- •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
3.3.2.5. Геотермальные источники энергии
Температура Земли увеличивается с глубиной, в среднем на 30…35°С при погружении на каждую тысячу метров. В отдельных регионах планеты с «молодыми» горными породами, с вулканической деятельностью высокотемпературные слои залегают на малой глубине.2 Можно выделить отдельные наиболее перспективные геотермальные районы, такие как штат Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, Исландия, Камчатка и Северный Кавказ в России.
Общий выход тепла из недр к земной поверхности втрое превосходит современную мощность энергоустановок мира и оценивается в 30 ТВт.3
С развитием глубокого (до 10 км) бурения открываются многообещающие перспективы вскрытия высокотемпературных источников тепла. Подземные резервуары с паром и горячей водой являются лишь малой частью геотермальных ресурсов. Земная магма и сухая твердая порода могут обеспечить дешевой, экологически чистой и практически неиссякаемой энергией.
Энергетический потенциал тепла на глубине 10 км в 50 тыс. раз превышает энергию всех мировых запасов нефти и природного газа.
Основным преимуществом геотермальной энергии является то, что это экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии, который непрерывно дает постоянное количество энергии.
Сейчас геотермальные месторождения разведаны в 80 странах мира и 56 из них активно используют тепловую энергию Земли. Доля России в общемировом объеме ее использования составляет около 10 %.4
Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены.
Геотермальные электростанции
КПД использования геотермальных электростанций, как правило, превышает 90%, а цена электроэнергии, производимой геотермальными электростанциями, ниже цены электричества, полученного в результате использования других возобновляемых источников энергии.
Сегодня ГеоТЭС есть в 25 странах мира. Установленная мощность ГеоТЭС составляет 8,7 ГВт.1
Мировым лидером по использованию геотермальной электроэнергетики стали Филиппины, которые несколько лет назад по показателю установленных мощностей (около 3 тыс. МВт) обогнали США (более 2 тыс. МВт). ГеоТЭС Филиппин удовлетворяют до трети потребностей страны в электроэнергии.
В США сосредоточено более 40% действующих мощностей в мире по выработке электроэнергии на ГеоТЭС. В Калифорнии около 5% электроэнергии вырабатывается за счет геотермальных ресурсов.
В настоящее время в Японии действуют 18 ГеоТЭС суммарной установленной мощностью 500 МВт, что составляет не более 0,2 % от общего объема электроэнергетики страны.
Во многих странах мира приняты национальные программы развития геотермальной энергетики (Китай, Кения, ЮАР, Исландия, Сальвадор, Мексика и др.).2
Современные объемы электроэнергии, получаемой благодаря этой технологии, достаточны для удовлетворения потребностей в электроэнергии 60 млн. человек, т.е. 1% населения планеты. По прогнозам, к 2030 г. производство электричества на базе данного источника энергии должно вырасти втрое.1
Геотермальное теплоснабжение
Помимо выработки электроэнергии, теплота Земли может использоваться также для теплоснабжения.2
Bo Франции квартиры более 20 городов отапливают в холодное время года горячей водой, поднятой с километровой глубины.
В Исландии 86% потребностей теплоснабжения обеспечивается геотермальными ресурсами.1
Интересен опыт геотермальной теплофикации в Рейкьявике (Ислания). Рейкьявик с населением 90 тыс. человек практически полностью отапливается за счет внутренней теплоты Земли. Геотермальная вода подается в город по трубопроводу на расстояние 21 км, годовой расход воды около 8 млн м3 с температурой 87ºC. Для страны, импортирующей топливо, использование геотермальных ресурсов – благоприятный выход из энергетических затруднений.