurse hidroenergetice în multe țări ale lumii, acestea nu pot servi ca sursă principală de producere a energiei electrice.

Energie nucleară.

Prima centrală nucleară din lume, Obninskaya, a fost lansată în 1954 în Rusia. Personalul a 9 centrale nucleare rusești este de 40,6 mii de oameni sau 4% din totalul populației angajate în sectorul energetic. 11,8% sau 119,6 miliarde kW din toată energia electrică produsă în Rusia a fost generată de centralele nucleare. Doar la centralele nucleare creșterea producției de energie electrică rămâne ridicată.

S-a planificat ca ponderea centralelor nucleare în producția de energie electrică în URSS să ajungă la 20% în 1990, de fapt, s-a atins doar 12,3%. Dezastrul de la Cernobîl a provocat o reducere a programului de construcție nucleară din 1986, au fost puse în funcțiune doar 4 unități; Centralele nucleare, care sunt cel mai modern tip de centrale, au o serie de avantaje semnificative față de alte tipuri de centrale: în condiții normale de funcționare nu poluează deloc mediul înconjurător, nu necesită conectarea la o sursă de materii prime. și, în consecință, pot fi amplasate aproape oriunde noile unități de putere au o putere aproape egală cu puterea medie Centrale hidroelectrice, cu toate acestea, factorul de utilizare a capacității instalate la centralele nucleare (80%) depășește semnificativ această cifră pentru centralele hidroelectrice; centrale termice.

CNE-urile nu prezintă practic dezavantaje semnificative în condiții normale de funcționare. Cu toate acestea, nu se poate să nu sesizeze pericolul centralelor nucleare în eventuale circumstanțe de forță majoră: cutremure, uragane etc. - aici modelele vechi de unități de putere prezintă un potențial pericol de contaminare prin radiații a teritoriilor din cauza supraîncălzirii necontrolate a reactorului. Cu toate acestea, funcționarea zilnică a centralelor nucleare este însoțită de o serie de consecințe negative:

1. Dificultăți existente în utilizarea energiei nucleare - eliminarea deșeurilor radioactive. Pentru scoaterea din stații sunt construite containere cu protecție puternică și sistem de răcire. Înmormântarea se face în pământ, la adâncimi mari în straturi stabile teologic.

2. Consecințele catastrofale ale accidentelor la unele centrale nucleare învechite sunt o consecință a protecției imperfecte a sistemului.

3. Poluarea termică a corpurilor de apă utilizate de centralele nucleare.

Funcționarea centralelor nucleare, ca obiecte de pericol sporit, necesită participarea autorităților statului și a conducerii la formarea direcțiilor de dezvoltare și alocarea fondurilor necesare.

Amplasarea diferitelor tipuri de centrale electrice este influențată de diverși factori. Amplasarea centralelor termice este influențată în principal de factorii de combustibil și consumatori. Cele mai puternice centrale termice sunt amplasate, de regulă, în locurile unde se produce combustibil, cu cât este mai mare centrala, cu atât mai departe poate transmite energie electrică. Centralele electrice care folosesc combustibil bogat în calorii, care este rentabil din punct de vedere economic pentru transport, sunt orientate spre consumator. Centralele electrice care funcționează cu păcură sunt situate în principal în centrele industriei de rafinare a petrolului.

Deoarece centralele hidraulice folosesc forța căderii apei pentru a genera electricitate, ele sunt, în consecință, concentrate pe resursele hidroenergetice. Vastele resurse hidroenergetice ale lumii sunt distribuite inegal. Construcția hidraulică în țara noastră s-a caracterizat prin construirea de cascade de hidrocentrale pe râuri. O cascadă este un grup de centrale termice situate în trepte de-a lungul fluxului de apă pentru utilizarea consecventă a energiei acesteia. În același timp, pe lângă obținerea de energie electrică, se rezolvă problemele de alimentare a populației și de producere a apei, eliminarea inundațiilor și îmbunătățirea condițiilor de transport. Din păcate, crearea cascadelor în țară a dus la consecințe extrem de negative: pierderea de terenuri agricole valoroase, perturbarea echilibrului ecologic.

Rezervoarele de câmpie sunt de obicei mari ca suprafață și modifică condițiile naturale pe suprafețe mari. Starea sanitară a corpurilor de apă se deteriorează: canalizarea, care anterior era efectuată de râuri, se acumulează în rezervoare și trebuie luate măsuri speciale pentru spălarea albiilor și rezervoarelor râurilor. Construcția hidrocentralelor pe râurile de câmpie este mai puțin profitabilă decât pe râurile de munte, dar uneori este necesară, de exemplu, crearea unei navigații și irigații normale.

Centralele nucleare pot fi construite în orice regiune, indiferent de resursele sale energetice: combustibilul nuclear are un conținut energetic ridicat (1 kg din principalul combustibil nuclear - uraniul - conține aceeași cantitate de energie ca 2500 de tone de cărbune). În condiții de funcționare fără probleme, centralele nucleare nu emit emisii în atmosferă și, prin urmare, sunt inofensive pentru consumatori. Recent, au fost create ATPP și AST. La ATPP, ca la o CCE convențională, se produce atât energie electrică, cât și termică, în timp ce la AST se produce doar energie termică.

După dezastrul de la centrala nucleară de la Cernobîl, sub influența publicului din Rusia, ritmul de dezvoltare a energiei nucleare a fost încetinit semnificativ. Programul existent anterior de accelerare a realizării unei capacități totale a centralei nucleare de 100 de milioane de kW (Statele Unite au atins deja această cifră) a fost de fapt eliminat. Pierderi directe uriașe au fost cauzate de închiderea tuturor centralelor nucleare aflate în construcție în Rusia, recunoscute de experții străini ca fiind complet fiabile, au fost înghețate chiar și în etapa de instalare a echipamentelor. Cu toate acestea, recent situația a început să se schimbe: în iunie 93 th lansat 4 ani th unitatea energetică a CNE Balakovo, în următorii câțiva ani este planificată lansarea mai multor centrale nucleare și unități de putere suplimentare cu un design fundamental nou. Se știe că costul energiei nucleare depășește semnificativ costul energiei electrice generate la stațiile termice sau hidraulice, dar utilizarea energiei nucleare în multe cazuri specifice este nu numai de neînlocuit, ci și benefică din punct de vedere economic - în SUA, centralele nucleare au a generat 60 de miliarde de dolari în perioada 1958 până în prezent. Un mare avantaj pentru dezvoltarea energiei nucleare în Rusia este creat de acordurile ruso-americane privind START-1 și START-2, în baza cărora vor fi eliberate cantități uriașe de plutoniu pentru arme, a cărui utilizare nemilitară este posibilă. numai la centralele nucleare. Datorită dezarmării, energia electrică considerată în mod tradițional scumpă obținută din centralele nucleare poate deveni de aproximativ două ori mai ieftină decât energia electrică din centralele termice.

Oamenii de știință nucleari ruși și străini spun în unanimitate că nu există temeiuri științifice și tehnice serioase pentru radiofobia care a apărut după accidentul de la Cernobîl. După cum a raportat comisia guvernamentală de verificare a cauzelor accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl, „accidentul s-a produs ca urmare a încălcărilor grave ale procedurii de control al reactorului nuclear RBMK-1000 de către operator și asistenții săi, care au avut calificări scăzute.” Un rol major în accident l-a jucat și transferul stației de la Ministerul Construcției de Mașini Medii, care acumulase până atunci o vastă experiență în gestionarea instalațiilor nucleare către Ministerul Energiei, unde nu exista deloc o astfel de experiență, care a avut loc cu puțin timp înainte de accident. Până în prezent, sistemul de siguranță al reactorului RBMK a fost îmbunătățit semnificativ: protecția miezului împotriva arderii a fost îmbunătățită, iar sistemul de declanșare a senzorilor de urgență a fost accelerat. Revista Scientific American a recunoscut aceste îmbunătățiri ca fiind esențiale pentru siguranța reactorului. Proiectele de reactoare nucleare de nouă generație se concentrează pe răcirea fiabilă a miezului reactorului. În ultimii ani, defecțiunile centralelor nucleare din diferite țări au avut loc rar și sunt clasificate ca fiind extrem de minore.

Dezvoltarea energiei nucleare în lume este inevitabilă, iar majoritatea populației lumii înțelege acum acest lucru, iar chiar abandonarea energiei nucleare ar necesita costuri enorme. Deci, dacă închideți toate centralele nucleare astăzi, veți avea nevoie de încă 100 de miliarde de tone de combustibil echivalent, care pur și simplu nu este de unde să obțineți.

O direcție fundamental nouă în dezvoltarea energiei și posibila înlocuire a centralelor nucleare este reprezentată de cercetarea generatoarelor electrochimice fără combustibil. Prin consumul de sodiu conținut în exces în apa de mare, acest generator are o eficiență de aproximativ 75%. Produsul de reacție aici este clorul și soda, iar utilizarea ulterioară a acestor substanțe în industrie este posibilă.

Factorul mediu de utilizare a centralelor nucleare din întreaga lume a fost de 70%, dar în unele regiuni a fost peste 80%.

Din păcate, rezervele de petrol, gaze și cărbune nu sunt în niciun caz nesfârșite. Natura a avut nevoie de milioane de ani pentru a crea aceste rezerve, acestea vor fi epuizate în sute de ani. Astăzi, lumea a început să se gândească serios la modul de a preveni jefuirea prădătoare a bogăției pământești. La urma urmei, doar în această condiție rezervele de combustibil pot dura secole. Din păcate, multe țări producătoare de petrol trăiesc astăzi. Ei consumă fără milă rezervele de petrol pe care le-a dat natură. Acum multe dintre aceste țări, în special din regiunea Golfului Persic, înoată literalmente în aur, fără să se gândească că în câteva decenii aceste rezerve se vor seca. Ce se va întâmpla atunci - și asta se va întâmpla mai devreme sau mai târziu - când zăcămintele de petrol și gaze se vor epuiza? Creșterea prețului petrolului, care este necesară nu numai pentru energie, ci și pentru transport și chimie, ne-a obligat să ne gândim la alte tipuri de combustibil potrivite pentru înlocuirea petrolului și gazelor. Acele țări care nu aveau propriile rezerve de petrol și gaze și trebuiau să le cumpere au devenit atunci deosebit de gânditoare.

Prin urmare, tipologia generală a centralelor electrice include centralele care funcționează pe așa-numitele surse de energie netradiționale sau alternative. Acestea includ:

o energia fluxurilor și refluxurilor;

o energia râurilor mici;

o energie eoliană;

o energie solară;

o energie geotermală;

o energie din deșeuri combustibile și emisii;

o energie din surse de căldură secundare sau reziduale și altele.

În ciuda faptului că tipurile neconvenționale de centrale electrice reprezintă doar câteva procente din producția de energie electrică, dezvoltarea acestei zone în lume este de mare importanță, mai ales având în vedere diversitatea teritoriilor țărilor. În Rusia, singurul reprezentant al acestui tip de centrale este Centrala Geotermală Pauzhetskaya din Kamchatka, cu o capacitate de 11 MW. Stația este în funcțiune din 1964 și este deja depășită atât moral, cât și fizic. Nivelul dezvoltărilor tehnologice din Rusia în acest domeniu este cu mult în urma lumii. În zonele îndepărtate sau greu accesibile din Rusia, unde nu este nevoie să construiți o centrală mare și adesea nu există nimeni care să o întrețină, sursele „netradiționale” de energie electrică sunt cea mai bună soluție.

Următoarele principii vor contribui la creșterea numărului de centrale electrice care utilizează surse alternative de energie:

o cost mai mic al energiei electrice și căldurii obținute din surse de energie netradiționale decât din toate celelalte surse;

o oportunitatea în aproape toate țările de a avea centrale electrice locale, făcându-le independente de sistemul energetic general;

o disponibilitate și densitate fezabilă din punct de vedere tehnic, putere pentru utilizare utilă;

o surse regenerabile de energie;

o economisirea sau înlocuirea resurselor energetice tradiționale și a purtătorilor de energie;

o înlocuirea resurselor energetice exploatate pentru tranziția către mai ecologice specie pură energie;

o creșterea fiabilității sistemelor energetice existente.

Aproape fiecare țară are un anumit tip de această energie și în viitorul apropiat poate aduce o contribuție semnificativă la echilibrul de combustibil și energie al lumii.

Soarele, o sursă inepuizabilă de energie, oferă Pământului 80 de trilioane de kilowați în fiecare secundă, adică de câteva mii de ori mai mult decât toate centralele electrice din lume. Trebuie doar să știi cum să-l folosești. De exemplu, Tibetul, partea planetei noastre cea mai apropiată de Soare, consideră pe bună dreptate energia solară bogăția sa. Astăzi, în Regiunea Autonomă Tibet din China au fost construite peste cincizeci de mii de cuptoare solare. Spațiile rezidențiale cu o suprafață de 150 de mii de metri pătrați sunt încălzite cu energie solară și au fost create sere solare cu o suprafață totală de un milion de metri pătrați.

Deși energia solară este gratuită, generarea de electricitate din aceasta nu este întotdeauna suficient de ieftină. Prin urmare, experții se străduiesc în mod constant să îmbunătățească celulele solare și să le facă mai eficiente. Un nou record în acest sens aparține Centrului Boeing pentru Tehnologii Avansate. Celula solară creată acolo transformă 37% din lumina soarelui care o lovește în electricitate.

În Japonia, oamenii de știință lucrează la îmbunătățirea celulelor fotovoltaice pe bază de siliciu. Dacă grosimea celulei solare standard existente este redusă de 100 de ori, atunci astfel de celule cu peliculă subțire vor necesita mult mai puține materii prime, ceea ce le va asigura eficiența ridicată și rentabilitatea. În plus, greutatea lor ușoară și transparența excepțională vor face ușoară instalarea lor pe fațadele clădirilor și chiar pe ferestre pentru a furniza energie electrică clădirilor rezidențiale. Cu toate acestea, deoarece intensitatea luminii solare nu este întotdeauna aceeași peste tot, chiar dacă sunt instalate multe panouri solare, clădirea va necesita o sursă suplimentară de energie electrică. O posibilă soluție la această problemă este utilizarea celulelor solare în combinație cu o celulă de combustibil cu două fețe. În timpul zilei, când celulele solare funcționează, excesul de electricitate poate fi trecut printr-o celulă de combustie cu hidrogen și astfel poate produce hidrogen din apă. Noaptea, pila de combustibil va putea folosi acest hidrogen pentru a produce electricitate.

Centrala electrică mobilă compactă a fost proiectată de inginerul german Herbert Beuermann. Cu o greutate proprie de 500 kg, are o putere de 4 kW, cu alte cuvinte, este capabil să furnizeze în totalitate un curent electric de putere suficientă locuințelor suburbane. Aceasta este o unitate destul de inteligentă, în care energia este generată de două dispozitive simultan - un nou tip de generator eolian și un set de panouri solare. Primul este echipat cu trei emisfere, care (spre deosebire de o roată eoliană convențională) se rotesc la cea mai mică mișcare a aerului, al doilea este echipat cu echipamente automate care orientează cu atenție elementele solare spre luminare. Energia extrasă este acumulată în acumulatorul, care furnizează curent consumatorilor în mod stabil.

