Тема №1. Введение. Традиционные и нетрадиционные источники энергии.

Учебные вопросы:

1. Альтернативные источники энергии (АИЭ). Введение

2. Состояние и перспективы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.

3. «Традиционные» виды альтернативной энергии. Перспективные направления научных исследований в альтернативной энергетике.

4. Мировые потенциальные геологические ресурсы.

1. Альтернативные источники энергии (аиэ). Введение.

альтернаый энергетика источник

Причины перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии:

• Увеличивающееся загрязнение окружающей среды,

• нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменением климата. Этот вопрос уже давно вышел за рамки проблемы конкретной страны, определенного континента.

• Дефицит энергии

• ограниченность топливных ресурсов.

Преимущества АИЭ:

• Они экологичны (безопасны для человека и окружающей среды).

• Возобновляемы (использование неисчерпаемых ресурсов природы, таких как солнечный свет, тепло, ветер и т.д., основой их служит энергия Солнца и Земли).

Движущей силой процесса в этом направлении являются:

• происходящие изменения в энергетической политике стран со структурной перестройкой топливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией, складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается число международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и специалистов, рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

1. Глобально-экологический: неблагоприятное влияние на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в недалёком будущем.

2. Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы, то есть усиливается ее мировое влияние, так как энергетические ресурсы – основополагающий фактор экономики всех без исключения стран;

3. Экономический:

• переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности.

• стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников и эта тенденция обещает прогрессировать по мере наработки опыта в отрасли энергетических технологий,

• сроки окупаемости строительства станций по производству и распределению альтернативных видов энергии существенно короче.

• Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут в связи с низким процентом и длительным периодом возобновляемости;

4. Социальный:

• Из-за роста численности и плотности населения (с разной интенсивностью во времени) трудно найти площади для строительства станций, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для человека и окружающей среды.

• рост онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения станции предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС.

• увеличение социальную напряженность в обществе, провоцирует негативные реакции.

5. Эволюционно-исторический:

• традиционная энергетика представляется тупиковой (в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая). Для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т. усл. топлива). Геологические запасы органического топлива в мире более 80 % приходится на долю угля, который становится все менее популярным в связи с проблемами добычи, переработки, иссякаемостью запасов и длительным периодом возобновления. А известные запасы топливных ресурсов к 2100 году предположительно будут исчерпаны. По данным экспертов, в начале XXI в. добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно-энергетическом балансе снизится к 2020 году с 66,6 % до 20 %. На долю гидроэнергетики приходится всего 1,5 % общего производства энергии в мире и она может играть только вспомогательную роль. Таким образом, ни органическое топливо, ни гидроэнергия не могут решить проблемы энергетики в перспективе.

Что касается ядерной энергии, все известные запасы урана, пригодного для реакторов, действующих на тепловых нейтронах, предположительно будут исчерпаны в первом десятилетии XXI в. Создание и эксплуатация АЭС на реакторах - размножителях значительно дороже и не менее безопасны, чем на тепловых нейтронах. От населения до сих пор скрывают не только реальную опасность атомной энергетики, но и ее реальную стоимость. Учитывая все затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень.

С увеличением числа реакторов повышается вероятность аварий: по прогнозам, из-за увеличения количества реакторов вероятность крупной аварии повысится до одной в 10 лет. В районах расположения АЭС, уранодобывающих и производящих предприятий постоянно растет уровень заболеваемости, особенно детской. АЭС служит одним из основных «нагревателей» атмосферы: в процессе деления 1 кг урана выделяется 18,8 млрд. ккал. Таким образом, тезис о безопасности и дешевизне атомной энергии - пустой и опасный миф, а атомная энергетика по причине огромной потенциальной опасности и низкой рентабельности не имеет долгосрочной перспективы. По вопросу разработки и внедрения электростанций на основе термоядерного синтеза, то, по оценкам специалистов, в ближайшие 50 лет они вряд ли будут технологически освоены, а пагубное тепловое влияние на климат планеты будет не меньшим, чем от существующих станций. К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии. Но только возобновляемые источники энергии, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.