Глобальные проблемы современной электроэнергетики

    В мире  пока  действуют   две-три  приливно-отливные  электростанции.  В России возможности приливно-отливной  энергии  значительны  на  Белом  море. Однако, кроме высокой стоимости энергии, электростанции такого  типа  нельзя отнести к высокоэкологичным. При их  строительстве плотинами перекрываются заливы,  что  резко  изменяет  экологические  факторы  и  условия   обитания организмов.

    В океанических водах  для получения энергии можно  использовать  разности температур  на  различных  глубинах.   В   теплых   течениях,   например   в Гольфстриме,  они  достигают  20°С.  В  основе  принципа  лежит   применение жидкостей, кипящих и конденсирующихся при  небольших  разностях  температур. Теплая вода поверхностных слоев  используется  для  превращения  жидкости  в пар, который вращает турбину, холодные глубинные  массы  -  для  конденсации пара  в  жидкость.  Трудности  связаны  с  громоздкостью  сооружений  и   их дороговизной. Установки такого  типа  находятся  пока  на  стадии  испытаний (например, в США).

    Несравнимо  более   реальны  возможности   использования   геотермальных ресурсов.  В  данном  случае  источником  тепла  являются  разогретые  воды, содержащиеся в недрах земли. В отдельных районах такие  воды  изливаются  на поверхность в виде гейзеров (например, на Камчатке)!  Геотермальная  энергия может  использоваться  как  в   виде   тепловой,   так   и   для   получения электричества.

    Ведутся также опыты  по использованию  тепла,  содержащегося   в  твердых структурах земной коры. Такое тепло из недр извлекается посредством  закачки воды, которую затем используют так же, как и другие термальные воды.

    Уже в настоящее время  отдельные города или  предприятия обеспечиваются энергией геотермальных вод. Это, в частности, относится к  столице Исландии - Рейкьявику. В начале 80-х годов в мире  производилось на  геотермальных электростанциях около 5000 МВт электроэнергии (примерно  5  АЭС).  В  России значительные ресурсы геотермальных вод имеются на Камчатке, но  используются они пока в небольшом объеме. В бывшем  СССР  за  счет  этого  вида  ресурсов производилось только около 20 МВт электроэнергии.

5. Термоядерная энергия

    Современная атомная  энергетика базируется на расщеплении  ядер атомов на два  более  легких  с  выделением  энергии  пропорционально  потере   массы. Источником энергии и продуктами  распада  при  этом  являются  радиоактивные элементы.  С  ними   связаны   основные   экологические   проблемы   ядерной энергетики.

    Еще большее количество  энергии выделяется в процессе  ядерного  синтеза, при котором два ядра сливаются в одно более  тяжелое,  но  также  с  потерей массы и  выделением  энергии.  Исходными  элементами  для  синтеза  является водород, конечным - гелий. Оба элемента не оказывают отрицательного влияния на среду и практически неисчерпаемы.

    Результатом ядерного  синтеза является энергия  солнца. Человеком  этот

процесс смоделирован при взрывах  водородных  бомб. Задача состоит в том, чтобы  ядерный  синтез  сделать управляемым,  а его энергию использовать целенаправленно. Основная трудность заключается в том,  что  ядерный синтез возможен при очень высоких давлениях и температурах около 100 млн. °С. Отсутствуют  материалы, из которых можно изготовить реакторы для осуществления сверхвысокотемпературных (термоядерных) реакций. Любой материал при этом плавится и испаряется.

    Ученые пошли по пути  поиска возможностей осуществления  реакций в среде, не способной к испарению. Для этого в настоящее время испытываются  два пути. Один из них основан на удержании водорода в сильном магнитном поле. Установка такого типа  получила название ТОКАМАК (Тороидальная камера с магнитным полем). Такая камера разработана в институте им. Курчатова. Второй путь предусматривает использование лазерных лучей, за счет которых обеспечивается получение нужной температуры и в места концентрации которых подается водород.

    Несмотря на некоторые положительные результаты по осуществлению управляемого ядерного синтеза, высказываются мнения, что в ближайшей перспективе он вряд ли будет использован для решения энергетических и экологических проблем. Это связано с нерешенностью многих вопросов и с необходимостью колоссальных затрат на дальнейшие экспериментальные, а тем более промышленные разработки. 

Заключение

    В заключение  можно сделать вывод, что   современный  уровень  знаний,  а также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают  основание для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация  ни в отношении исчерпания  энергетических  ресурсов,  ни  в  плане  порождаемых энергетикой экологических проблем. Есть реальные  возможности  для  перехода на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и  экологически  чистые). С этих позиций современные методы получения энергии можно рассматривать  как своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этого переходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.

Список литературы

1. Харламова Т.Е. История науки и техники. Электроэнергетика. Учеб. Пособие – СПб.: СЗТУ, 2006. - 126с.
2. Исаков А. Я. Энергия (руководство по самостоятельной работе) (часть 1) – Петропавловск-Камчатский – КамчатГТУ., 2009 – 206с.
3. Исаков А. Я. Энергия (руководство по самостоятельной работе) (часть 3) – Петропавловск-Камчатский – КамчатГТУ., 2010 – 259с.
4. Т. Потапова. Энергия клетки. М. В мире науки № 3. 2006.
5. http://www.lomonosov-fund.ru/enc/ru/encyclopedia:0125601:article
6. http://www.nestor.minsk.by/sn/2003/27/sn32709.html
7. http://www.novustrend.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1396:2011-02-15-08-45-28&catid=114:2010-10-06-14-04-28&Itemid=586