Privind o perioadă în care statul California va avea nevoie de stații convenabile de încărcare a bateriilor, Southern California Edison intenționează să înceapă testarea unei stații de vehicule alimentate cu energie solară, care va deveni în cele din urmă o stație de parcare cu mai multe combustibili și diverse magazine. Panourile solare de pe acoperișul stației, situată în orașul Diamond Bar, vor furniza energie pentru încărcarea vehiculelor electrice pe tot parcursul zilei de lucru, chiar și iarna. Iar surplusul primit de la aceste panouri va fi folosit pentru nevoile autogariei propriu-zise. Deja în 1981, primul avion din lume cu un motor alimentat de panouri solare a zburat peste Canalul Mânecii. I-a luat 5,5 ore să zboare pe o distanță de 262 km. Și conform previziunilor oamenilor de știință de la sfârșitul secolului trecut, era de așteptat ca până în anul 2000 să apară pe drumurile din California aproximativ 200.000 de vehicule electrice. Poate că ar trebui să ne gândim și la utilizarea energiei solare pe scară largă. În special, în Crimeea, cu „soarele” său.

La prima vedere, vântul pare a fi una dintre cele mai accesibile și regenerabile surse de energie. Spre deosebire de Soare, poate „funcționa” iarna și vara, zi și noapte, nord și sud. Dar vântul este o resursă energetică foarte difuză. Natura nu a creat un „depozit” de vânturi și nu le-a lăsat să curgă de-a lungul albiilor lor, ca râurile. Energia eoliană este aproape întotdeauna „răspândită” pe teritorii vaste. Principalii parametri ai vântului - viteza și direcția - se schimbă uneori foarte rapid și imprevizibil, ceea ce îl face mai puțin „fiabil” decât Soarele. Astfel, există două probleme care trebuie rezolvate pentru utilizarea pe deplin a energiei eoliene. În primul rând, aceasta este capacitatea de a „prinde” energia cinetică a vântului dintr-o zonă maximă. În al doilea rând, este și mai important să se obțină uniformitatea și constanța fluxului vântului. A doua problemă este încă greu de rezolvat. Există evoluții interesante pentru a crea mecanisme fundamental noi pentru transformarea energiei eoliene în energie electrică. Una dintre aceste instalații generează în interiorul său un superuragan artificial la o viteză a vântului de 5 m/s!

Motoarele eoliene nu poluează mediul înconjurător, dar sunt foarte voluminoase și zgomotoase. Pentru a produce multă energie electrică cu ajutorul lor, sunt necesare suprafețe vaste de teren. Ele funcționează cel mai bine acolo unde sufla vânturi puternice. Și totuși, doar o singură centrală electrică pe bază de combustibili fosili poate înlocui mii de turbine eoliene în ceea ce privește cantitatea de energie produsă.

La folosirea vântului, apare o problemă serioasă: un exces de energie în vremea vântului și lipsa acesteia în perioadele de calm. Cum se acumulează și se stochează energia eoliană pentru o utilizare viitoare? Cel mai simplu mod constă în faptul că roata eoliană antrenează o pompă, care pompează apa într-un rezervor situat deasupra, iar apoi apa care curge din acesta antrenează o turbină de apă și un generator de curent continuu sau alternativ. Există și alte metode și proiecte: de la baterii convenționale, deși de putere redusă, până la volante gigantice care rotesc sau pomparea aerului comprimat în peșteri subterane, până la producerea hidrogenului ca combustibil. Pare deosebit de promițător ultima metoda. Curentul electric de la o turbină eoliană descompune apa în oxigen și hidrogen. Hidrogenul poate fi stocat sub formă lichefiată și ars în cuptoarele centralelor termice după cum este necesar.

Omul de știință american William Heronimus consideră că cel mai bine este să produci hidrogen folosind energia eoliană pe mare. În acest scop, își propune să se monteze catarge înalte cu turbine eoliene cu diametrul de 60 m și generatoare în apropierea țărmului. 13 mii de astfel de instalații ar putea fi amplasate de-a lungul coastei Noii Anglie (nord-estul SUA) și ar putea „prinde” vânturile predominante din est. Unele unități vor fi ancorate pe fundul mării de mică adâncime, altele vor pluti pe suprafața acesteia. Curentul continuu de la generatoarele eoliene electrice va alimenta centralele de electroliză situate în partea de jos, de unde hidrogenul va fi furnizat la sol printr-o conductă subacvatică.

Recent, unele țări au acordat din nou atenție acelor proiecte care anterior au fost respinse ca nepromițătoare. Așadar, în special, în 1982, guvernul britanic a anulat finanțarea publică pentru acele centrale electrice care folosesc energie marină: unele dintre astfel de cercetări au încetat, altele au continuat cu alocări clar insuficiente din partea Comisiei Europene și a unor firme și companii industriale. Motivul refuzului sprijinului de stat a fost eficiența insuficientă a metodelor de obținere a energiei electrice „de mare” în comparație cu celelalte surse ale acesteia, în special nucleare.

În mai 1988, a avut loc o revoluție în această politică tehnică. Departamentul pentru Comerț și Industrie din Regatul Unit a ascultat opinia consilierului său principal în domeniul energiei, T. Thorpe, care a spus că trei dintre cele șase centrale pilot ale țării au fost îmbunătățite și că acum costă 1 kWh dintre ele este mai puțin de 6 pence, ceea ce este sub nivelul nivelul minim de competitivitate pe piata deschisa. Prețul energiei electrice „de mare” a scăzut de zece ori din 1987.

Valuri. Cel mai perfect proiect este „Nodding Duck”, propus de designerul S. Salter. Plutitoarele, legănate de valuri, furnizează energie care costă doar 2,6 pence pe 1 kWh, ceea ce este doar marginal mai mare decât costul energiei electrice generate de cele mai recente centrale electrice pe gaz (în Marea Britanie este de 2,5 pence) și semnificativ mai mic decât acea centrală nucleară (aproximativ 4,5 pence la 1 kW/h).

Trebuie remarcat faptul că utilizarea surselor de energie alternative, regenerabile, poate reduce destul de eficient procentul de emisii de substanțe nocive în atmosferă, adică poate rezolva într-o oarecare măsură una dintre problemele importante de mediu. Energia mării poate fi numărată pe bună dreptate printre astfel de surse.

Aproximativ 1/5 din energia consumată la nivel mondial este generată de centralele hidroelectrice. Se obține prin transformarea energiei apei în cădere în energia de rotație a turbinelor, care la rândul lor rotește un generator care produce energie electrică. Centralele hidroelectrice pot fi foarte puternice. Astfel, stația Itapu de pe râul Parana de la granița dintre Brazilia și Paraguay dezvoltă o capacitate de până la 13.000 milioane kW.

Energia râurilor mici poate deveni, de asemenea, în unele cazuri o sursă de energie electrică. Poate că utilizarea acestei surse necesită condiții specifice (de exemplu, râuri cu curenți puternici), dar într-un număr de locuri în care alimentarea convențională cu energie este neprofitabilă, instalarea de minicentrale hidroelectrice ar putea rezolva multe probleme locale. Există deja centrale hidroelectrice fără baraj pentru râuri și pâraie. Complet cu o baterie, pot furniza energie unei ferme țărănești sau unei expediții geologice, unei pășuni de transhumanță sau unui mic atelier... Dacă ar fi un râu în apropiere!

O unitate rotativă cu diametrul de 300 mm și cântărind doar 60 kg este scoasă pe repezi, scufundată pe „schiul” de jos și asigurată cu cabluri de pe ambele maluri. Restul este o chestiune de tehnologie: multiplicatorul rotește un generator auto de 14 volți DC, iar energia se acumulează.

Un prototip al unei mini-centrale hidroelectrice fără dam s-a dovedit cu succes pe râurile din Gorny Altai.

O creștere bruscă a prețurilor la combustibil, dificultăți în obținerea acestuia, rapoarte de epuizare a resurselor de combustibil - toate aceste semne vizibile ale crizei energetice au provocat ultimii aniîn multe țări există un interes semnificativ pentru noile surse de energie, inclusiv pentru energia oceanică.

Energia termică oceanică. Se știe că rezervele de energie din Oceanul Mondial sunt colosale, deoarece două treimi din suprafața pământului (361 milioane km 2) este ocupată de mări și oceane - Oceanul Pacific are 180 milioane km 2 . Atlantic - 93 milioane km 2, Indian - 75 milioane km 2. Astfel, energia termică (internă) corespunzătoare supraîncălzirii apelor de suprafață ale oceanului față de apele de fund, să zicem, cu 20 de grade, are o valoare de ordinul a 10 26 J. Se estimează energia cinetică a curenților oceanici. să fie de ordinul a 10 18 J. Cu toate acestea, până acum oamenii au putut folosi doar o cotă nesemnificativă din această energie și chiar și atunci cu prețul unor investiții de capital mari și lent, astfel încât o astfel de energie până acum părea nepromițătoare. .

Ultimul deceniu a fost caracterizat de anumite succese în utilizarea energiei termice oceanice. Astfel, au fost create instalații mini-OTEC și OTEC-1 (OTEC - literele inițiale ale cuvintelor englezești Ocean Thermal Energy Conversion, adică conversia energiei termice oceanice în energie electrică). În august 1979, o centrală termică mini-OTEC a început să funcționeze lângă Insulele Hawaii. Funcționarea de probă a instalației timp de trei luni și jumătate a arătat fiabilitatea sa suficientă. În timpul funcționării continue non-stop, nu au existat întreruperi, cu excepția problemelor tehnice minore care apar de obicei la testarea oricăror noi instalații. Puterea sa totală a fost în medie de 48,7 kW, maxim -53 kW; Instalația a trimis 12 kW (maximum 15) către rețeaua externă pentru sarcină utilă, sau mai exact, pentru încărcarea bateriilor. Restul energiei generate a fost cheltuită pentru nevoile proprii ale instalației. Acestea includ costurile cu energia pentru funcționarea a trei pompe, pierderile în două schimbătoare de căldură, o turbină și un generator de energie electrică.

Au fost necesare trei pompe pe baza următorului calcul: una pentru alimentarea cu apă caldă din ocean, a doua pentru pomparea apei reci de la o adâncime de aproximativ 700 m, a treia pentru pomparea fluidului secundar de lucru în interiorul sistemului propriu-zis, adică. de la condensator la evaporator. Amoniacul este folosit ca fluid de lucru secundar.

Unitatea mini-OTEC este montată pe un șlep. Sub fundul său există o conductă lungă pentru colectarea apei rece. Conducta este o conductă de polietilenă de 700 m lungime cu un diametru interior de 50 cm. Conducta este atașată la fundul vasului cu ajutorul unui blocaj special, permițând deconectarea rapidă, dacă este necesar. Conducta de polietilenă este folosită și pentru ancorarea sistemului conductă-vas. Originalitatea unei astfel de soluții este dincolo de orice îndoială, deoarece setările de ancorare pentru sistemele OTEC mai puternice dezvoltate în prezent reprezintă o problemă foarte serioasă.

Pentru prima dată în istoria tehnologiei, o instalație mini-OTEC a fost capabilă să furnizeze energie utilă unei sarcini externe, acoperind în același timp propriile nevoi. Experiența dobândită din operarea mini-OTEC-urilor a făcut posibilă construirea rapidă a unei centrale termice mai puternice OTEC-1 și începerea proiectării sistemelor și mai puternice de acest tip.

Căldura de la rocile fierbinți din scoarța terestră poate genera și energie electrică. Apa rece este pompată prin puțuri forate în rocă, iar aburul generat din apă se ridică, care rotește turbina. Acest tip de energie se numește energie geotermală. Este folosit, de exemplu, în Noua Zeelandă și Islanda.

Una dintre cele mai neobișnuite utilizări ale deșeurilor umane este generarea de energie electrică din gunoi. Problema gropilor de gunoi urbane a devenit una dintre cele mai stringente probleme ale megaorașelor moderne. Dar se pare că pot fi încă folosite pentru a produce energie electrică. În orice caz, exact asta au făcut în SUA, în statul Pennsylvania. Când cuptorul, construit pentru a arde gunoi și pentru a genera simultan energie electrică pentru 15.000 de locuințe, a început să primească combustibil insuficient, s-a hotărât completarea lui cu gunoaie din gropile de gunoi deja închise. Energia generată din deșeuri generează venituri de aproximativ 4.000 de dolari pentru județ în fiecare săptămână. Dar principalul lucru este că volumul gropilor de gunoi închise a scăzut cu 78%.

Atunci când se descompun în gropi de gunoi, gunoiul eliberează gaz, dintre care 50-55% este metan, 45-50% este dioxid de carbon și aproximativ 1% sunt alți compuși. Dacă anterior gazul emis pur și simplu otrăvea aerul, acum în SUA încep să-l folosească drept combustibil în motoarele cu ardere internă pentru a genera electricitate. Numai în mai 1993, 114 centrale electrice cu gaze de depozit au produs 344 MJ de energie electrică. Cea mai mare dintre ele, din orașul Whittier, produce 50 MJ pe an. Stația de 12 MW este capabilă să satisfacă nevoile de energie electrică ale locuitorilor a 20 de mii de locuințe. Potrivit experților, în gropile de gunoi din SUA există suficient gaz pentru a opera stații mici timp de 30-50 de ani. Nu ar trebui să ne gândim și la problema reciclării deșeurilor? Dacă avem o tehnologie eficientă, am putea reduce numărul de „movile” de gunoi și, în același timp, să realizăm și să reumplem semnificativ rezervele de energie, din fericire, nu există „lipsuri de materii prime” pentru producția sa;

S-ar părea că ce poate fi mai neplăcut decât gunoiul de grajd? Multe probleme sunt asociate cu poluarea corpurilor de apă cu deșeurile de la fermele de blană. Cantități mari de materie organică care intră în corpurile de apă contribuie la poluarea acestora.

Se știe că centralele termice sunt poluatoare active ale mediului, fermele de porci și grădinile de vaci sunt de asemenea. Cu toate acestea, se poate face ceva bun din aceste două rele. Este exact ceea ce s-a întâmplat în orașul englez Pidelhinton, unde a fost dezvoltată o tehnologie de transformare a gunoiului de porc în energie electrică. Deșeurile trec printr-o conductă către o centrală electrică, unde sunt supuse prelucrării biologice într-un reactor special. Gazul rezultat este folosit pentru a genera energie electrică, iar deșeurile procesate de bacterii sunt folosite pentru îngrășământ. Procesând zilnic 70 de tone de gunoi de grajd, puteți obține 40 kWh.

Mulți experți și-au exprimat îngrijorarea cu privire la tendința din ce în ce mai mare către electrificarea completă a economiei și a economiei: centralele termice ard din ce în ce mai mulți combustibili chimici și sute de noi centrale nucleare, precum și instalațiile solare, eoliene și geotermale în curs de dezvoltare, va funcționa la o scară din ce în ce mai mare pentru a produce energie electrică. Prin urmare, oamenii de știință sunt ocupați să caute sisteme energetice fundamental noi.

Eficiența centralelor termice este relativ scăzută. În acest caz, o mare parte a energiei se pierde cu căldura reziduală (de exemplu, împreună cu apa caldă evacuată din sistemele de răcire), ceea ce duce la așa-numita poluare termică a mediului. Rezultă că centralele termice trebuie construite în locuri în care există suficientă apă de răcire sau în zone cu vânt unde răcirea cu aer nu va avea un efect negativ asupra microclimatului. La acestea se adaugă problemele de siguranță și igienă. Acesta este motivul pentru care viitoarele centrale nucleare mari ar trebui amplasate cât mai departe posibil de zonele dens populate. Dar în acest fel, sursele de energie electrică sunt îndepărtate de la consumatorii lor, ceea ce complică semnificativ problema transportului de energie.

