- •Московский государственный институт международных отношений (университет) мид россии
- •«Роль энергосбережения и альтернативных источников энергии в решении глобальных проблем современной энергетики» дипломная работа
- •Москва 2012
- •Глава I. Роль энергетики в мировом хозяйстве
- •1.1. Источники энергии и их виды
- •1.2. Основные задачи энергетики
- •1.3. Взаимосвязь энергетики и уровня развития страны
- •1.6. Потребность современного мира в энергии, современное состояние и перспективы развития
- •Глава II. Проблемы традиционной энергетики
- •2.1. Геополитические противоречия и проблемы обеспечения энергетической безопасности
- •2.2. Доступ к энергосистемам
- •2.3. Исчерпаемость ископаемого углеводородного топлива
- •2.4. Проблемы большой гидроэнергетики
- •2.4.1. Экологический ущерб от больших гэс
- •2.4.2. Проблемы безопасности гэс
- •2.5. Проблемы развития атомной энергетики
- •2.6. Глобальные экологические проблемы традиционной энергетики
- •2.6.1. Негативные факторы воздействия энергетики на экологию
- •2.6.2. Влияние энергетики на изменения климата планеты
- •2.6.3. Негативные стороны глобального потепления, повышения уровня co2 в атмосфере и загрязнения окружающей среды
- •Глава III. Поиск путей решения проблем, связанных с энергетикой
- •3.1. Важность проблем энергетики для мирового сообщества
- •3.1.1. Принцип устойчивого развития
- •3.1.2. Задачи энергетики, стоящие перед мировым сообществом
- •3.1.3 Обсуждение проблем энергетики на уровне международных организаций
- •3.2 Решение проблем энергетики путем энергосбережения и повышения энергоэффективности
- •3.2.1. Энергоэффективность электростанций
- •3.2.1.1. Комбинированное производство электроэнергии и тепла
- •3.2.1.2. Новые виды энергоустановок с высоким кпд.
- •3.2.2. Теплосбережение
- •3.2.2.1. Теплосбережение при строительстве и эксплуатации зданий
- •3.2.2.2. Теплосбережение и вторичные энергоресурсы на промышленных объектах.
- •3.2.3. Энергосбережение при передаче электроэнергии
- •3.2.4. Снижение пиковых нагрузок на энергосистему
- •3.2.5. Энергосберегающие электродвигатели
- •3.2.6. Энергосбережение при освещении
- •3.2.7. Энергоэффективность транспортных средств
- •3.3. Решение проблемы энергетики путем использования альтернативных источников энергии
- •3.3.1. Новые ископаемые виды топлива
- •3.3.1.1. Горючие сланцы, сланцевый газ и битумные породы
- •3.3.1.2. Метаногидраты
- •3.3.1.3. Получение синтетических топлив из угля
- •3.3.2. Возобновляемые источники энергии
- •График 4. Соотношение стоимостей энергии из возобновляемых ресурсов2
- •3.3.2.1. Малые гидроэлектростанции
- •3.3.2.2. Солнечная энергия
- •3.3.2.3. Ветровая энергия
- •3.3.2.4. Энергия моря
- •3.3.2.5. Геотермальные источники энергии
- •3.3.2.6. Биотопливо
- •3.3.2.7 Тепловые насосы
- •3.3.3. Получение энергии при сжигании бытовых отходов
- •3.3.4. Комбинированные источники энергии
- •3.3.5. Перспективный источник энергии – термоядерный синтез
- •3.4. Решение проблем энергетики путем аккумулирования энергии
- •3.4.1. Гидроаккумулирующие электростанции
- •3.4.2. Тепловой аккумулятор
- •3.4.3. Аккумулирование энергии путем производства водорода
- •3.4.4. Аккумулирование энергии путем производства метана
- •3.4.5. Электрические аккумуляторы
- •3.4.6. Аккумуляция энергии в холодильниках
- •3.4.7. Подземное энергохранилище сжатого воздуха
- •3.4.8. Оперативное сохранение энергии в маховиках
- •3.5. Решение проблемы энергоснабжения путем децентрализации
- •3.6. Стимулирование энергосбережения и развития возобновляемых источников энергии
- •Глава IV. Энергоэффективность и альтернативные источники энергии в России
- •4.1. Особенности и проблемы российской энергосистемы
- •4.2. Задачи, стоящие перед российской энергетикой
- •4.3. Основные направления решения задач энергетики в России
- •4.4. Энергосбережение в России
- •4.4.1. Потенциал энергосбережения
- •4.4.2. Причины недостаточного внимания к вопросам энергосбережения в России
- •4.4.3. Необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния
- •4.4.4. Теплосбережение в России
- •4.4.5. Излишняя централизация теплоснабжения
- •4.4.6. Энергосбережение на тепловых электростанциях
- •4.5. Перспективы применения альтернативных источников энергии в России
- •4.5.1. Перспективы развития энергетики на основе биотоплива
- •4.5.2. Перспективы развития ветровой энергетики
- •4.5.3. Перспективы развития малой гидроэнергетики
- •4.5.4. Перспективы развития солнечной энергетики
- •4.5.5. Перспективы развития геотермальной энергетики
- •4.5.6. Перспективы развития приливной энергетики
- •4.5.7. Перспективы внедрения теплонасосных станций для целей теплоснабжения
3.3. Решение проблемы энергетики путем использования альтернативных источников энергии
Под альтернативными источниками энергии можно понимать те источники, которые либо 1) сравнительно недавно стали использоваться в промышленных масштабах для получения тепловой и электрической энергии и успешно конкурируют с традиционными, либо 2) технология использования которых разработана и проекты их применения находятся в стадии технической реализации, либо 3) которые являются предметом далекой перспективы.
