3.Органическое ископаемое топливо и альтернативная энергетика.

Ископаемое топливо — это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф — топливо, образующееся по мере накопления и разложения останков животных и растений.

Ископаемые виды топлива являются невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.

Нефть — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период из морских микроорганизмов, накопившихся в виде остаточных пород на морском дне. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа:

• бурые угли (лигниты);

• каменные угли;

• антрациты;

• графиты.

Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген). Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. Также природный газ может находиться вкристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Торф – горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50–60 % углерода. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и так далее.

Влияние на окружающую среду

На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.

На данном этапе развития, человечество, пользуясь ископаемыми видами топлива, уже практически зашло в тупик. Это отражается на качестве жизни в городах. Решением ряда проблем, связанных с использованием ископаемого топлива, является применение более экологичных альтернативных источников энергии.

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Направления альтернативной энергетики:

• ветроэнергетика

Автономные ветрогенераторы

Ветрогенераторы, работающие параллельно с сетью

• гелиоэнергетика

Солнечный водонагреватель

• Солнечный коллектор

• Фотоэлектрические элементы

• альтернативная гидроэнергетика

Приливные электростанции

• Волновые электростанции

• Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)

• Водопадные электростанции

• геотермальная энергетика

Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)

• Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)

• космическая энергетика

Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения.

• водородная энергетика и сероводородная энергетика

Водородные двигатели (для получения механической энергии)

• Топливные элементы (для получения электричества)

• биотопливо

Получение биодизеля

• Получение метана и синтез-газа

• Получение биогаза

• квантовая энергетика

Квантовые двигатели (для получения тягового усилия из энергии квантов)

• Квантовые генераторы (для получения электромагнитного излучения из атомов)

• Квантовые электростанции (для преобразования электромагнитного излучения атомов в электрическую)

• распределённое производство энергии

Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.