Transmiterea energiei electrice prin fire este foarte costisitoare: reprezintă aproximativ o treime din costul energiei pentru consumator. Pentru a reduce costurile, liniile electrice sunt construite la tensiuni din ce în ce mai mari - vor ajunge în curând la 1500 kV. Dar liniile aeriene de înaltă tensiune necesită înstrăinarea unei suprafețe mari de teren și sunt, de asemenea, vulnerabile la vânturi foarte puternice și la alți factori meteorologici. Dar liniile de cablu subterane sunt de 10 până la 20 de ori mai scumpe și sunt așezate numai în cazuri excepționale (de exemplu, atunci când acest lucru se datorează unor considerente arhitecturale sau de fiabilitate).

Cea mai gravă problemă este acumularea și stocarea energiei electrice, deoarece centralele electrice funcționează cel mai economic la putere constantă și la sarcină maximă. Între timp, cererea de energie electrică se modifică pe parcursul zilei, săptămânii și anului, astfel încât puterea centralelor electrice trebuie ajustată la aceasta. Singura modalitate de a stoca cantități mari de energie electrică pentru utilizare ulterioară este oferită în prezent de centralele cu acumulare prin pompare, dar acestea, la rândul lor, sunt asociate cu multe probleme.

Toate aceste probleme cu care se confruntă energia modernă ar putea, potrivit multor experți, să fie rezolvate prin utilizarea hidrogenului drept combustibil și prin crearea așa-numitei economii energetice cu hidrogen.

Hidrogenul, cel mai simplu și mai ușor dintre toate elementele chimice, poate fi considerat un combustibil ideal. Este disponibil oriunde există apă. Când hidrogenul este ars, se produce apă, care poate fi descompusă înapoi în hidrogen și oxigen, iar acest proces nu provoacă nicio poluare a mediului. O flacără de hidrogen nu emite în atmosferă produse care însoțesc inevitabil arderea oricăror alte tipuri de combustibil: dioxid de carbon, monoxid de carbon, dioxid de sulf, hidrocarburi, cenușă, peroxizi organici etc. Hidrogenul are o putere calorică foarte mare: arderea a 1 g de hidrogen produce 120 J de energie termică, iar arderea a 1 g de benzină produce doar 47 J.

Hidrogenul poate fi transportat și distribuit prin conducte precum gazul natural. Transportul combustibilului prin conducte este cea mai ieftină cale de transfer de energie pe distanțe lungi. În plus, conductele sunt așezate în subteran, ceea ce nu deranjează peisajul. Conductele de gaz ocupă mai puțină suprafață de teren decât liniile electrice aeriene. Transmiterea energiei sub formă de hidrogen gazos printr-o conductă cu diametrul de 750 mm pe o distanță de peste 80 km va costa mai puțin decât transmiterea aceleiași cantități de energie sub formă de curent alternativ printr-un cablu subteran. La distanțe mai mari de 450 km, transportul hidrogenului prin conducte este mai ieftin decât utilizarea unei linii electrice aeriene de curent continuu cu o tensiune de 40 kV, iar la o distanță de peste 900 km, este mai ieftin decât utilizarea unei linii electrice aeriene de curent alternativ cu o tensiune de 500 kV.

Hidrogenul este un combustibil sintetic. Poate fi obținut din cărbune, petrol, gaz natural sau prin descompunerea apei. Potrivit estimărilor, aproximativ 20 de milioane de tone de hidrogen pe an sunt produse și consumate în lume astăzi. Jumătate din această sumă este cheltuită pentru producția de amoniac și îngrășăminte, iar restul este folosit pentru îndepărtarea sulfului din combustibilii gazoși, în metalurgie, pentru hidrogenarea cărbunelui și a altor combustibili. În economia modernă, hidrogenul rămâne mai degrabă o substanță chimică decât o materie primă energetică.

Metode moderne și promițătoare de producere a hidrogenului.În prezent, hidrogenul este produs în principal din petrol (aproximativ 80%). Dar acesta este un proces neeconomic pentru energie, deoarece energia obținută dintr-un astfel de hidrogen costă de 3,5 ori mai mult decât energia din arderea benzinei. În plus, costul unui astfel de hidrogen crește constant pe măsură ce prețul petrolului crește.

O cantitate mică de hidrogen este produsă prin electroliză. Producerea hidrogenului prin electroliza apei este mai costisitoare decât producerea acestuia din petrol, dar se va extinde și se va ieftini odată cu dezvoltarea energiei nucleare. În apropierea centralelor nucleare, este posibilă amplasarea stațiilor de electroliză a apei, unde toată energia generată de centrală va fi folosită pentru a descompune apa pentru a forma hidrogen. Adevărat, prețul hidrogenului electrolitic va rămâne mai mare decât prețul curentului electric, dar costurile de transport și distribuire a hidrogenului sunt atât de mici încât prețul final pentru consumator va fi destul de acceptabil în comparație cu prețul energiei electrice.

Astăzi, cercetătorii lucrează intens la reducerea costurilor proceselor tehnologice pentru producția de hidrogen pe scară largă prin descompunerea mai eficientă a apei, folosind electroliza la temperatură înaltă a vaporilor de apă, folosind catalizatori, membrane semi-permeabile etc.

Se acordă multă atenție metodei termolitice, care (în viitor) constă în descompunerea apei în hidrogen și oxigen la o temperatură de 2500 °C. Însă inginerii nu au stăpânit încă o astfel de limită de temperatură în unitățile tehnologice mari, inclusiv în cele care funcționează cu energie nucleară (în reactoarele de înaltă temperatură, ei încă mai contează doar pe temperaturi de aproximativ 1000°C). Prin urmare, cercetătorii caută să dezvolte procese care au loc în mai multe etape, care să permită producerea de hidrogen în intervale de temperatură sub 1000°C.

În 1969, filiala italiană a Euratom a pus în funcțiune o instalație de producere a hidrogenului termolitic, care funcționează cu o eficiență de 55% la o temperatură de 730°C. S-au folosit bromură de calciu, apă și mercur. Apa din instalație se descompune în hidrogen și oxigen, iar reactivii rămași circulă în cicluri repetate. Alte instalații proiectate au funcționat la temperaturi de 700–800°C. Se crede că reactoarele la temperatură înaltă vor crește eficiența unor astfel de procese la 85%. Astăzi nu suntem capabili să prezicăm cu exactitate cât va costa hidrogenul. Dar dacă luăm în considerare că prețurile tuturor tipurilor moderne de energie sunt în creștere, putem presupune că pe termen lung, energia sub formă de hidrogen va fi mai ieftină decât sub formă de gaz natural și, eventual, sub formă de electricitate. actual.

Utilizarea hidrogenului. Când hidrogenul va deveni un combustibil la fel de accesibil ca gazul natural în prezent, acesta va putea să-l înlocuiască peste tot. Hidrogenul poate fi ars în aragazuri, încălzitoare de apă și cuptoare echipate cu arzătoare care vor fi puțin sau nimic diferite de arzătoarele moderne folosite pentru arderea gazelor naturale.

Când hidrogenul este ars, nu rămân produse de combustie nocive. Prin urmare, nu este nevoie de sisteme pentru îndepărtarea acestor produse pentru dispozitivele de încălzire care funcționează pe hidrogen. Mai mult, vaporii de apă generați în timpul arderii pot fi considerați un produs util - umidifică aerul (după cum știți, în apartamentele moderne cu încălzire centrală aerul este prea uscat). Iar absența coșurilor de fum nu numai că ajută la economisirea costurilor de construcție, dar crește și eficiența încălzirii cu 30%.

Hidrogenul poate servi și ca materie primă chimică în multe industrii, de exemplu, în producția de îngrășăminte și produse alimentare, în metalurgie și petrochimie. Poate fi folosit și pentru a genera energie electrică la centralele termice locale.

Rolul energiei în menținerea și dezvoltarea ulterioară a civilizației este incontestabil. În societatea modernă este dificil să găsești cel puțin un domeniu al activității umane care nu necesită direct sau indirect mai multa energie decât poate oferi muşchii umani.

Consumul de energie este un indicator important al nivelului de trai. În acele zile, când o persoană obținea hrană prin colectarea fructelor de pădure și vânătoarea de animale, avea nevoie de aproximativ 8 MJ de energie pe zi. După stăpânirea focului, această valoare a crescut la 16 MJ într-o societate agricolă primitivă era de 50 MJ, iar într-o societate mai dezvoltată era de 100 MJ;

Sursele tradiționale de energie încă ocupă o poziție de lider în industria electrică globală. Cu toate acestea, pentru fiecare metru cub nou de gaz sau tonă de petrol, trebuie să mergeți mai spre nord sau spre est, să vă îngropați mai adânc în pământ. Nu este de mirare că petrolul și gazele vor costa din ce în ce mai mult în fiecare an. În plus, resursele naturale sunt limitate și, în cele din urmă, omenirea va fi nevoită să treacă mai întâi la utilizarea pe scară largă a energiei nucleare, iar apoi complet la energia eoliană, solară și terestră.

Energia alternativă poate fi folosită peste tot numai atunci când combustibilul tradițional devine atât de rar încât prețul său devine incredibil de mare; sau când o criză de mediu aduce omenirea în pragul autodistrugerii. Deja acum este posibil să se reducă semnificativ probabilitatea efectului de seră și să se elimine toate zonele nefavorabile din punct de vedere ecologic prin utilizarea energiei alternative curate. Cu toate acestea, acest lucru nu s-a întâmplat încă din cauza rentabilității scăzute a unei astfel de construcții. Nimeni nu vrea să-și investească banii în ceva care va plăti numai în câteva secole. La urma urmelor munca pregatitoare utilizarea oricărei surse alternative de energie sunt foarte scumpe, în plus, nu sunt întotdeauna sigure atât pentru oameni, cât și pentru mediu. Prin urmare, nu trebuie să ne așteptăm la punerea în funcțiune imediată a sursei „corecte” de energie electrică în viitorul apropiat.

1. Volkov S.G., Hidroenergie, Sankt Petersburg, 1997.

2. Neporojni P.S., Popkov V.I., Resursele energetice ale lumii, M., Energoatomizdat, 1995.

3. Surse de energie. Fapte, probleme, soluții, M., Știință și tehnologie, 1997.

1. Moment organizatoric.

- Studiem secțiunea „Geografia resurselor naturale ale lumii”.

Înainte de a începe să cunoaștem subiect nou lecție, vom selecta 2 persoane care vor lucra cu resurse de internet și vor căuta răspunsuri la întrebările care le-au fost puse.

Întrebări. 1) Dați exemple de surse alternative de energie care nu au fost discutate în clasă. Indicați care este esența lor (Excludeți resursele minerale, de apă, de pământ, de pădure și oceane).

2) În ce grupuri pot fi împărțite resursele recreative? (nu luați în considerare clasificarea dată în manualul de la p. 121)

2. T.Z.M.

Ce tipuri de resurse naturale am întâlnit deja?

Subiectul lecției noastre de astăzi se numește „Tipuri interesante de resurse naturale”, iar în manual subiectul este „Alte tipuri de resurse naturale”. (diapozitivul 1) De ce alte tipuri, care sunt aceste alte tipuri de resurse naturale? Cum intelegi?

Acestea sunt surse alternative de energie și resurse recreative.

Ce vrem să învățăm la clasă? (diapozitivul 2)

Astăzi nu ne vom aminti doar care sunt aceste tipuri de resurse naturale, ci le vom identifica diversitatea pe planeta noastră, le vom evalua și vom întocmi o hartă a geografiei lor.

În lecție ne vom împăca proiect - hartă „Tipuri de centrale electrice alternative și resurse de agrement ale lumii”și veți fi participanți activi la proiectul nostru.

Pentru a crea un proiect în ultima lecție, ne-am împărțit în grupuri mici de 3 persoane. În fiecare grupă a fost ales un lider, un organizator și un designer. Fiecare grupă va lucra la propriul proiect, care trebuie prezentat la sfârșitul lecției. Apărarea proiectului este gândită folosind întrebările care vă sunt date pe foi.

3. Material nou.

Primul lucru cu care ne vom familiariza astăzi sunt sursele alternative de energie. (diapozitivul 3)

Există surse de energie tradiționale și netradiționale.

– Care sunt sursele tradiționale de energie?

– De ce resursele de combustibil, energia apei și energia nucleară sunt considerate surse de energie tradiționale?

Ce altceva numim surse de energie netradiționale?

– Enumerați sursele alternative de energie.

De ce sunt numite alternative?

Toate centralele tradiționale (centrale termice, hidrocentrale, centrale nucleare) generează mai mult de 99% din toată energia globală, respectiv, centrale alternative - mai puțin de 1%.

Despre perspectivele energiei termonucleare se vorbește de foarte mult timp. Ce înseamnă termonuclear? (diapozitivul 4)

Poate face o persoană independentă de sursele tradiționale de energie. În ciuda tuturor eforturilor oamenilor de știință, nu a fost încă posibil să se creeze nici măcar o instalație termonucleară experimentală. Dar munca în această direcție s-a desfășurat cu o intensitate neîntreruptă timp de multe decenii.

Lucrul cu textul manualului.

Să ne familiarizăm cu sursele alternative de energie, să determinăm factorii care influențează amplasarea centralelor electrice și problemele amplasării acestora. Pentru a face acest lucru, completați tabelul. (textul studiului paginile 117-119)

Surse netradiționale	Factorii care influențează plasarea	Probleme	Țări
energie solara - energie solară
			Islanda, vestul SUA, Noua Zeelandă, Filipine, Italia, Mexic, Japonia.
	Zone în care vântul bate constant și uniform.
		costuri ridicate de construcție și putere care variază pe parcursul zilei

Lucrul cu o hartă de contur.

Vom verifica tabelul și în același timp, folosind simboluri, vom reprezenta pe harta contur țările care au centrale electrice care funcționează cu combustibili alternativi. (diapozitivul 5 - 12)

Ce alte surse alternative de energie există care nu au fost discutate la clasă? (diapozitivul 13-15)

Concluzie.

Deci, industria energiei alternative este la început și este foarte promițătoare, deoarece reduce dependența umană de sursele epuizabile de combustibil mineral.

Familiarizați-vă cu resursele recreative ale lumii.

Cum înțelegeți ce înseamnă resursele recreative? (diapozitivul 16)

Recreerea este refacerea forțelor fizice și spirituale ale unei persoane petrecute în procesul vieții, crescând sănătatea și performanța acesteia.

Resursele recreative sunt obiecte naturale și create de om care au proprietăți precum unicitatea, valoarea istorică sau artistică, atractivitatea estetică și valoarea sănătății.

ÎN ultimele decenii importanţa acestor resurse a crescut. Acest lucru se datorează faptului că o persoană a încetat să lucreze de dragul supraviețuirii (sau să-și pese să-și obțină pâinea zilnică - pentru azi și mâine) și a început să se gândească la odihnă și la plăcerile asociate cu aceasta, unde călătoriile au ocupat un anumit loc. . Mai târziu, acest tip de recreere a devenit cunoscut sub numele de turism.

Turisti sunt peste tot! Există companii de turism care vizitează Polul Nord și Sud, urcă pe Everest, ocolește lumea și multe altele. (diapozitivul 17)

Astfel, a apărut un „boom turistic”. Ce este și ce este legat de „boom-ul turistic” din ultimele decenii? Text manual pagina 120.

Există multe tipuri de resurse recreative. Ele pot fi combinate în două grupuri. (diapozitivul 18)

Uitați-vă la Fig. 63 de la p. 121, completați diagrama în caiet și completați-o cu exemple din manual sau cu exemplele dvs.

(verificarea diagramei completate) (diapozitivul 19-22)

Întrucât unul dintre tipurile de resurse recreative este resursele culturale și istorice, aici atenție deosebită ar trebui acordate site-urilor din patrimoniul cultural și natural mondial.

(mesaj de la elevul 1) (diapozitivul 23-26)

În ce alte grupuri pot fi împărțite resursele recreative? (diapozitivul 27)

Luați în considerare anamorfoza călătoriilor turistice internaționale.

