Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Мая 2014 в 11:18, реферат
В данной работе мы попытаемся раскрыть виды альтернативной энергетики и попытаться обозначить перспективы развития энергетики будущего в России.
Предполагается, что некоторые из преложенных океанских энергетических установок могут быть реализованы и стать рентабельными уже в ближайшем будущем. Вместе с тем следует ожидать, что творческий энтузиазм, искусство и изобретательность научно-инженерных работников способны улучшить существующие и создать новые перспективные разработки для промышленного использования энергетических ресурсов Мирового океана. Вполне вероятно, что при современных темпах научно-технического прогресса существенные сдвиги в океанской энергетике должны произойти в ближайшие десятилетия. Океан наполнен внеземной энергией, которая поступает в него из космоса. Она доступна и безопасна, не загрязняет окружающую среду, неиссякаема и свободна. Из космоса поступает энергия Солнца. Она нагревает воздух и образует ветры, вызывающие волны. Солнечная энергия нагревает океан, накапливающий тепловую энергию, и приводящий в движение течения, которые в то же время меняют свое направление под действием вращения Земли. Солнечное и лунное притяжения вызывают приливы и отливы. Океан – это не плоское, безжизненное водное пространство, а огромный источник энергии. В нем плещут волны, рождаются приливы и отливы, возникают течения и т. д.
Бакены и маяки, использующие энергию волн, уже усеяли прибрежные воды Японии. Сегодня вряд ли существует прибрежный район, где не было бы своего собственного изобретателя, работающего над созданием устройства, использующего энергию волн. Начиная с 1966 г. два французских города полностью удовлетворяют свои потребности в электроэнергии за счет энергии приливов и отливов.
Группа океанологов обратила внимание на то, что Гольфстрим несет свои воды вблизи берегов Флориды со скоростью 5 миль в час. Идея использовать этот поток теплой воды была весьма заманчивой. Возможно ли это? Смогут ли гигантские турбины и подводные пропеллеры, напоминающие ветряные мельницы, генерировать электричество, извлекая энергию из течений и волн? «Смогут» – таково мнение специалистов. В предложенном проекте нет ничего такого, что превышало бы возможности современной инженерной и технологической мысли. Предсказывают даже, что электричество, полученное при использовании энергии Гольфстрима, может стать конкурентоспособным уже в ближайшем будущем.
Океан – замечательная среда для поддержания жизни, в состав которой входят питательные вещества, соли и другие минералы. В такой среде растворенный в воде кислород питает всех морских животных от амебы до акулы. Растворенный углекислый газ точно так же поддерживает жизнь всех морских растений от одноклеточных диатомовых водорослей до достигающих высоты 200–300 футов (60–90 м) бурых водорослей. Морскому биологу нужно сделать лишь шаг вперед, чтобы перейти от восприятия океана как природной системы поддержания жизни к попытке начать на научной основе извлекать из этой системы энергию. При поддержке военно-морского флота США в середине 70-х годов XX в. группа специалистов в области исследования океана, морских инженеров и водолазов создала первую в мире океанскую энергетическую ферму на глубине 40 футов (12 м) под залитой солнцем гладью Тихого океана вблизи города Сан-Клемент. Ферма была небольшая. По сути своей это был лишь эксперимент. На ферме выращивались гигантские калифорнийские бурые водоросли. По мнению специалистов, до 50% массы таких водорослей может быть превращено в топливо – природный газ метан. Океанские фермы будущего, выращивающие бурые водоросли на площади примерно 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, которой хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности американского города с населением в 50 000 человек.
В океане растворено огромное количество солей. Может ли соленость быть использована как источник энергии? Может. Большая концентрация соли в океане навела ряд исследователей океанографического института в Калифорнии на мысль о создании установки для получения большого количества энергии. Такую установку можно сконструировать в виде батареи, в которой осуществлялась бы реакция между соленой и несоленой водой.
В наши дни, когда возросла необходимость в новых видах топлива, океанографы, химики, физики, инженеры и технологи обращают все большее внимание на океан как на потенциальный источник энергии.
«Энергетика будущего – уже не просто красивое словосочетание, не фантазии и мечты. Сегодня во всем мире,Россия не исключение, идет поиск ответов на вопросы: какие виды
альтернативных источников энергии будут использоваться в первую очередь, на каких условиях и какие потребуются инвестиции.Придет ли водородная энергетика на смену моторному топливу?Каковы возможные масштабы ее применения? Останутся ли солнечная или биогазовая энергетики уделом лишь децентрализованных потребителей или станут равноправными подразделениями ТЭК? Те же вопросы касаются и приливной, ветровой и других видов энергии – например, биоэнергетики водорода воды, осмотической, термоядерной, лучевой, или импульсной, энергетики».