Такие источники можно условно классифицировать на следующие:
новые ископаемые виды топлива (сланцевый газ и горючие сланцы, метаногидраты, новые синтетические виды топлива на основе традиционных и др.);
возобновляемые источники энергии (энергия малых рек, солнечная и ветровая энергия, энергия моря, геотермальная энергия, биотопливо, разность температур низкого потенциала);
энергия, получаемая при переработке отходов;
перспективные источники (термоядерный синтез).
3.3.1. Новые ископаемые виды топлива
3.3.1.1. Горючие сланцы, сланцевый газ и битумные породы
В сланцевых пластах (осадочные породы с высоким содержанием органики) есть газ. Первые газовые скважины в сланцевых пластах были пробурены в США еще в XIX в. Учет потенциальных запасов сланцевого газа увеличивает мировые резервы природного газа в разы.
Проблема состоит в том, что сланцевые породы, как правило, отличаются низкой пористостью, газ в них залегает в небольших изолированных карманах. Снижение затрат на добычу сланцевого газа связывается с применением новых технологий бурения горизонтальных скважин в сочетании с инициированием гидроразрывов пласта путем закачки в скважину под давлением специальной смеси.
Такая технология в период с 2002 по 2008 гг. отрабатывалась в штате Техас американской компанией Chesapeake Energy при финансовой поддержке Министерства энергетики США. За этот период было пробурено более 10 тыс. скважин. В 2008 г. в соответствии со статистическими данными добыча природного газа в США внезапно увеличилась на 7,5% (или на 41,7 млрд м3), показав самые высокие темпы роста за четверть века. Большую часть этой прибавки дал именно сланцевый газ.1
В течение последних лет несколько стран, в том числе Китай, объявили, что намерены развивать добычу сланцевого газа. Первый такой газ в КНР планируют добыть к 2015 г.
Месторождения горючих сланцев, в том или ином количестве, есть везде и их запасы, в сравнении с природным газом и нефтью, весьма велики.1
Значительным резервом развития углеводородного сырья являются битуминозные породы. Это комплексное органоминеральное сырье, которое при термическом воздействии способно выделять органическую составляющую, являющуюся заменителем нефти.
Месторождения и скопления битуминозных пород довольно многочисленны, и географическое размещение их крайне неравномерно. В связи с плохой изученностью прогнозные запасы «синтетического» топлива, содержащегося в битуминозных породах, варьируют от 20 до 30 млрд т.
3.3.1.2. Метаногидраты
Еще одним потенциальным источником природного газа считаются метаногидраты, Природные залежи метаногидратов обнаружены в районах вечной мерзлоты и в морских глубинах (более 250 м) во многих районах земного шара. В долгосрочной перспективе природные метаногидраты могут стать новым источником природного газа благодаря весьма значительным ресурсам, неглубокому залеганию и концентрированному состоянию в них газа. Из 1 м3 гидрата метана можно получить 164 м3 метана.2 Содержание метана в огромных залежах твердых газовых гидратов превосходит запасы традиционного топлива на два порядка и достигает, по оценкам, около 20 тысяч трлн. м3.
Сейчас многие страны прилагают усилия для создания промышленных методов разработки этих гигантских запасов. Национальные газогидратные программы действуют в США, Японии, Индии, Китае и Южной Корее. В случае успеха коммерциализации технологии получения природного газа из метаногидратов, их запасов хватит более чем на 100 лет.