(diapozitivul 28)

Harta este prezentată într-o formă distorsionată, deoarece acele țări care primesc mulți turiști pe tot parcursul anului sunt pline de suc și umflături, iar acele țări care primesc un număr mic de călătorii turistice sunt reduse în dimensiune față de contururile lor reale.

Harta arată că Europa de Vest este cea mai populară destinație pentru turiștii internaționali. Regiunea primește 46% din sosirile de turiști din lume. 0,1% din călătoriile turistice globale sunt în teritoriile Africii Centrale

Ca destinație turistică, Andorra primește 45 de vizite de persoană în populație, anual. Numerele echivalente pentru Monaco și Bahamas sunt 7 și, respectiv, 5.

Să urmărim dinamica turismului internațional din 1950 până în 2005. Ce concluzie se poate trage din această diagramă? (diapozitivul 29)

Există un număr mare de țări care au resurse recreative. Printre acestea se numără Franța, Italia, Germania, India, Turcia, Mexic, Egipt, Rusia... Dar cele mai populare sunt țările și zonele în care resursele naturale și recreative bogate sunt combinate cu atracții culturale și istorice.

Lucrul cu o hartă de contur.

Completați harta „Tipuri de centrale electrice alternative și resurse de agrement ale lumii” - dați 2-3 exemple de țări pentru fiecare grup de resurse recreative. (diapozitivul 30)

Concluzie.

Stilul de viață modern a dus la o explozie recreativă. Turiștii vizitează diverse tari pace. Resursele de agrement formează nu numai obiecte naturale, ci și antropice.

Protecția proiectului.

Gândește-te la numele cardului tău. De ce ai ales acest nume?

Gândește-te bine simboluri pentru fiecare tip de centrale electrice alternative. De ce ați ales aceste simboluri specifice?

A fost interesant pentru tine să lucrezi la această problemă?

A fost interesant pentru tine să lucrezi cu acești oameni din grup?

5) Ați dori să schimbați procesul de lucru la un proiect? De ce?

4. Tema pentru acasă.

Scrieți un eseu pe unul dintre subiectele: „Surse de energie neconvenționale: argumente pro și contra” sau „Resurse recreaționale ale lumii”.

R/t pp. 52 – 54 toate sarcinile.

(Eseul este un gen de proză filosofică, științific-critică, istorico-biografică, jurnalistică, care combină poziția enfatic individuală a autorului cu o prezentare relaxată, adesea paradoxală, axată pe vorbirea colocvială.)

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Loc de muncă bun la site">

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http: www. toate cele mai bune. ru/

Ministerul Educației și Științei al Republicii Kazahstan

Universitatea Națională Eurasiatică numită după. L.N. Gumiliov

Departamentul: Geografie fizică şi economică

DIPLOMĂPOST

Pesubiect: Geografia modernă a energiei alternative în Kazahstan

Completat de: Isbulatova A.D.

ASTANA 2012

Lista abrevierilor

Glosar

Introducere

1. Tendințele actualeși perspectivele de dezvoltare a energiei globale

1.1 Producția mondială, consumul de energie electrică și geografia distribuției principalilor purtători de energie pe regiuni ale lumii

1.2 Geografia modernă a utilizării surselor alternative de energie în lume

1.3 Metode moderne de generare a energiei electrice și eoliene în lume

2. Starea actuală, tendințe și perspective pentru dezvoltarea industriei energiei electrice în Kazahstan

2.1 Analiza situației actuale și perspectivelor de dezvoltare a industriei energiei electrice în Kazahstan

2.2 Piața energiei electrice din Republica Kazahstan

3. Dezvoltarea și utilizarea surselor alternative de energie electrică în Kazahstan

3.1 Tendințele actuale și perspectivele de dezvoltare a energiei eoliene în Kazahstan

3.2 Beneficii economice și beneficii sociale ale dezvoltării energiei eoliene în Kazahstan

Concluzie

Lista surselor utilizate

Aplicații

Lista abrevierilor

CDM - Mecanismul de dezvoltare curată

CSI - Comunitatea Statelor Independente

COP - Conferința părților (UNFCCC)

AO - Evaluare finală

GEF - Global Environment Facility

GW - Gigawatt - o unitate de putere egală cu 1.000.000.000 de wați

GWh - Gigawatt pe oră - o unitate de energie egală cu 1.000.000.000 de wați oră

KEA - Sistemul de energie electrică din Kazahstan

KEGOC - Compania de administrare a rețelelor electrice din Kazahstan

KOREM - operator din Kazahstan al pieței de energie electrică și capacitate

MEMR - Ministerul Energiei si Resurselor Minerale

MINT - Ministerul Industriei și Noilor Tehnologii

SOS - Evaluare intermediară

MW - Megawatt - unitate de putere egală cu 1.000.000 de wați

MWh - Megawatt pe oră - o unitate de energie egală cu 1.000.000 de wați oră

NEAP - Planul Național de Acțiune pentru Protecția Mediului în Kazahstan

PIU - Grupul de Implementare Proiect

OPEC - Organizația Țărilor Exportatoare de Petrol

PNUD - Programul Națiunilor Unite pentru Dezvoltare

UNEP - Programul Națiunilor Unite pentru Mediu

REK - Compania Regională de Rețea Electrică

TWh - Terawatt pe oră - o unitate de energie egală cu 1.000.000.000.000 de wați oră

PPA - Acord și achiziție de energie

GLosarium

Naţional putere electrică sistem (NES), reprezentată de Kazahstan Electric Grid Operations Company JSC (KEGOC). A fost format pe baza rețelelor electrice formatoare de sistem (interstatale și interregionale) de 220-500-1150 kV.

Regional rețea electrică companiilor (REC), cuprinzând rețele de distribuție de 110 kV și mai jos și care îndeplinesc funcțiile de transmitere a energiei electrice la nivel regional.

Producătorii electricitate - centrale electrice independente sau integrate cu instalatii industriale mari.

Concept mai departe dezvoltare piaţă relaţii V industria energiei electrice Republică Kazahstan . Acesta vizează în primul rând consolidarea și dezvoltarea principiului împărțirii următoarelor funcții între participanții la piața energiei: · producerea de energie electrică; transportul si distributia energiei electrice; furnizarea (vânzarea) de energie electrică către consumatorii finali. Conceptul prevede o distincție clară între două niveluri ale sistemului energetic al Kazahstanului: piețele de energie electrică angro și cu amănuntul.

Descentralizat piaţă. Aici, participanții pe piața angro (cumpărători și vânzători de energie electrică) încheie acorduri bilaterale directe de cumpărare și vânzare între ei. Pentru a participa pe piața angro de energie

compania sau consumatorul trebuie să îndeplinească anumite criterii. În special, furnizați/consumați cel puțin 1 MW de energie electrică medie zilnică.

Centralizat piaţă este un fel de schimb în care participanții vând și cumpără energie electrică. Principalul subiect al tranzacționării pe această piață sunt contractele de furnizare pe zi (piața la vedere), precum și contractele de furnizare a energiei pe termen mediu și lung (contracte forward). La momentul adoptării Conceptului, volumele de tranzacționare spot reprezentau doar 1% din numărul total de contracte încheiate. Restul sunt contracte directe de vânzare bilaterală.

Balansare piaţă a energiei electrice în „timp real” îndeplinește funcțiile de rezolvare fizică a dezechilibrelor apărute între valorile contractuale și reale ale fluxurilor de energie electrică. Operatorul de sistem (KEGOC) elimină dezechilibrele emergente prin utilizarea capacității de rezervă. În acest scop, agențiile guvernamentale și KEGOC vor identifica anumite centrale electrice în care se află rezervele de energie. Un participant pe piață care a permis un exces al volumului de consum contractual sau o scădere a producției de energie electrică trebuie să plătească pentru serviciile operatorului de sistem pentru a rezolva dezechilibrele apărute.

Piaţă sistemică Şi auxiliar servicii. Principalul vânzător/cumpărător de pe această piață este operatorul de sistem - KEGOC. În calitate de vânzător, oferă tuturor participanților pe piața angro servicii similare cu cele furnizate de companiile regionale de rețea electrică pe piața de retail. Acestea includ transportul energiei electrice prin rețelele Sistemului Energetic Național (220-500-1150 kV) tehnică de dispecerizare a rețelei și consum de energie electrică; reglarea puterii în procesul de transmitere și dispecerizare a energiei electrice. Toate serviciile de mai sus sunt clasificate de legislația Kazahstanului drept monopol natural.

Cu amănuntulpiaţăelectricenergie Principiul separării funcțiilor poate fi văzut mai clar în noua structură a pieței cu amănuntul a energiei electrice, a cărei structură organizatorică este formată din trei grupuri de entități independente din punct de vedere economic.

Producerea de energiecompaniilor. În prezent, producția de energie electrică este exclusă din lista activităților care intră în sfera monopolului natural. Ca urmare, producătorii de energie sunt echivalați cu companii de producție obișnuite, al căror obiectiv principal este vânzarea efectivă a produselor lor (în în acest caz,- energie electrică). Concurența liberă și absența unui control antimonopol strict ar trebui să devină în viitor un stimulent pentru dezvoltarea industriei producătoare de energie, creșterea eficienței centralelor electrice și introducerea de noi tehnologii de producție.

Regionalreteaua electricacompanie(REC) ocupă un loc aparte în sistemul pieței cu amănuntul, întrucât dintre toate subiecții săi, activitățile REC-urilor sunt cele mai supuse reglementărilor de stat. energie electrică energie eoliană alternativă

Alimentare cu energiecompaniilor. Astăzi, potrivit Ministerului Energiei, peste 500 de companii au licențe pentru a desfășura activități de furnizare a energiei. Este semnificativ faptul că cerințele tehnologice pentru companiile furnizoare de energie diferă semnificativ de cerințele pentru companiile producătoare de energie sau REK, ceea ce facilitează foarte mult crearea acestora. Deci, de exemplu, pentru activitățile unei companii producătoare de energie, este necesar să existe o instalație generatoare pentru producerea de energie electrică (centrală electrică), iar pentru sistemul de distribuție și distribuție - un sistem de linii electrice de diferite capacități și trepte. -coborârea substațiilor.

Introducere

Relevanţăsubiectecercetare

Secolul al XX-lea este un lucru al trecutului - secolul petrolului și gazelor. Extracția și consumul acestor resurse, care au înlocuit lemnul și cărbunele la începutul secolului, crește în fiecare an. Petrolul joacă un rol cheie în dezvoltarea civilizației umane. A permis omenirii să se deplaseze în jurul lumii mult mai repede - să călătorească, să zboare, să înoate folosind motoare cu ardere internă, să se încălzească, să dezvolte complexul agricol și să mărească durata și calitatea vieții umane.

Rezervele dovedite de petrol ale lumii sunt concentrate în Orientul Mijlociu. Cinci țări din Orientul Mijlociu au aproape 2/3 din rezervele globale: Arabia Saudită (25%), Irak (11%), Emiratele Arabe Unite (9%), Kuweit (9%) și Iran (9%). În afara Orientului Mijlociu, cele mai mari rezerve sunt în Venezuela (7%) și Rusia - aproape 5% din rezervele globale de petrol.

Petrolul a avut și continuă să aibă un impact uriaș asupra nivelului de dezvoltare al Kazahstanului: asupra bunăstării oamenilor; asupra capacității de apărare a țării, asupra politicii interne și externe, este unul dintre fundamentele economiei ruse, cea mai importantă sursă a veniturilor din export ale țării.

Dar rezervele de petrol, gaze naturale și cărbune se usucă, iar acum umanitatea se confruntă cu cel mai mult problema curenta ce sa fac cand se termina? Dacă oamenii de știință nu găsesc alternative la sursele tradiționale de energie, planeta va fi în pragul dezastrului. Dar cu mult înainte ca rezervele de petrol, gaze și cărbune să se încheie (conform previziunilor cele mai optimiste, petrolul se va epuiza în 30-40 de ani), va deveni atât de scump încât utilizarea lui în scopuri precum circulația aeriană. , pământul și apa folosind transportul tradițional , vor fi excluse.

Prin urmare, acum o sarcină importantă pentru țara noastră este să-și asigure securitatea energetică. Această problemă poate fi rezolvată, în special, prin dezvoltarea unor măsuri de economisire a energiei și dezvoltarea surselor alternative de energie. Pentru aceasta, Kazahstanul are aproape toate posibilitățile: finanțele necesare care vin la buget din vânzarea de petrol, gaze, cărbune și cei mai buni oameni de știință din lume și tehnologii revoluționare testate în practică. Din păcate, aceste tehnologii nu au primit încă distribuție în masă.

Pe baza acestui lucru, în nostru munca de diploma Sunt luate în considerare starea actuală și tendințele energiei globale, complexul de combustibil și energie, producția de energie electrică și dezvoltarea sectorului energetic al Kazahstanului, starea actuală și perspectivele de dezvoltare a energiei eoliene în Kazahstan.

Ţintă cercetare : Caracteristicile geografiei instalațiilor de energie alternativă din Kazahstan folosind exemplul dezvoltării pieței de energie eoliană din Kazahstan.

Pe baza scopului studiului, am luat în considerare soluția la următoarele sarcini : caracteristicile geografiei moderne ale utilizării surselor alternative de energie în lume și metode de generare a energiei electrice și eoliene în lume; analiza situației actuale și a perspectivelor de dezvoltare a industriei energiei electrice din Kazahstan și a stării actuale a pieței de energie electrică din Republica Kazahstan; identificarea tendințelor actuale, perspectivele de dezvoltare a energiei eoliene în Kazahstan și determinarea sistemului de beneficii economice și sociale din dezvoltarea energiei eoliene în Kazahstan.

Noutatea științifică și semnificația teoretică a studiului constă în:

Într-o descriere bazată științific a tendințelor actuale în producția mondială, consumul de energie electrică, o descriere a geografiei distribuției principalelor purtători de energie pe regiuni ale lumii. Caracteristicile de conținut ale principalelor tipuri de surse alternative de energie și metode de generare a energiei electrice și eoliene în producția globală de energie electrică; - în analiza științifică a situației actuale și identificarea tendințelor promițătoare în dezvoltarea industriei energiei electrice în Kazahstan. Caracteristicile stării actuale a pieței de energie electrică din Republica Kazahstan în lumina implementării Programului energetic național; - în identificarea, caracterizarea tendințelor actuale, perspectivele de dezvoltare a energiei eoliene în Kazahstan și determinarea sistemului de beneficii economice și sociale din dezvoltarea energiei eoliene în Kazahstan în viitor, în lumina implementării proiectului „Inițiativa Kazahstan pentru dezvoltarea pieței energiei eoliene”.

În introducere este fundamentată relevanța temei, se definesc scopul și obiectivele și se face o scurtă descriere a principalelor secțiuni ale tezei prezentate.

ÎN primul capitol « MODERNTENDINȚEŞIPERSPECTIVEDEZVOLTARELUMEENERGIE" sunt date caracteristici ale principalelor direcții ale producției și consumului mondial de energie electrică. A fost dezvăluită geografia modernă a distribuției principalelor resurse energetice pe regiuni ale lumii, pe baza indicatorilor statistici. Este oferită o descriere bazată științific a geografiei moderne a utilizării surselor de energie alternativă în regiunile și țările lumii cu resurse eoliene stabilite istoric, cum ar fi Danemarca, Germania, Spania, SUA, China și India energia din lume sunt descrise.