По оценкам Мирового энергетического совета, к 2060 году более 50% энергопотребления будет обеспечиваться за счет возобновляемых источников энергии.
Уже очевидно – Россия пытается встроиться в цивилизационный тренд, развивая нетрадиционную возобновляемую и децентрализованную энергетику. И тому есть веское основание.
На отдаленных и труднодоступных территориях, в сельской местности, которые составляют около 70% территории Российской Федерации (с населением около 22 млн чел.), существуют проблемы с энергоснабжением. И это при том, что возможность использовать местные и возобновляемые ресурсы имеется.
Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в России при нынешнем уровне технологий могут в год заменить свыше 300 млн тонн условного топлива. Это примерно столько же, сколько органического топлива сегодня в год сжигают в год все электростанции России. Только за счет использования энергии ветра может быть получено более 40 млрд кВт.ч электроэнергии в год, что в первую очередь необходимо регионам Крайнего Севера, где сегодня существуют значительные трудности с энергоснабжением.
Сегодня, по инициативе Комитета Государственной Думы по энергетике, идет интенсивная работа по формированию адекватного законодательства в области альтернативной энергетики. Свои предложения внесли ученые Научного отделения «Проблемы безопасности ТЭК» Академии военных наук, коммерциализирующие свои разработки в НП «Энергетика будущего».
Под руководством члена-корреспондента Академии во- енных наук, доктора технических наук, профессора Александра Куфтова (МГТУ им. Н.В. Баумана) разработана и представлена в Экспертный комитет по малой энергетике Государственной Думы Концепция распределенной генерации как элемента умной сети. Над ней в течение года работала целевая проблемная группа ученых, в том числе из Белгорода, Вологды, Липецка, Калининграда, Оренбурга. Решен ряд важных задач, в том числе с учетом зарубежного опыта определены организационно-технические и социально-экономические преимущества распределенной генерации для электроэнергетических систем, отработаны ее экономическая модель и технологические аспекты, в том числе связанные с изменением топологии электрической сети при подключении к ней возобновляемых источников энергии.
Принятый ФЗ № 250 «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию единой энергетической системы России» означает государственную поддержку возобновляемых источников энергии. К сожалению, не сформирована соответствующая законодательная и нормативно-правовая база. В частности, не внесены в Государственную думу проекты предусмотренных «Энергетической стратегией России на период до 2020 года» федеральных законов «О возобновляемых источниках энергии», где предусмотрена работа по таким направлениям, как солнечная энергия, приливные станции, малые ГЭС. Не развивается законодательство для малой и автономной энергетики, не приняты меры в части технического регулирования в целях энергосбережения и энергоэффективности (в частности, норм и стандартов энергопотребления, тепловой защиты зданий, производства и использования альтернативных видов топлива и т.д.). В данных российской государственной статистики (в отличие от Евросоюза и США) отсутствуют показатели, характеризующие состояние сектора возобновляемой энергетики, энергоэффективности и энергосбережения.
В настоящее время в структуре органов исполнительной власти не сформирована система полномочий и ответственности в области возобновляемой энергии, энергоэффективности и энергосбережения. Но для координации усилий и широкого обсуждения вопросов развития энергетики на возобновляемых энергоресурсах Комитет по энергетике, транспорту и связи Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации сформировал соответствующий подкомитет, организовал и провел ряд мероприятий, а также принял участие в многочисленных конференциях. Общим результатом указанных мероприятий является осознание острой необходимости формирования и развития энергетики на возобновляемых энергоресурсах в тесной связи с эффективностью использования энергии как значимого и конкретного сектора российской энергетики.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан. Солнце светило и обогревало человека всегда, и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного «корма». Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти. И вот новый виток: в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. В этой связи нефть и газ будут с каждым годом стоить все дороже.
Замена? Нужен новый лидер энергетики. Им, несомненно, станут ядерные источники. Запасы урана в сравнении с запасами угля вроде бы не столь уж и велики. Но зато на единицу массы уран содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь. А итог таков: при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить намного меньше средств и труда, чем при извлечении энергии из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю... Всегда было так: следующий источник энергии был более мощным.
В погоне за избытком энергии человек все глубже погружаются в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков. Однако времена меняются. Сейчас, на рубеже тысячелетий начинается новый, этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. Несомненно, в будущем одновременно с интенсивным развитием энергетики получит широкие права гражданства и экстенсивное направление: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким кпд, экологически чистые, удобные в обращении. Яркий пример тому – быстрый старт электрохимической энергетики, которую, видимо, дополнит энергетика солнечная.
Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идеи, изобретения, достижения естествознания. Это и понятно: энергетика связана буквально со всем, и все тянутся к энергетике, зависят от нее. Энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, кварках, «черных дырах», вакууме, – это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать завтрашним днем энергетики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК