Альтернативные источники энергии

Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве,Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.

Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика.

Ресурсы

Перспективными источниками  перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд.

Россия 
На 2006 г. в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).

Достоинства и недостатки

Главным достоинством геотермальной  энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий  окружающей среды, времени суток  и года.

Существуют следующие  принципиальные возможности использования  тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.

Если в данном регионе  имеются источники подземных  термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и  горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м² с температурой воды 70—90 °С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане.

Главная из проблем, которые  возникают при использовании  подземных термальных вод, заключается  в необходимости возобновляемого  цикла поступления (закачки) воды (обычно отработанной) в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.

Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно  использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения.

 

 

Приливная электростанция (ПЭС).

Особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.

Существует мнение, что  работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы  Земли влияние приливных электростанций пренебрежимо мало. Кинетическая энергия вращения Земли (~10²⁹ Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10⁻¹⁴ секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2·10⁻⁵ с в год).

Для получения энергии  залив или устье реки перекрывают  плотиной, в которой установлены  гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и  в режиме насоса (для перекачки  воды в водохранилище для последующей  работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляет 1,7 МВт. На этапе проектирования находится Северная ПЭС мощностью 12 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе(мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.

Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии р. Ранс (Северная Бретань) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт^[2].

Южная Корея: Запущена крупнейшая в мире приливная электростанция

Президент Республики Корея Ли Мюнг-Бак официально запустил приливную электростанцию в Сеуле, которая станет крупнейшим в мире сооружением по производству электричества из энергии волн. Этот проект представлен как часть политики, проводимой правительством страны в области развития низкоуглеродных, экологически чистых направлений в отраслях экономики.

Приливная электростанция на море Shihwa частично начала функционировать в начале августа 2011 г. – тогда были запущены шесть из десяти ее генераторов. Остальные генераторы, как ожидается, начнут работать в декабре этого же года. После полного запуска в эксплуатацию мощность сеульской электростанции составит 254 МВт. Электроэнергии, которую она будет вырабатывать, будет достаточно для обеспечения города с населением в 500 тыс. человек.

С помощью приливной электростанции Южная Корея будет экономить  каждый год более 860 тыс. баррелей нефти  и тем самым сможет снизить выбросы углекислого газа на 3,2 млн т в год.

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость  производства энергии. Недостатками —  высокая стоимость строительства  и изменяющаяся в течение суток  мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

 

Биотопливо.

           Еще один вид альтернативного источника энергии является биотопливо. Оно делается из различных природных веществ, синтезируется из нефтяных продуктов. В этой отрасли альтернативной энергетики продвинулись японцы, поэтому в моём реферате будут приводиться их разработки. Например, биотопливо из водорослей получила группа исследователей из японского университета в Тохоку. Разработанная учеными технология позволит получить 200 миллилитров топлива с одного килограмма водорослей.

          Японские ученые предложили способ брожения, с помощью которого из водорослей можно вытянуть одну из самых эффективных разновидностей биотоплива – биоэтанол. Технология основана на измельчении водорослей, перемешивании их с натуральными дрожжами и выдерживании в течение двух недель в специальных условиях. 
          Напомню, что известный современный генетик Крейг Вентер, заявивший в марте этого года о создании «искусственной жизни», считает появление методик, трансплантирующих геномы бактерий водорослей в биотопливо, самыми эффективными. Ученые установили, что водоросли способны превращать 10% солнечной энергии в биотопливо. Сегодня добываемое из кукурузы биотопливо использует только 0,05% солнечной энергии. 
        Японские исследователи отметили, что новой разработкой уже заинтересовались местные электростанции.

           Еще  как не странно, специалисты из японского государственного исследовательского института смогли разработать технологию для создания дизельного топлива из таких материалов, как скошенная трава и деревянные щепки.      Исследовательский институт намерен начать коммерческое производство биотоплива из травы и щепок, на которое Япония готова потратить 11,2 миллиона долларов США, к 2010-му году.

         Известно, что министерство сельского хозяйства страны уже одобрило пятилетний план нескольких частных компаний, которые предлагают производить из древесины автомобильное топливо и другие промышленные продукты, которые в настоящее время делаются из импортируемой нефти.

         В биодизельном топливе используется бутанол, который создается благодаря генетически модифицированным микроорганизмам. Биобутанол создается посредством культивирования множества микробов и добавления сахара, что осуществляется благодаря переработке растительных волокон, таких, как трава и щепки, древесина и рисовая соломка.

          В Японии разработана эффективная технология переработки пищевых отходов домашних хозяйств и ресторанов в биотопливо. Её намерен использовать для строительства и продажи коммерческих заводов дочернее предприятие сталелитейного концерна "Ниппон стил". 
 
          Как сообщили в токийском офисе "Ниппон стил инжиниринг" - инициатора проекта, затраты на сооружение первого в стране завода, оборудование которого позволит ежедневно "добывать" из 10 тонн остатков кухонной кулинарии 500 литров этанола, составят 11- 20 млн долларов. Заказчики окупят вложенные в этот бизнес средства за счет продажи экологически чистого биотоплива в течение первых десяти лет эксплуатации. 
 
           Ежегодные "запасы" подобного сырья в Японии достигают 20 млн тонн, 80% из них сжигается. Новая технология утилизации такого количества отходов, считают японские изобретатели, даст возможность получать в год до 1 млн этанола, который после добавления в бензин в определенной пропорции становится качественным топливом для "зеленых" автомашин. 
 
            Производитель также готов строить заводы, способные ежедневно перерабатывать около 60 тонн пищевых отходов, в городах и районах с населением 300-400 тыс человек. Объем выбросов парниковых газов от этого производства, по оценке экспертов, при этом будет меньше на 40%, чем при термическом уничтожении таких отходов с помощью промышленных установок.

 

            Так же известно, что предпринимателя из фирмы Suncoal получили Ежегодную премию немецкого экономического еженедельника Wirtschaftswoche, присуждаемую лучшему основателю собственной фирмы. Эти предприниматели нашли техническое решение проблемы превращения остатков срезанной травы, веток плодовых деревьев и других садовых насаждений и даже куриного помета в биотопливов виде угля.

             Процесс превращения биологических отходов в биоуголь занимает порядка 12 часов. Сама идея описана еще в 1910 г. немецким химиком Фридрихом Бергиусом, однако до сих пор не получила развития в виду сильной конкуренции со стороны традиционных источников энергии.

Процесс производства биотопливного угля проходил в стенах Технического университета в Берлине. Производственная установка напоминает внешне обычный котел из стали, размещенный на трех опорах с выходящими из него проводами и трубками. Первичный материал сначала измельчается, а затем смешивается с водой и нагревается до 200°С под давлением 20 бар. Масса разлагается на водород, кислород и углерод, напоминающий массу черного цвета. Черную массу сушат и получают биотопливный уголь CarboREN.

 

 

Заключение.

 

           В конце своего реферата хочу  выразить основную мысль всего  выше изложенного и для чего  людям необходимо применять альтернативные источники энергии.

Человечество  существует на планете Земля уже  не одну тысячу лет и все это  время развивалось. Мы начинали, грубо говоря, с деревянных палок, а сейчас на дворе уже «ХХI» век – и пиком наших технологий являются компьютерная, космическая, и другая техника.

Для производства чего либо людям нужны были материалы, которые они заимствовали  у  «матушки» природы и не возвращали. Ресурсы насколько мы знаем, делятся  на возобновляемые и не возобновляемые. И зачастую Мы расходуем то чего мало или нельзя восстановить. Запасы природы близки к иссечению. Лет через 100 нефти уже почти не останется с такими темпами потребления. По этой причине людям необходимо найти другие источники энергии.

Как написано в реферате в качестве альтернативных источников можно использовать энергию  солнца, воды, ветра, биологических  субстанций, энергию тепла Земли  и много чего еще.

Есть и  другая причина, почему стоит использовать энергию солнца допустим, нежели нефти. Потому что при использовании  нефтепродуктов при их сжигании выделяется углекислый газ. Который в наше время  в природе превышает  свои концентрации по сравнению со столетней давностью. Большие выбросы углекислоты  в атмосферу могут привести к  глобальному потеплению, таянию ледников и нарушению озонового слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

 

1. "Неисчерпаемая энегия. Книга 2Ветроэнергетика", В. С. Кривцов, А. М.Олейников, А. И. Яковлев, Харьков "ХАИ" 2004.
2. Елистратов В.В., Константинов И.А., Панфилов А.А. Нагрузки на элементыветроэнергетической установки, на ее фундамент и основание. Учебное пособие. Издательство СПбГТУ, 1999.
3. "Кремниевые солнечные батареи" Глиберман А.Я., Зайцева А.К., 1961 г., Госэнергоатомиздат
4. "Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов", Г.А. Терентьев, В. М. Тюков, Ф. В. Смаль., 1989.
5. Альтернативная энергетика //[Электронный ресурс] / Режим доступа: http://aenergy.ru