În doilea capitol « MODERNSTAT,TENDINȚEŞIPERSPECTIVEDEZVOLTAREINDUSTRIA ELECTRICĂKAZAKHSTAN" este prezentată o analiză a situației actuale și a perspectivelor de dezvoltare a industriei energiei electrice din Kazahstan și sunt identificate tendințele actuale în dezvoltarea și extinderea pieței de energie electrică din Republica Kazahstan, în lumina implementării sistemului eolian național. Programul de Dezvoltare Energetică până în 2015. in vederea anului 2030.

ÎN treilea capitol "DEZVOLTAREŞIUTILIZAREALTERNATIVĂSURSEELECTRICENERGIEÎNKAZAKHSTAN" este oferită o descriere a tendințelor și perspectivelor actuale pentru dezvoltarea energiei eoliene în Kazahstan, implementată pe baza muncii comune a Ministerului Științei și Tehnologiei din Republica Kazahstan și a echipei de proiect PNUD în domeniul dezvoltării energiei eoliene. . A fost identificat un sistem de beneficii economice și sociale din dezvoltarea energiei eoliene în Kazahstan pentru a dezvolta în continuare baza științifică, tehnică și industrială a sectorului energiei eoliene. Sunt prezentate abordări bazate pe științifici pentru atingerea acestor obiective și rezultatele așteptate din implementarea cu succes a Programului Național de Dezvoltare a Energiei Eoliene.

StructuraŞivolumlucru. Teza constă dintr-o introducere, trei capitole, o concluzie, conține mai mult de 80 de pagini de text dactilografiat pe calculator, 4 tabele, 24 de titluri de literatură folosită.

1. Tendințele actuale și perspectivele de dezvoltare a energiei globale

1.1 Producția mondială, consumul de energie electrică și geografia distribuției principalilor purtători de energie pe regiuni ale lumii

Industria energiei electrice este unul dintre sectoarele cu cea mai rapidă creștere ale economiei mondiale. Acest lucru se datorează faptului că nivelul dezvoltării sale este unul dintre factorii decisivi pentru dezvoltarea cu succes a economiei în ansamblu. Acest lucru se explică prin faptul că astăzi electricitatea este cea mai universală formă de energie. Față de jumătatea secolului trecut, producția de energie electrică a crescut de peste 15 ori și se ridică acum la aproximativ 14,5 miliarde kWh, iar acest lucru s-a datorat consumului crescut al celor mai mari țări în curs de dezvoltare care se îndreptau spre industrializare. Astfel, în ultimii 5 ani, consumul de energie în China a crescut cu 76%, India - cu 31%, Brazilia - cu 18%. În 2007, comparativ cu 2002, consumul absolut de energie a scăzut în Germania cu 5,8%, în Marea Britanie cu 2,7%, în Elveția cu 2,0 și în Franța cu 0,6%. În același timp, consumul de energie în Statele Unite a continuat să crească. Acum produc 4 miliarde kWh anual. În China este de 7,7% cu o producție anuală de 1,3 miliarde kWh, în India - 6,8%, în Brazilia - 6,1%.

În ceea ce privește producția totală de energie electrică, regiunile pot fi aranjate astfel: America de Nord, Europa de Vest, Asia, CSI, unde Rusia deține liderul cu 800 milioane kWh pe an, America Latină, Africa, Australia.

În țările din primul grup, o mare parte a energiei electrice este generată de centralele termice (arde cărbune, păcură și gaze naturale). Aceasta include Statele Unite, majoritatea țărilor din Europa de Vest și Rusia.

Al doilea grup include țările în care aproape toată energia electrică este generată de centrale termice. Este vorba despre Africa de Sud, China, Polonia, Australia (care folosește în principal cărbunele drept combustibil) și Mexic, Țările de Jos, România (bogată în petrol și gaze).

Al treilea grup este format din țările în care ponderea hidrocentralelor este mare sau foarte mare (până la 99,5% în Norvegia). Acestea sunt Brazilia (aproximativ 80%), Paraguay, Honduras, Peru, Columbia, Suedia, Albania, Austria, Etiopia, Kenya, Gabon, Madagascar, Noua Zeelandă (aproximativ 90%). Dar în ceea ce privește indicatorii absoluti ai producției de energie din centralele hidroelectrice, liderii mondiali sunt Canada, SUA, Rusia și Brazilia. Hidroenergia își extinde semnificativ capacitatea în țările în curs de dezvoltare.

Al patrulea grup este format din țări cu o pondere mare de energie nucleară. Acestea sunt Franța, Belgia și Republica Coreea.

În ultimul deceniu, au apărut câteva tendințe importante în dezvoltarea energiei globale, care, dacă nu este controlată, ar putea amenința sustenabilitatea acestei zone. Aceste tendințe includ:

Schimbarea relațiilor dintre consumatori și producători, creșterea concurenței pentru resurse energetice limitate;

Rate mari de creștere a consumului de energie;

Modificări ale proporțiilor regionale ale consumului de energie;

Ponderea mare și volume în creștere ale consumului de combustibili fosili;

Încetinirea creșterii aprovizionării cu energie;

Probleme de asigurare a investițiilor în dezvoltarea sectorului energetic;

Schimbarea structurii aprovizionării cu energie și creșterea rolului furnizorilor individuali;

Creșterea prețurilor la energie, volatilitatea prețurilor;

Tensiune în creștere în satisfacerea nevoilor energetice ale transporturilor și dezechilibrele în rafinarea petrolului;

Creșterea comerțului internațional cu resurse energetice, dezvoltarea componentei de infrastructură a aprovizionării cu energie și agravarea riscurilor asociate;

Riscuri politice crescute, inclusiv cele de tranzit.

Fiecare dintre aceste tendințe va fi discutată mai detaliat mai jos.

Schimbarea relațiilor dintre consumatori și producători, creșterea concurenței pentru resurse energetice limitate

Situația actuală din sectorul energetic global este caracterizată de agravarea contradicțiilor între principalii jucători de pe piețele internaționale de energie. Practica relațiilor între producătorii și consumatorii de resurse energetice, care s-a dezvoltat în ultimul sfert al secolului XX, devine un lucru de trecut. Mecanismele existente de reglementare a pieței globale de energie funcționează din ce în ce mai rău, iar intensificarea concurenței între consumatori, alimentată de apariția unor jucători atât de puternici precum China și India, devine din ce în ce mai evidentă.

În timp ce principalii consumatori de resurse energetice sunt puterile foarte dezvoltate și țările în curs de dezvoltare din Asia, cea mai mare parte a rezervelor mondiale de hidrocarburi sunt concentrate într-un grup relativ mic de țări în curs de dezvoltare și țări cu economii în tranziție. Marii consumatori precum Statele Unite, Uniunea Europeană și China concentrează atât resurse economice, cât și politice pentru a se extinde pe aceleași piețe, ceea ce duce la creșterea concurenței.

Ca răspuns, politicile țărilor producătoare privind accesul la rezervele naționale de hidrocarburi se schimbă, precum și strategiile companiilor naționale de stat care controlează principalele resurse de hidrocarburi ale lumii. Companiile de stat cu rezerve mari se străduiesc să dezvolte procesarea și să participe la capitalul structurilor de transport și marketing. La rândul lor, corporațiile transnaționale, care controlează capacitățile de rafinare, schemele de transport și logistică și distribuția hidrocarburilor, urmăresc o strategie de creștere a bazei de resurse. Această contradicție devine din ce în ce mai agravată și în următorul deceniu va fi una dintre tendințele care vor determina dezvoltarea energiei mondiale.

Prin urmare, un determinant important al performanței puternice a economiei mondiale în perioada actuală îl reprezintă ratele de creștere neobișnuit de ridicate (după standarde istorice) în țările în curs de dezvoltare și în țările cu economii în tranziție. În timp ce ratele de creștere în țările dezvoltate sunt menținute sau chiar scăzute, există un decalaj persistent pe termen lung în ratele de dezvoltare ale unui număr de țări în curs de dezvoltare lider, în primul rând China și India. Aceste tendințe, cuplate cu creșterea restabilită în Rusia și creșterea relativ robustă în Brazilia, se transformă în realitate previziuni ale unei noi configurații a puterii economice globale în favoarea acestui grup de țări, care până de curând era percepută ca un eveniment improbabil și îndepărtat.

Creșterea contradicțiilor instituționale între consumatori și producătorii de hidrocarburi apar pe fondul unor rate ridicate de creștere a consumului de energie în economia globală și în ciuda prețurilor ridicate la energie.

În ultimii ani, mulți analiști au recunoscut pericolul unui alt val de creștere a consumului global de energie. Anterior val lung, care a început la sfârșitul anilor 1940, s-a încheiat la mijlocul anilor 1990, crescând consumul global de energie de aproape cinci ori și consumul pe cap de locuitor aproape dublându-se. Sfârșitul acestuia a fost asociat cu stabilizarea consumului mediu de energie pe cap de locuitor în lume începând cu anii 1980, datorită unei reduceri a consumului total și pe cap de locuitor de energie în fostele economii planificate și a unei scăderi a consumului de energie pe cap de locuitor în țările OCDE, cu o scădere relativ moderată. creșterea consumului de energie pe cap de locuitor în țările în curs de dezvoltare. Luând în considerare creșterea economică continuă a țărilor asiatice în curs de dezvoltare, creșterea rapidă a populației acolo și intensitatea energetică ridicată a economiilor naționale, nevoile de resurse energetice ale acestor țări sunt în creștere bruscă. Consumul de energie crește într-un ritm mai rapid în Africa și America Latină și chiar și în țările Uniunii Europene, creșterea consumului de energie pe cap de locuitor a reluat.

Toate cele de mai sus ne permit să vorbim despre amenințarea unui nou ciclu de creștere a intensității energetice a PIB-ului global și accelerarea ritmului de creștere a consumului global de energie, în ciuda introducerii de noi tehnologii și a tendințelor de economisire a energiei.

Țările dezvoltate au un nivel relativ ridicat de consum de energie pe cap de locuitor, dar se străduiesc să stabilizeze acest indicator sau cel puțin să-i încetinească ritmul de creștere. Reduceri semnificative ale intensității energetice au loc în economiile în tranziție, în mare parte datorită creșterii veniturilor, dar și datorită restructurării economice și a scăderii ponderii industriei mari consumatoare de energie, pe măsură ce serviciile se extind, risipa de energie este eliminată și subvențiile pentru consumatori sunt reduse. Cu toate acestea, țările în tranziție rămân mai mari consumatoare de energie decât țările în curs de dezvoltare sau OCDE.

Cea mai importantă întrebare este dacă va fi posibilă inversarea tendinței de creștere rapidă a consumului de energie prin reducerea intensității energetice a economiei, în primul rând în țările în curs de dezvoltare.

Creșterea consumului de energie în lume este foarte inegală, exacerbând dezechilibrele energetice regionale: cele mai rapide rate sunt observate în țările în curs de dezvoltare din Asia și în special în China, care au reprezentat aproape jumătate din creșterea globală a consumului de energie în 2005. Numărul țărilor și regiunilor mari a căror dezvoltare nu este asigurată de propriile resurse energetice este în creștere. Ei trebuie să utilizeze în principal materii prime importate în industria lor. Dacă în 1990 astfel de țări produceau 87% din PIB-ul mondial, atunci zece ani mai târziu - deja 90%. Dependența de importurile de energie a țărilor cu cea mai rapidă creștere (China, India etc.) a crescut deosebit de puternic, iar în viitor situația nu va face decât să se înrăutățească. În special, Asia își satisface deja 60% din necesarul de petrol prin importuri, iar până în 2020 importurile vor acoperi până la 80% din cerere. În același timp, cea mai mare parte a resurselor energetice prognozate se află în America de Nord și țările CSI; Ei dețin, de asemenea, majoritatea rezervelor explorate (urmate de zona Golfului Persic și Australia). .

Eficiența ridicată a economiei SUA contribuie la o creștere moderată a consumului de energie primară, deși acest lucru nu o scutește de o creștere semnificativă a cererii de hidrocarburi. În general, cu o creștere a creșterii medii anuale a PIB de la 3,5% la 4,2%, cererea globală de energie a crescut de la 1,7% la 2,6%: accelerarea creșterii PIB-ului (depășind ratele de creștere față de perioada anterioară) s-a dovedit a fi nu economisiți energie din motivele prezentate pe scurt mai sus. Ponderea mare și volume în creștere ale consumului de combustibili fosili. În ciuda numeroaselor eforturi, structura consumului de energie în lume nu s-a schimbat semnificativ în ultimii ani. Hidrocarburile (în primul rând petrolul) rămân încă purtătorii de energie dominanti în balanța energetică globală.

Ponderea mare în bilanțul energetic al celei mai limitate resurse - combustibilul cu hidrocarburi - rămâne în pofida faptului că, într-o serie de țări, interesul pentru energia nucleară este reînviat pentru prima dată de la accidentul de la Cernobîl, iar consumatorii industrializați manifestă un interes din ce în ce mai mare pentru surse alternative de energie. De fapt, consumul de hidrocarburi nu are în prezent o alternativă serioasă, ceea ce creează amenințarea penuriei acestora având în vedere creșterea accelerată a consumului de energie. Creșterea aprovizionării cu resurse energetice în general și cu hidrocarburi în special, care nu este suficient de rapidă în comparație cu creșterea consumului de energie, se datorează reducerii relative în domeniul efortului și investițiilor pentru creșterea producției de resurse energetice, epuizarea rezervelor lor cele mai accesibile, precum și tensiunile geopolitice în regiunile bogate în hidrocarburi. Diferența dintre creșterea volumelor de consum și scăderea volumelor de producție de hidrocarburi în țările dezvoltate crește deosebit de puternic. Astfel, ponderea țărilor OCDE în producția de energie primară a scăzut de la 61,3% în 1971 la 48,5% în 2005. Situația este deosebit de dificilă în Uniunea Europeană, care deține doar 3,5% din rezervele dovedite de gaz la nivel mondial și mai puțin de 2% din rezervele mondiale dovedite de petrol (în principal în Norvegia și Marea Britanie). În același timp, zăcămintele de petrol și gaze situate în Europa sunt exploatate mult mai intens decât în ​​alte regiuni ale lumii, ceea ce duce la epuizarea lor rapidă.

Cel mai important factor negativ în dezvoltarea energiei este scăderea nivelului de furnizare a rezervelor de petrol către economia mondială (vezi Fig. 6). Valoarea medie a rezervelor de petrol descoperite anual a scăzut de la 70 de miliarde de barili. în 1960-1980 până la 6-18 miliarde de barili în 1990-2005. Producția anuală nu a fost completată prin foraj exploratoriu de mulți ani (13 miliarde de barili de rezerve nou descoperite față de 30 de miliarde de barili de producție în 2004), sau reaprovizionarea principală provine din rezerve neconvenționale, așa cum sa întâmplat în 2006. Rețineți că 61% din rezervele mondiale de petrol și 40,1% din rezervele de gaze sunt concentrate în Orientul Mijlociu, instabil din punct de vedere politic, iar rolul acestor țări în producția de petrol este doar în creștere. Din cauza dizabilități creșterea suplimentară a producției crește riscurile asociate cu o posibilă destabilizare a pieței. Creșterea consumului de energie pe fondul creșterii lente a ofertei este deja evidentă în creșterea prețurilor pentru toate tipurile comerciale de combustibil. Creșterea semnificativă a economiei mondiale în ultimii ani (în special în țările în curs de dezvoltare), creșterea consumului de energie și resurse energetice (cu 4,4% în 2004 și 2,7% în 2005), utilizarea maximă a capacității, condițiile meteorologice extreme continuând conflictele în Orientul Mijlociu, interes în creștere pentru sectorul energetic din partea investitorilor financiari - toate acestea au contribuit și la o creștere semnificativă a prețurilor la resursele energetice, în primul rând petrolul. .

