
- •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
3.3.1.3. Получение синтетических топлив из угля
Международные санкции и отсутствие собственных нефтяных запасов побудили правительство ЮАР искать решение топливных проблем на пути газификации угля. ЮАР является сегодня мировым лидером в области технологий получения синтетических топлив из угля.
Большой интерес к синтетическим топливам и технологиям газификации угля проявляют также страны Азиатского региона в первую очередь Япония и Китай. Бурное развитие экономик этих стран и ограниченность или полное отсутствие собственных нефтяных ресурсов являются главными причинами такого интереса.1
3.3.2. Возобновляемые источники энергии
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненного цикла растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества (см. график 3).
К нетрадиционным ВИЭ обычно относят:
ВИЭ солнечного происхождения:
энергия солнечной радиации;
гидравлическая энергия малых рек;
энергия ветра;
энергия биомассы;
энергия океана (разность температур воды, волны, разность соленостей морской и пресной воды);
ВИЭ несолнечного происхождения:
геотермальная энергия, в том числе низкопотенциальное тепло;
энергия приливов.1
График 3 . Мировой потенциал ВИЭ2
ВИЭ приобрели не только энергетическое и экологическое, но и мировое политическое звучание, так как они позволяют уменьшить зависимость роста ВВП от увеличения объемов потребления нефти и газа.
Основные причины интереса к практическому использованию ВИЭ заключаются в следующем:
ресурсы ВИЭ практически неограничены, в разы превышают обозримые потребности человечества в энергии и постоянно восполняемы;
использование ВИЭ не ведет к существенному загрязнению окружающей среды и не приводит к изменению теплового баланса;
в отличие от нефти, газа, угля и урана ресурсы ВИЭ относительно равномерно распределены по миру, они не находятся в монопольном владении ограниченного числа стран, и их освоение рассматривается как фактор энергетической и политической безопасности;3
на основе ВИЭ возможно построение как централизованных, так и децентрализованных (автономных) систем энергоснабжения.
Основные проблемы широкой коммерциализации ВИЭ являются временными и связаны, в основном, с необходимостью конкурировать с традиционными энергетическими технологиями, базирующимися на пока относительно дешевых ископаемых ресурсах (см. график 4). Эти проблемы заключаются в высокой стоимости производства энергоносителей (электричество, тепло, моторное топливо) и неотработанностью технологий в связи с недостаточным финансированием НИОКР.1
Энергия ветра
Солнечная энергия
Геотермальная
энергия
Гидроэнергия
График 4. Соотношение стоимостей энергии из возобновляемых ресурсов2
ВИЭ характеризуются низкой плотностью потока энергии. Чтобы генерировать 100 МВт энергии, например, от солнечных батарей, нужно снимать электроэнергию с площади в 1 км2, но такая низкая плотность энергии — лучшее противоядие против техногенных катастроф, которые возможны при неблагоприятных стечениях обстоятельств на ГЭС, АЭС, газо- и нефтепроводах и пр. Таким образом, ВИЭ, как источники с низкой плотностью энергии незаменимы для распределения нагрузки.3
Интенсивное развитие ВИЭ, прежде всего солнечной и ветровой, в большинстве стран мира сопровождается значительной государственной финансовой, законодательной и политической поддержкой.
Нетрадиционные ВИЭ развиваются очень быстрыми темпами (рост несколько десятков процентов в год по сравнению с 1-2% ростом традиционной энергетики) и уже сегодня составляют заметную долю в мировом энергетическом балансе.1
В Европе около 60% новых энергетических мощностей создается за счет ВИЭ, в США – более 50%. Но самых впечатляющих успехов в освоении ВИЭ достиг Китай. Объем частных и государственных инвестиций в эту сферу здесь постоянно растет примерно на 50% в год. В итоге Китай по этому показателю обогнал США и занял первое место в мире.
Как следует из доклада ЮНЕП, число стран, следующих новым тенденциям в энергетике, возросло за последние 5 лет вдвое (в 2005 г. в мире насчитывалось 55 государств, делающих ставку в развитии энергетики на более широкое использование ВИЭ, сейчас их более 100).2
Во многих странах приняты планы добиться к 2020 г. доли ВИЭ в энергобалансах на уровне 15—20% и выше, а в Европейском Союзе к 2040 г. — до 40%.2 В ЕС особенно амбициозны планы датских энергетиков: они планируют перейти на 50-процентное покрытие потребности в электроэнергии за счет ветроустановок уже в 2025 г.3
Эксперты ведущей аудиторско-консалтинговой компании «Pricewaterhouse Coopers» прогнозируют, что уже через 40 лет страны ЕС смогут полностью обеспечивать себя энергией из ВИЭ.4
США согласно своей «Новейшей энергетической инициативе» также намерены главный упор сделать на сокращение потребления нефтепродуктов и замену их на альтернативные источники энергии.5
Япония планирует довести долю возобновляемой энергетики до 20% к 2020 г., а солнечные элементы для выработки электроэнергии предполагает размещать в море, с целью экономии площади земли.2
Данные факты свидетельствует о том, что уже в обозримое время ВИЭ могут занять значительную долю мирового энергетического рынка, чем будут способствовать энергетической безопасности и политической стабильности, содействовать оздоровлению экологической обстановки.