Prețul petrolului a început să crească din nou din 2002. La sfârșitul verii anului 2005, au depășit recordul anilor șaptezeci în termeni nominali. În același timp, deși prețurile reale ale petrolului au rămas sub maximele de la începutul anilor 1980, prețul mediu anual în termeni nominali pe baril de petrol Brent a ajuns pentru prima dată la 54 USD/baril, iar WTI - 56 USD/baril cu o treime mai mare decât în ​​2004. Creșterea prețurilor la hidrocarburi a devenit o tendință constantă din 2000, când a izbucnit următorul conflict arabo-israelian. Ulterior, toate valorile de vârf ale prețului petrolului au reflectat tensiunile regionale în creștere: invazia SUA a Irakului, escaladarea situației din jurul programului nuclear al Iranului, războiul de „treizeci de zile” din Liban etc. Prețurile la produsele petroliere au urmat dinamica prețurilor petrolului, în timp ce deficitul de produse petroliere ușoare a dus la o creștere mai rapidă a prețurilor la acestea.

Creșterea bruscă a prețurilor petrolului din ultimii ani a forțat majoritatea organizațiilor științifice și de consultanță să-și revizuiască în sus nivelul estimat al prețurilor. Perspectivele pentru prețurile petrolului rămân neobișnuit de incerte, ceea ce face dificilă analizarea tendințelor pentru piețele energetice în ansamblu. Prețurile ridicate și instabile ale petrolului reprezintă cea mai importantă amenințare la adresa economiei globale și a sectorului energetic: nu numai că afectează negativ rata de creștere a PIB-ului global, reprezentând un pericol deosebit pentru țările în curs de dezvoltare care importă resurse energetice, dar și încetinesc procesul investițional în sectorul energetic, creând fluxuri de numerar greu de anticipat.

În urma prețului petrolului, prețurile mondiale la gaze naturale au crescut, depășind pragul de 210 USD/m3 (sau 6 USD/milion BTU) pentru prima dată pe piețele din SUA și Marea Britanie. Până în 2003, cel mai scump din lume era GNL în Japonia, ale cărui prețuri sunt determinate în raport cu prețurile țițeiului (vezi Fig. 7). Cu toate acestea, în ultimii ani, prețul apărut în America de Nord pe piața angro Henry Hub a depășit prețurile de pe alte piețe regionale și chiar prețul petrolului, recalculat după puterea calorică. În Europa, prețurile atât pentru gazul de rețea, cât și pentru GNL s-au dovedit a fi mai mici decât în ​​Statele Unite: sunt legate în principal de prețurile petrolului și produselor petroliere. Cu toate acestea, dinamica prețurilor aici este influențată și de prețurile angro și futures de pe piața angro a gazelor din Marea Britanie la National Balancing Point (NBP), care, la fel ca America de Nord, a înregistrat creșteri semnificative de preț în ultimii ani.

Creșterea prețurilor la petrol și gaze în ultimii ani a condus la rate mai mari de creștere a cererii de cărbune și, în consecință, la prețurile acestuia. Prețul cărbunelui termic importat în țările OCDE a crescut de la o medie de 36 USD/t în 2000 la 62 USD/t în prezent.

În ultimele decenii ale secolului al XX-lea, progresul în explorare și foraj a compensat deteriorarea condițiilor miniere și geologice cu o creștere rapidă a producției de petrol (dar cu o scădere a ofertei sale de rezerve), ceea ce a dus la o scădere constantă a prețurilor. în secolul al XXI-lea, progresul tehnic în industrie a încetinit în mod clar, iar ca rezultat creșterea rezervelor de petrol și a producției devin mai scumpe. Ca urmare, dinamica consumului de petrol prezisă în conformitate cu tendințele actuale în 10 ani poate să nu fie asigurată de producția acestuia, calculată folosind modele dovedite de utilizare a resurselor naturale limitate.

În ceea ce privește energia nucleară, aceasta este unul dintre cele mai tinere și mai dinamice sectoare ale economiei mondiale. Istoria sa merge înapoi cu puțin peste 50 de ani. Dezvoltarea energiei nucleare este stimulată de nevoile crescânde ale umanității de combustibil și energie cu resurse limitate neregenerabile. În comparație cu alte surse de energie, combustibilul nuclear are o concentrație de energie de milioane de ori mai mare. De asemenea, este important ca energia nucleară practic să nu mărească efectul de seră.

Potrivit AIEA, la începutul anului 2007, în lume funcționau 439 de unități nucleare cu o capacitate totală de 367,77 gigawați. Alte 29 de unități de putere din 11 țări se află în diferite stadii de construcție. Astăzi, centralele nucleare generează 16% din electricitatea mondială. În același timp, 57% din toată energia electrică „nucleară” provine din SUA (103 unități de putere), Franța (59 de unități de putere) și Japonia (54 de unități de putere). În prezent, energia nucleară se dezvoltă cel mai dinamic în China (șase 6 unități de putere sunt construite aici), India (5 unități) și Rusia (3 unități). Noi unități de alimentare sunt, de asemenea, construite în SUA, Canada, Japonia, Iran, Finlanda și alte țări. O serie de alte țări și-au anunțat intențiile de a dezvolta energie nucleară, inclusiv Polonia, Vietnam, Belarus etc. În total, sunt luate în considerare peste 60 de cereri pentru construcția de unități. Peste 160 de proiecte sunt în curs de dezvoltare.

Astfel, evaluând situația actuală pe piața mondială a prețurilor, putem spune cu încredere că prețul petrolului și gazelor depinde de mulți factori: echilibrul dintre cerere și ofertă, economie și investiții, politică, războaie și atacuri teroriste. Fiecare dintre acești factori poate crește sau scădea prețul. Și, cu cantități mari de petrol și gaze concentrate în Golful Persic, rolul lor este în continuă creștere, rezultând riscuri tot mai mari asociate cu destabilizarea pieței. De asemenea, una dintre principalele tendințe din industria combustibililor de astăzi este scăderea sau stagnarea producției de petrol în unele țări, printre care se remarcă Norvegia, Marea Britanie, SUA etc.

Baza industriei energetice mondiale este alcătuită din 3 ramuri ale industriei combustibililor. Industria petrolieră a lumii. Pe scena modernă este o ramură lider a industriei globale de combustibil și energie. În 2007, producția de petrol a scăzut cu 0,2% - la 3,6 miliarde de tone. Față de 2006, livrările interregionale de petrol, conform BP, au crescut cu 2,6% și au ajuns la 1984 milioane de tone În ceea ce privește distribuția geografică a rezervelor de petrol, ponderea țărilor în curs de dezvoltare în aceste rezerve este de 86%. Cele mai mari rezerve de petrol sunt concentrate în Asia străină (fără CSI 70%). Aici se remarcă mai ales Orientul Apropiat și Mijlociu, unde se concentrează aproximativ 60% din rezerve și peste 40% din producția mondială de petrol. Țările din această regiune conțin state cu cele mai mari rezerve de petrol: Arabia Saudită (peste 35 de miliarde de tone), Irak (peste 15 miliarde de tone), Kuweit (peste 13 miliarde de tone), Emiratele Arabe Unite și Iran (aproximativ 13 miliarde de tone) . Alte țări asiatice în ceea ce privește rezervele de petrol includ China și Indonezia. În America Latină, rezervele de petrol reprezintă aproximativ 12% din cele ale lumii. Astăzi, aici se remarcă Venezuela (mai mult de 11 miliarde de tone) și Mexic (aproximativ 4 miliarde de tone). Africa reprezintă aproximativ 7% din rezervele mondiale de petrol. Pe baza dimensiunii lor, se remarcă Libia (40% din rezervele integrale africane), Algeria, Egiptul și Nigeria. În ceea ce privește CSI, ponderea acesteia este estimată la 6%. Cu toate acestea, Rusia, conform diferitelor estimări, are de la 6,7 ​​la 27 de miliarde de tone. În total, petrolul este produs în 80 de țări. .

Datorită proprietăților sale mari de consum, costurilor reduse de producție și transport și unei game largi de aplicații în multe domenii ale activității umane, gazele naturale ocupă un loc special în baza de combustibil, energie și materii prime. Până în prezent, producția de gaze naturale a crescut de aproximativ 5,5 ori și se ridică acum la 2,4 trilioane de metri cubi anual. Rezervele dovedite de gaze naturale sunt estimate la aproximativ 150 de trilioane de metri cubi. În ceea ce privește rezervele dovedite de gaze naturale (volumul acestora este în continuă creștere), CSI și Asia de Sud-Vest (40% din rezervele mondiale fiecare) se remarcă în special, din țările individuale - Rusia, unde aproximativ o treime din rezervele mondiale sau 50 de trilioane de metri cubi sunt concentrate (aproape 90% din rezervele CSI) și Iran (15% din lume). Primele zece țări producătoare de gaze din lume includ Rusia (aproximativ 600 de miliarde de metri cubi), SUA (550 de miliarde de metri cubi), Canada (170 de miliarde de metri cubi), Turkmenistan, Țările de Jos, Marea Britanie, Uzbekistan, Indonezia, Algeria, Arabia Saudită. Cei mai mari consumatori de gaze sunt SUA (aproximativ 650 de miliarde de metri cubi), Rusia (350 de miliarde de metri cubi), Marea Britanie (aproximativ 90 de miliarde de metri cubi) și Germania (aproximativ 80 de miliarde de metri cubi).

În ciuda scăderii ponderii cărbunelui în consumul de energie, industria cărbunelui continuă să rămână unul dintre sectoarele de frunte ale sectorului energetic mondial. Comparativ cu industria petrolului, este mai bine asigurată cu resurse În prezent, se extrag aproximativ 5 miliarde de tone de cărbune anual. Rețineți că pe Pământ există mult mai mult cărbune decât petrol și gaze naturale. La nivelurile actuale de consum, rezervele dovedite de gaz ar trebui să dureze 67 de ani, petrolul 41 de ani și cărbunele timp de 270 de ani. Resursele de cărbune estimate pe Pământ se ridică în prezent la peste 14,8 trilioane. tone, iar rezervele mondiale de cărbune industrial sunt de peste 1 trilion. tone În același timp, aproximativ trei sferturi din rezervele mondiale de cărbune se află în țări fosta URSS, SUA și China. Piața globală a cărbunelui este în prezent mai competitivă decât piața petrolului și gazelor, deoarece zăcămintele și producția de cărbune sunt situate pe aproape toate continentele și regiunile lumii. Cărbunele va juca un rol deosebit de important în sectorul electricității în regiunile în care combustibilii alternativi sunt rare. Datorită ieftinității sale comparative, această sursă de energie rămâne deosebit de importantă pentru țările în curs de dezvoltare din Asia.

Rezervele mondiale de cărbune se ridică la 1,2 trilioane. t. Aproximativ trei sferturi din rezervele mondiale de cărbune se află în țările fostei URSS, SUA și China. În același timp, o treime din resursele de cărbune ale lumii, sau 173 de miliarde de tone, sunt concentrate în adâncurile Rusiei, iar 34 de miliarde de tone în Kazahstan. Spre deosebire de petrol și gaze, o mică parte din cărbunele extras este exportată - 10%. Potrivit Institutului Internațional al Cărbunelui, principalii exportatori de cărbune sunt Australia (231 milioane tone în 2006), Indonezia (108 milioane tone) și Rusia (76 milioane tone). Principalii consumatori de produse din cărbune sunt Japonia (178 milioane de tone în 2006) și Coreea de Sud (77 milioane de tone). China este cel mai mare consumator de cărbune (2,4 miliarde de tone în 2006), ceea ce se datorează ponderii mari a cărbunelui în sectorul energetic al țării. Potrivit China Daily, consumul de cărbune în China va ajunge la 2,87 miliarde de tone până în 2010. Dintre regiunile pentru producția de cărbune, lideri sunt Asia străină (40% din producția mondială), Europa de Vest, America de Nord (puțin mai mult de 20%) și țările CSI. .

1.2 ModerngeografieutilizareOalternativactivsurseenergieVlume

Întreaga lume este astăzi în căutare de noi surse de energie. Astăzi, lumea a început să se gândească serios la cum să împiedice jefuirea resurselor naturale să se epuizeze complet. La urma urmei, doar în această condiție rezervele de combustibil pot dura secole. Din păcate, multe țări producătoare de petrol nu se gândesc la consecințele activităților lor. Ei cheltuiesc rezervele de petrol fără să se gândească la viitor. Creșterea prețului petrolului, care este necesară nu numai pentru energie, ci și pentru transport și chimie, ne-a obligat să ne gândim la alte tipuri de combustibil potrivite pentru înlocuirea petrolului și gazelor. Mai ales acele țări care nu au propriile rezerve de petrol și gaze și care trebuie să le cumpere, au început să caute surse alternative de energie.

Prin urmare, tipologia generală a centralelor electrice include centralele care funcționează pe așa-numitele surse de energie netradiționale sau alternative. Acestea includ: energia fluxurilor și refluxurilor; energia râurilor mici; energie solară; energie geotermală; energie din deșeuri combustibile și emisii; energie din surse de căldură secundare sau reziduale și altele.

În ciuda faptului că tipurile neconvenționale de centrale electrice reprezintă doar câteva procente din producția de energie electrică, dezvoltarea acestei zone în lume este de mare importanță, mai ales având în vedere diversitatea teritoriilor țărilor. În Rusia, singurul reprezentant al acestui tip de centrale este Centrala Geotermală Pauzhetskaya din Kamchatka, cu o capacitate de 11 MW. Stația este în funcțiune din 1964 și este deja depășită atât moral, cât și fizic. Nivelul dezvoltărilor tehnologice din Rusia în acest domeniu este cu mult în urma lumii. În zonele îndepărtate sau greu accesibile din Rusia, unde nu este nevoie să construiți o centrală mare și adesea nu există nimeni care să o întrețină, sursele „netradiționale” de energie electrică sunt cea mai bună soluție.

Creșterea numărului de centrale electrice care utilizează surse alternative de energie va fi facilitată de următoarele principii: costul mai mic al energiei electrice și căldurii obținute din surse de energie netradiționale decât din toate celelalte surse; oportunitatea în aproape toate țările de a avea centrale electrice locale, făcându-le independente de sistemul energetic general; disponibilitate și densitate fezabilă din punct de vedere tehnic, putere pentru utilizare utilă; regenerabilitatea surselor de energie netradiționale; economisirea sau înlocuirea resurselor energetice tradiționale și a purtătorilor de energie; înlocuirea resurselor energetice exploatate pentru tranziția către tipuri de energie mai curate; creșterea fiabilității sistemelor de alimentare existente.

Aproape fiecare țară are un anumit tip de această energie și în viitorul apropiat poate aduce o contribuție semnificativă la echilibrul de combustibil și energie al lumii.

Solar energie . Soarele, o sursă inepuizabilă de energie, oferă Pământului 80 de trilioane de kilowați în fiecare secundă, adică de câteva mii de ori mai mult decât toate centralele electrice din lume. Trebuie doar să știi cum să-l folosești. De exemplu, Tibetul, partea planetei noastre cea mai apropiată de Soare, consideră pe bună dreptate energia solară bogăția sa. Astăzi, în Regiunea Autonomă Tibet din China au fost construite peste cincizeci de mii de cuptoare solare. Spațiile rezidențiale cu o suprafață de 150 de mii de metri pătrați sunt încălzite cu energie solară și au fost create sere solare cu o suprafață totală de un milion de metri pătrați. Deși energia solară este gratuită, generarea de electricitate din aceasta nu este întotdeauna suficient de ieftină. Prin urmare, experții se străduiesc în mod constant să îmbunătățească celulele solare și să le facă mai eficiente. Un nou record în acest sens aparține Centrului Boeing pentru Tehnologii Avansate. Celula solară creată acolo transformă 37% din lumina soarelui care o lovește în electricitate. Deja în 1981, primul avion din lume cu un motor alimentat de panouri solare a zburat peste Canalul Mânecii. I-a luat 5,5 ore să zboare pe o distanță de 262 km. Și conform previziunilor oamenilor de știință de la sfârșitul secolului trecut, era de așteptat ca până în anul 2000 să apară pe drumurile din California aproximativ 200.000 de vehicule electrice. Poate că ar trebui să ne gândim și la utilizarea energiei solare pe scară largă. În special, în Crimeea, cu „soarele” său.

Din 1988, centrala solară din Crimeea funcționează în Peninsula Kerci. Se pare că bunul simț însuși i-a determinat locul. Dacă astfel de stații vor fi construite oriunde, ar fi în primul rând în regiunea stațiunilor, sanatoriilor, caselor de vacanță și rutelor turistice; într-o regiune în care este nevoie de multă energie, dar este și mai important să păstrăm mediul curat, a cărui bunăstare, și mai ales puritatea aerului, este vindecatoare pentru oameni . SPP din Crimeea este mic - capacitatea este de numai 5 MW. Într-un anumit sens, ea este un test de forță. Deși, s-ar părea, ce altceva ar trebui încercat atunci când se cunoaște experiența construirii stațiilor solare în alte țări.

Pe insula Sicilia, la începutul anilor 80, o centrală solară cu o capacitate de 1 MW producea energie electrică. Principiul funcționării sale este, de asemenea, bazat pe turn. Oglinzile concentrează razele soarelui asupra unui receptor situat la o înălțime de 50 de metri. Acolo se generează abur cu o temperatură mai mare de 600 ° C, care antrenează o turbină tradițională cu un generator de curent conectat la aceasta. S-a dovedit incontestabil că centralele electrice cu o capacitate de 10-20 MW pot funcționa pe acest principiu, precum și mult mai mult dacă module similare sunt grupate și conectate între ele.

Un tip ușor diferit de centrală electrică se află în Alquería, în sudul Spaniei. Diferența sa este că căldura solară concentrată pe vârful turnului pune în mișcare ciclul sodiului, care încălzește deja apa pentru a forma abur. Această opțiune are o serie de avantaje. Acumulatorul de căldură cu sodiu asigură nu numai funcționarea continuă a centralei electrice, dar face și posibilă acumularea parțială de energie în exces pentru funcționarea pe vreme înnorată și pe timp de noapte. Capacitatea stației spaniole este de doar 0,5 MW. Dar pe baza principiului său, pot fi create altele mult mai mari - până la 300 MW. În instalațiile de acest tip, concentrația de energie solară este atât de mare încât eficiența procesului cu turbinele cu abur de aici nu este mai slabă decât în ​​termocentralele tradiționale. Cu toate acestea, fotocelulele solare își găsesc deja aplicațiile specifice astăzi. S-au dovedit a fi surse practic de neînlocuit de curent electric în rachete, sateliți și stații interplanetare automate și pe Pământ - în primul rând pentru alimentarea rețelelor de telefonie în zone neelectrificate sau pentru consumatorii mici de curent (echipamente radio, brichete și brichete electrice etc.). ). Celulele solare semiconductoare au fost instalate pentru prima dată pe al treilea satelit artificial sovietic al Pământului (lansat pe orbită la 15 mai 1958).

Energie vânt . La prima vedere, vântul pare a fi una dintre cele mai accesibile și regenerabile surse de energie. Spre deosebire de Soare, poate „funcționa” iarna și vara, zi și noapte, nord și sud. Dar vântul este o resursă energetică foarte difuză. Natura nu a creat un „depozit” de vânturi și nu le-a lăsat să curgă de-a lungul albiilor lor, ca râurile. Energia eoliană este aproape întotdeauna „răspândită” pe teritorii vaste. Principalii parametri ai vântului - viteza și direcția - se schimbă uneori foarte rapid și imprevizibil, ceea ce îl face mai puțin „fiabil” decât Soarele. Astfel, există două probleme care trebuie rezolvate pentru utilizarea pe deplin a energiei eoliene. În primul rând, aceasta este capacitatea de a „prinde” energia cinetică a vântului dintr-o zonă maximă. În al doilea rând, este și mai important să se obțină uniformitatea și constanța fluxului vântului. A doua problemă este încă greu de rezolvat. Există evoluții interesante pentru a crea mecanisme fundamental noi pentru transformarea energiei eoliene în energie electrică. Una dintre aceste instalații generează în interiorul său un superuragan artificial la o viteză a vântului de 5 m/s!

Motoarele eoliene nu poluează mediul înconjurător, dar sunt foarte voluminoase și zgomotoase. Pentru a produce multă energie electrică cu ajutorul lor, sunt necesare suprafețe vaste de teren. Ele funcționează cel mai bine acolo unde sufla vânturi puternice. Și totuși, doar o singură centrală electrică pe bază de combustibili fosili poate înlocui mii de turbine eoliene în ceea ce privește cantitatea de energie produsă. La folosirea vântului, apare o problemă serioasă: un exces de energie în vremea vântului și lipsa acesteia în perioadele de calm. Cum se acumulează și se stochează energia eoliană pentru o utilizare viitoare? Cel mai simplu mod este că o roată eoliană antrenează o pompă, care pompează apă într-un rezervor situat deasupra, iar apoi apa care curge din acesta antrenează o turbină de apă și un generator de curent continuu sau alternativ. Există și alte metode și proiecte: de la baterii convenționale, deși de putere redusă, până la volante gigantice care rotesc sau pomparea aerului comprimat în peșteri subterane, până la producerea hidrogenului ca combustibil. Ultima metodă pare deosebit de promițătoare. Curentul electric de la o turbină eoliană descompune apa în oxigen și hidrogen. Hidrogenul poate fi stocat sub formă lichefiată și ars în cuptoarele centralelor termice după cum este necesar.

Marin energie . Recent, unele țări au acordat din nou atenție acelor proiecte care anterior au fost respinse ca nepromițătoare. Așadar, în special, în 1982, guvernul britanic a anulat finanțarea publică pentru acele centrale electrice care folosesc energie marină: unele dintre astfel de cercetări au încetat, altele au continuat cu alocări clar insuficiente din partea Comisiei Europene și a unor firme și companii industriale. Motivul refuzului sprijinului de stat a fost eficiența insuficientă a metodelor de obținere a energiei electrice „de mare” în comparație cu celelalte surse ale acesteia, în special nucleare. În mai 1988, a avut loc o revoluție în această politică tehnică. Departamentul pentru Comerț și Industrie din Regatul Unit a ascultat opinia consilierului său principal în domeniul energiei, T. Thorpe, care a spus că trei dintre cele șase centrale pilot ale țării au fost îmbunătățite și că acum costă 1 kWh dintre ele este mai puțin de 6 pence, ceea ce este sub nivelul nivelul minim de competitivitate pe piata deschisa. Prețul energiei electrice „de mare” a scăzut de zece ori din 1987.

Valuri . Cel mai perfect proiect este „Nodding Duck”, propus de designerul S. Salter. Plutitoarele, legănate de valuri, furnizează energie care costă doar 2,6 pence pe 1 kWh, ceea ce este doar marginal mai mare decât costul energiei electrice generate de cele mai recente centrale electrice pe gaz (în Marea Britanie este de 2,5 pence) și semnificativ mai mic decât acea centrală nucleară (aproximativ 4,5 pence la 1 kW/h). Trebuie remarcat faptul că utilizarea surselor de energie alternative, regenerabile, poate reduce destul de eficient procentul de emisii de substanțe nocive în atmosferă, adică poate rezolva într-o oarecare măsură una dintre problemele importante de mediu. Energia mării poate fi numărată pe bună dreptate printre astfel de surse.

Energie râuri . Aproximativ 1/5 din energia consumată la nivel mondial este generată de centralele hidroelectrice. Se obține prin transformarea energiei apei în cădere în energia de rotație a turbinelor, care la rândul lor rotește un generator care produce energie electrică. Centralele hidroelectrice pot fi foarte puternice. Astfel, stația Itapu de pe râul Parana de la granița dintre Brazilia și Paraguay dezvoltă o capacitate de până la 13.000 milioane kW. Energia râurilor mici poate deveni, de asemenea, în unele cazuri o sursă de energie electrică. Poate că utilizarea acestei surse necesită condiții specifice (de exemplu, râuri cu curenți puternici), dar într-un număr de locuri în care alimentarea convențională cu energie este neprofitabilă, instalarea de minicentrale hidroelectrice ar putea rezolva multe probleme locale. Există deja centrale hidroelectrice fără baraj pentru râuri și pâraie. Împreună cu o baterie, pot furniza energie unei ferme țărănești sau unei expediții geologice, unei pășuni de transhumanță sau unui mic atelier. Un prototip al unei mini-centrale hidroelectrice fără dam s-a dovedit cu succes pe râurile din Gorny Altai.

...

Documente similare

Tipologia energiei alternative. Energie regenerabilă în țările arabe. Energia nucleară și rezervele sale în țările arabe. Trecerea la utilizarea surselor alternative de energie. Rezultate atinseîn domeniul energiei alternative.

test, adaugat 01.08.2017


Surse de energie tipice. Probleme ale energiei moderne. „Puritatea” energiei primite și produse ca avantaj al energiei alternative. Direcții pentru dezvoltarea surselor alternative de energie. Hidrogenul ca sursă de energie, metode de producere a acestuia.

rezumat, adăugat 30.05.2016


Starea actuală a energiei mondiale. Direcții ale politicii energetice a Republicii Belarus. Evaluarea eficienței punerii în funcțiune a surselor de energie nucleară în Belarus. Economisirea energiei electrice și termice acasă. Caracteristicile lămpilor fluorescente.

test, adaugat 18.10.2010


Crearea unui cadru instituțional în țările arabe. Oportunități de investiții pentru dezvoltarea energiei regenerabile. Planificare strategică pentru dezvoltarea surselor de energie regenerabilă în Orientul Mijlociu. Strategii de dezvoltare a energiei nucleare.

lucru curs, adăugat 01.08.2017


Energia geotermală și utilizarea acesteia. Aplicarea resurselor hidroenergetice. Tehnologii promițătoare de energie solară. Principiul de funcționare al turbinelor eoliene. Energia undelor și a curenților. Starea și perspectivele dezvoltării energiei alternative în Rusia.

rezumat, adăugat 16.06.2009


Evaluarea stării sistemului energetic al Kazahstanului, care generează energie electrică folosind cărbune, gaz și energie fluvială, precum și potențialul energiei eoliene și solare pe teritoriul republicii. Studiul tehnologiei combinate de energie regenerabilă.

teză, adăugată 24.06.2015


Indicatori pentru evaluarea funcționării și principiilor de bază ale dezvoltării durabile în domeniul energiei electrice și al utilizării surselor alternative de energie. Caracteristicile dezvoltării industriei energiei electrice în Suedia și Lituania, eco-certificarea energiei electrice.

lucrare practica, adaugata 02.07.2013


Principalele tipuri de energie alternativă. Bioenergie, energie eoliană, energie solară, maree, oceane. Modalități promițătoare de a obține energie. Capacitatea cumulativă a centralelor eoliene din China, India și SUA. Ponderea energiei alternative în Rusia.

prezentare, adaugat 25.05.2016


Dinamica dezvoltării surselor de energie regenerabilă în lume și Rusia. Energia eoliană ca ramură a energiei. Proiectarea unui generator eolian este o instalație pentru convertirea energiei cinetice a fluxului vântului. Perspective pentru dezvoltarea energiei eoliene în Rusia.

rezumat, adăugat 06.04.2015


Starea energiei nucleare. Caracteristicile locației energiei nucleare. Prognoze pe termen lung. Evaluarea capacităților potențiale ale energiei nucleare. Dezvoltarea în două etape a energiei nucleare. Prognoze pe termen lung. Opțiuni de structură a energiei nucleare.

Nu degeaba se spune: „Energia este pâinea industriei”. Cu cât industria și tehnologia sunt mai dezvoltate, cu atât au nevoie de mai multă energie. Există chiar și un concept special - „dezvoltarea avansată a energiei”. Aceasta înseamnă că nici o singură întreprindere industrială, nici un singur oraș nou sau doar o casă nu poate fi construită înainte ca sursa de energie pe care o vor consuma să fie identificată sau creată din nou. De aceea, după cantitatea de energie produsă și utilizată, se poate judeca destul de exact puterea tehnică și economică sau, mai simplu, bogăția oricărui stat.

În natură, rezervele de energie sunt enorme. Este transportat de razele soarelui, vânturile și masele de apă în mișcare, este depozitat în zăcăminte de lemn, gaz, petrol și cărbune. Energia „sigilată” în nucleele atomilor materiei este practic nelimitată. Dar nu toate formele sale sunt potrivite pentru utilizare directă.

De-a lungul istoriei lungi a energiei, s-au acumulat multe mijloace și metode tehnice pentru a produce energie și a o transforma în formele de care oamenii au nevoie. De fapt, omul a devenit om doar atunci când a învățat să primească și să folosească energia termică. Focul focurilor a fost aprins de primii oameni care nu i-au înțeles încă natura, dar această metodă de transformare a energiei chimice în căldură a fost păstrată și îmbunătățită de mii de ani.

Oamenii au adăugat energia musculară a animalelor la energia propriilor mușchi și a focului. Ei au inventat o tehnică de îndepărtare a apei legate chimic din argilă folosind energia termică a focului - cuptoare de ceramică, în care erau produse produse ceramice durabile. Desigur, omul a aflat despre procesele care au loc în timpul acestui proces doar mii de ani mai târziu.

Apoi oamenii au venit cu mori - o tehnică de transformare a energiei curenților vântului și a vântului în energia mecanică a unui arbore care se rotește. Dar numai odată cu inventarea motorului cu abur, a motorului cu ardere internă, a turbinelor hidraulice, cu abur și cu gaz, a generatorului electric și a motorului, omenirea a avut la dispoziție dispozitive tehnice suficient de puternice. Ele sunt capabile să transforme energia naturală în alte tipuri care sunt convenabile pentru utilizare și produc cantități mari de muncă. Căutarea de noi surse de energie nu s-a încheiat aici: bateriile, pilele de combustibil, convertoarele de energie solară-electrică și, deja la mijlocul secolului al XX-lea, au fost inventate reactoarele nucleare.

Problema furnizării de energie electrică a multor sectoare ale economiei mondiale, nevoile în continuă creștere a peste șase miliarde de oameni de pe Pământ, devine acum din ce în ce mai urgentă.

Baza energiei mondiale moderne sunt centralele termice și hidroelectrice. Cu toate acestea, dezvoltarea lor este îngreunată de o serie de factori. Costul cărbunelui, petrolului și gazelor, pe care funcționează centralele termice, este în creștere, iar resursele naturale ale acestor tipuri de combustibil sunt în scădere. În plus, multe țări nu au propriile resurse de combustibil sau le lipsesc. În timpul producerii de energie electrică la centralele termice, substanțe nocive sunt eliberate în atmosferă. Mai mult, dacă combustibilul este cărbune, în special cărbune brun, care este de mică valoare pentru alte tipuri de utilizare și conține un conținut ridicat de impurități inutile, emisiile ating proporții colosale. Și, în sfârșit, accidentele de la termocentrale provoacă pagube mari naturii, comparabile cu daunele oricărui incendiu mare. În cel mai rău caz, un astfel de incendiu poate fi însoțit de o explozie, producând un nor de praf de cărbune sau funingine.

Resursele hidroenergetice din țările dezvoltate sunt aproape în totalitate utilizate: majoritatea tronsoanelor de râu potrivite pentru construcția de inginerie hidraulică au fost deja dezvoltate. Și ce rău îi fac naturii centralele hidroelectrice! Nu există emisii în aer de la centralele hidroelectrice, dar ele provoacă destul de multe daune mediului acvatic. În primul rând, peștii suferă pentru că nu pot depăși barajele hidroelectrice. Pe râurile în care sunt construite hidrocentrale, mai ales dacă sunt mai multe dintre ele - așa-numitele hidrocentrale cascade - cantitatea de apă înainte și după baraje se modifică dramatic. Rezervoare uriașe se revarsă pe râurile de câmpie, iar terenurile inundate sunt pierdute iremediabil pentru agricultură, păduri, pajiști și așezări umane. În ceea ce privește accidentele la hidrocentrale, în cazul unei străpungeri a oricărei hidrocentrale, se formează un val uriaș care va mătura toate barajele hidrocentralei situate dedesubt. Dar majoritatea acestor baraje sunt situate în apropierea orașelor mari cu o populație de câteva sute de mii de locuitori.

O cale de ieșire din această situație a fost văzută în dezvoltarea energiei nucleare. La sfârșitul anului 1989, peste 400 de centrale nucleare (CNP) erau construite și funcționau în lume. Cu toate acestea, astăzi centralele nucleare nu mai sunt considerate o sursă de energie ieftină și prietenoasă cu mediul. Combustibilul pentru centralele nucleare este minereul de uraniu - o materie primă scumpă și greu de extras, ale cărei rezerve sunt limitate. În plus, construcția și exploatarea centralelor nucleare sunt asociate cu mari dificultăți și costuri. Doar câteva țări continuă acum să construiască noi centrale nucleare. Un obstacol serios în calea dezvoltării ulterioare a energiei nucleare este problema poluării mediului. Toate acestea complică și mai mult atitudinea față de energia nucleară. Din ce în ce mai mult, se fac apeluri la abandonarea totală a utilizării combustibilului nuclear, la închiderea tuturor centralelor nucleare și la revenirea la producția de energie electrică la termocentrale și hidrocentrale, precum și la utilizarea așa-numitelor surse regenerabile - mici, sau „netradițional” - tipuri de producție de energie. Acestea din urmă includ în primul rând instalații și dispozitive care folosesc energia vântului, a apei, a soarelui, a energiei geotermale, precum și a căldurii conținute în apă, aer și pământ.

Energia apei

De la mijlocul secolului nostru a început studiul resurselor energetice legate de „surse regenerabile de energie”.

Oceanul este o baterie gigantică și un transformator de energie solară, transformată în energia curenților, căldurii și vântului. Energia mareelor ​​este rezultatul forțelor de maree ale Lunii și Soarelui.

Resursele de energie oceanică sunt de mare valoare deoarece sunt regenerabile și practic inepuizabile. Experiența de operare a sistemelor de energie oceanică existente arată că acestea nu provoacă daune semnificative mediului oceanic. La proiectarea viitoarelor sisteme de energie oceanică, impactul lor asupra mediului este atent luat în considerare.

Centrale mareomotrice

Nivelul apei de pe coastele mării se schimbă de trei ori în timpul zilei. Astfel de fluctuații sunt vizibile în special în golfurile și estuarele râurilor care se varsă în mare. Grecii antici explicau fluctuațiile nivelului apei prin voința conducătorului mărilor, Poseidon. În secolul al XVIII-lea Fizicianul englez Isaac Newton a dezvăluit misterul mareelor: mase uriașe de apă din oceanele lumii sunt conduse de forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui. La fiecare 6 ore și 12 minute, marea se schimbă în val joasă. Amplitudinea maximă a mareelor ​​în diferite locuri ale planetei noastre nu este aceeași și variază de la 4 la 20 m.

Pentru a înființa o centrală mareeomotrică simplă (TPP), aveți nevoie de o piscină - un golf baraj sau o gura de râu. Barajul are canale și turbine instalate. La maree înaltă, apa curge în bazin. Când nivelurile apei din bazin și din mare sunt egale, porțile canalelor sunt închise. Odată cu debutul valului scăzut, nivelul apei în mare scade, iar când presiunea devine suficientă, turbinele și generatoarele electrice conectate la aceasta încep să funcționeze, iar apa părăsește treptat piscina. Se consideră fezabilă din punct de vedere economic construirea unei centrale mareomotrice în zonele cu fluctuații ale mareelor ​​la nivelul mării de cel puțin 4 m Capacitatea de proiectare a unei centrale mareomotrice depinde de natura mareei în zona în care este construită stația volumul și suprafața bazinului de maree, asupra numărului de turbine instalate în corpul barajului...

Surse alternative de energie- acesta este vântul, soarele, mareele, biomasa, energia geotermală a Pământului.

Morile de vânt au fost folosite de multă vreme de oameni ca sursă de energie. Cu toate acestea, sunt eficiente și potrivite doar pentru utilizatorii mici. Din păcate, vântul nu este încă capabil să furnizeze energie electrică în cantități suficiente. Energia solară și eoliană au un dezavantaj serios - instabilitate temporară chiar în momentul în care este cea mai necesară. În acest sens, sunt necesare sisteme de stocare a energiei, astfel încât consumul acesteia să poată fi posibil în orice moment, dar nu există încă o tehnologie matură economic pentru crearea unor astfel de sisteme.

Primele generatoare de energie eoliană au fost dezvoltate în anii '90. al XIX-lea în Danemarca, iar până în 1910 au fost construite câteva sute de mici instalații în această țară. În câțiva ani, industria daneză obținea un sfert din necesarul de energie electrică de la generatoarele eoliene. Capacitatea lor totală a fost de 150-200 MW.

În 1982, pe piața chineză au fost vândute 1.280 de turbine eoliene, iar în 1986, 11.000, aducând electricitate în zone din China care nu o mai aveau niciodată.

La începutul secolului al XX-lea. în Rusia existau 250 de mii de mori de vânt țărănești cu o capacitate de până la 1 milion kW. Au măcinat 2,5 miliarde de kilograme de cereale la fața locului, fără transport pe distanțe lungi. Din păcate, ca urmare a unei atitudini necugetate față de resursele naturale în anii 40. secolul trecut, pe teritoriul fostei URSS, cea mai mare parte a motoarelor de vânt și apă a fost distrusă, iar în anii '50. au dispărut aproape complet ca „tehnologie înapoiată”.

În prezent, energia solară este folosită în unele țări în principal pentru încălzire și pentru producerea de energie la scară foarte mică. Între timp, puterea radiației solare care ajunge pe Pământ este de 2 x 10 17 W, ceea ce este de peste 30 de mii de ori mai mare decât nivelul actual al consumului uman de energie.

Există două opțiuni principale pentru utilizarea energiei solare: fizică și biologică. În versiunea fizică, energia este acumulată de colectoare solare, celule solare pe semiconductori sau concentrată printr-un sistem de oglinzi. Opțiunea biologică folosește energia solară acumulată în timpul fotosintezei în materia organică a plantelor (de obicei lemn). Această opțiune este potrivită pentru țările cu rezerve forestiere relativ mari. De exemplu, Austria intenționează să obțină până la o treime din necesarul de energie electrică din arderea lemnului în următorii ani. În aceleași scopuri, în Marea Britanie este planificată plantarea a aproximativ 1 milion de hectare de teren impropriu utilizării agricole cu păduri. Sunt plantate specii cu creștere rapidă, cum ar fi plopul, care este tăiat deja la 3 ani de la plantare (înălțimea acestui copac este de aproximativ 4 m, diametrul tulpinii este mai mare de 6 cm).

Problema utilizării surselor de energie netradiționale a devenit recent deosebit de relevantă. Acest lucru este, fără îndoială, benefic, deși astfel de tehnologii necesită costuri semnificative. În februarie 1983, compania americană Arca Solar a început să opereze prima centrală solară din lume cu o capacitate de 1 MW. Construcția unor astfel de centrale electrice este o propunere costisitoare. Construcția unei centrale solare capabilă să furnizeze energie electrică la aproximativ 10 mii de consumatori casnici (putere - aproximativ 10 MW) va costa 190 de milioane de dolari. Acesta este de patru ori mai mare decât costul construirii unei centrale termice care funcționează pe combustibil solid și, în consecință, de trei ori mai mult decât construcția unei centrale hidroelectrice și a unei centrale nucleare. Cu toate acestea, experții în studiul energiei solare sunt încrezători că, odată cu dezvoltarea tehnologiei de utilizare a energiei solare, prețurile acesteia vor scădea semnificativ.

Energia eoliană și solară sunt probabil viitorul energiei. În 1995, India a început să implementeze un program de generare de energie folosind vânt. În SUA, capacitatea centralelor eoliene este de 1654 MW, în Uniunea Europeană - 2534 MW, din care 1000 MW sunt generați în Germania. În prezent, energia eoliană și-a atins cea mai mare dezvoltare în Germania, Anglia, Olanda, Danemarca și SUA (numai în California există 15 mii de turbine eoliene). Energia obținută din vânt poate fi reînnoită constant. Parcurile eoliene nu poluează mediul. Cu ajutorul energiei eoliene este posibilă electrizarea celor mai îndepărtate colțuri ale globului. De exemplu, 1.600 de locuitori ai insulei Desirat din Guadelupa se bazează pe electricitatea generată de 20 de generatoare eoliene.

Din ce altceva poți obține energie fără a polua mediul?

Pentru a valorifica energia mareelor, centralele de maree sunt de obicei construite la gurile râurilor sau direct pe malul mării. Într-un dig de port convențional, sunt lăsate găuri acolo unde apa curge liber. Fiecare val crește nivelul apei și, prin urmare, presiunea aerului care rămâne în găuri. Aerul „stors” prin orificiul superior antrenează turbina. Odată cu plecarea undei, are loc o mișcare inversă a aerului, care caută să umple vidul, iar turbina primește un nou impuls de rotire. Potrivit experților, astfel de centrale electrice pot folosi până la 45% din energia mareelor.

Energia valurilor pare a fi o formă destul de promițătoare de nouă sursă de energie. De exemplu, pentru fiecare metru de front de undă care înconjoară Marea Britanie pe partea nord-Atlantică, există o medie de 80 kW de energie pe an, sau 120.000 GW. Pierderi semnificative în timpul procesării și transmiterii acestei energie sunt inevitabile și, aparent, doar o treime din aceasta poate intra în rețea. Cu toate acestea, volumul rămas este suficient pentru a furniza întregii Mari Britanii cu energie electrică la nivelul ratelor de consum curent.

Oamenii de știință sunt, de asemenea, atrași de utilizarea biogazului, care este un amestec de gaz inflamabil - metan (60-70%) și dioxid de carbon neinflamabil. De obicei conține impurități - hidrogen sulfurat, hidrogen, oxigen, azot. Biogazul se formează ca urmare a descompunerii anaerobe (fără oxigen) a materiei organice. Acest proces poate fi observat în natură în mlaștinile de câmpie. Bulele de aer care se ridică din fundul zonelor umede sunt biogaz - metan și derivații săi.

Procesul de producere a biogazului poate fi împărțit în două etape. În primul rând, cu ajutorul bacteriilor anaerobe, din carbohidrați, proteine ​​și grăsimi se formează un set de substanțe organice și anorganice: acizi (butiric, propionic, acetic), hidrogen, dioxid de carbon. În a doua etapă (alcaline sau metanice), sunt implicate bacteriile metanice, care distrug acizii organici, eliberând metan, dioxid de carbon și o cantitate mică de hidrogen.

În funcție de compoziția chimică a materiei prime, în timpul fermentației, se eliberează de la 5 la 15 metri cubi de gaz per metru cub de materie organică prelucrată.

Biogazul poate fi ars pentru a încălzi casele, a usca cerealele și poate fi folosit ca combustibil pentru mașini și tractoare. În compoziția sa, biogazul diferă puțin de gazul natural. În plus, în procesul de producere a biogazului, reziduurile de fermentație reprezintă aproximativ jumătate din materia organică. Poate fi brichetat pentru a produce combustibil solid. Cu toate acestea, din punct de vedere economic, acest lucru nu este foarte rațional. Reziduul de fermentație este cel mai bine folosit ca îngrășământ.

1 m 3 de biogaz corespunde unui litru de gaz lichid sau 0,5 litri de benzină de înaltă calitate. Obținerea biogazului va oferi beneficii tehnologice - distrugerea deșeurilor și beneficii energetice - combustibil ieftin.

În India, aproximativ 1 milion de instalații ieftine și simple sunt folosite pentru a produce biogaz, iar în China sunt peste 7 milioane. Din punct de vedere al mediului, biogazul are avantaje enorme, deoarece poate înlocui lemnul de foc și, prin urmare, păstrează pădurile și. prevenirea deșertificării. În Europa, o serie de stații municipale de epurare a apelor uzate își satisfac nevoile energetice din biogazul pe care îl produc.

O altă sursă alternativă de energie o constituie materiile prime agricole: trestia de zahăr, sfecla de zahăr, cartofii, topinamburul etc. Combustibilul lichid, în special etanolul, este produs din acesta prin fermentare în unele țări. Astfel, în Brazilia, materia vegetală este transformată în alcool etilic în astfel de cantități încât această țară își satisface majoritatea nevoilor de combustibil pentru automobile. Materiile prime necesare organizării producției de masă de etanol sunt în principal trestia de zahăr. Trestia de zahăr participă activ la procesul de fotosinteză și produce mai multă energie pe hectar de suprafață cultivată decât alte culturi. În prezent, producția sa în Brazilia este de 8,4 milioane de tone, ceea ce corespunde la 5,6 milioane de tone de benzină de cea mai bună calitate. În SUA se produce biocol - un combustibil pentru mașini care conține 10% etanol obținut din porumb.

Energia termică sau electrică poate fi obținută din căldura adâncurilor pământului. Energia geotermală este eficientă din punct de vedere economic acolo unde apa caldă este aproape de suprafața scoarței terestre - în zonele cu activitate vulcanică activă cu numeroase gheizere (Kamchatka, Insulele Kuril, insulele arhipelagului japonez). Spre deosebire de alte surse primare de energie, purtătorii de energie geotermală nu pot fi transportați pe distanțe care depășesc câțiva kilometri. Prin urmare, căldura pământului este o sursă de energie tipic locală, iar lucrările legate de exploatarea acesteia (explorare, pregătirea locurilor de foraj, foraj, testarea puțurilor, captarea fluidelor, primirea și transmiterea energiei, reîncărcare, crearea infrastructurilor etc.) se desfășoară ca de obicei într-o zonă relativ mică, ținând cont de condițiile locale.

Energia geotermală este utilizată pe scară largă în SUA, Mexic și Filipine. Ponderea energiei geotermale în sectorul energetic din Filipine este de 19%, Mexic este de 4%, iar SUA (inclusiv utilizarea acesteia pentru încălzire „direct”, adică fără conversie în energie electrică) este de aproximativ 1%. Capacitatea totală a tuturor centralelor geotermale din SUA depășește 2 milioane kW. Energia geotermală furnizează căldură capitalei Islandei, Reykjavik. Deja în 1943, acolo au fost forate 32 de puțuri la adâncimi de la 440 la 2400 m, prin care se ridică la suprafață apa cu o temperatură de 60 până la 130 ° C. Nouă dintre aceste puțuri sunt încă în funcțiune astăzi. În Rusia, în Kamchatka, funcționează o centrală geotermală cu o capacitate de 11 MW și se construiește o alta cu o capacitate de 200 MW.