Изучите перспективы развития электроэнергетики и определите пути решения стоящих перед ней проблем
Перспективы развития электроэнергетики в мире 1. Значительный рост мирового энергопотребления в XXI веке неизбежен, особенно в развивающихся странах. Глобальное потребление энергии, по всей видимости, удвоится к середине века, большая часть прироста будет приходиться на развивающиеся страны. 2. В ближайшие десятилетия углеводородное топливо будет продолжать служить главным источником энергии, однако освоенные его месторождения исчерпываются, а введение в оборот новых требует все больших инвестиционных затрат. Следствием этого должны стать постепенные изменения в инфраструктуре производства энергии, обусловленные как экономическими (повышение цен и их изменчивость), так и природоохранными факторами, а также дальнейшим развитием технологий новых видов топлива. 3. Введение глобальных ограничений на выбросы парниковых газов и региональные ограничения на другие загрязнители атмосферы серьезно повлияют на структуру эволюционирующей мировой энергетики и потребуют значительных дополнительных инвестиций для сдерживания роста выбросов. 4. Позитивному решению этих проблем будет способствовать развитие ядерной энергетики. Чтобы в глобальном масштабе существенно повлиять на производство энергии, обеспечить энергетическую безопасность и ослабление парникового эффекта, производство ядерной энергии должно быть увеличено к середине века в 4-5 раз от ныне достигнутого. 5. Возобновляемые источники энергии увеличат свой вклад в энергетический баланс мира с 2% в 2002 г. до 6% к 2030 г. Наиболее реальными источниками этого вида остаются гидроэнергия, энергия ветра и биомасса. Основной прирост их использования придется на Западную Европу, где сильна государственная поддержка этого направления
Одним из перспективных способов решения экологических проблем энергетики считается переход к альтернативным источникам энергии. Смысловое значение слова «альтернатива» означает выбор одной из возможностей, исключающей использование других. Для энергетики это значит использование, вместо существующих, других источников выработки энергии. В настоящее время, как известно, в качестве основных источников выработки энергии используется углеводородное и ядерное топливо. Эти виды топлива считаются невозобновляемыми.
В качестве альтернативы имеется возможность использовать возобновляемые источники энергии (ветер, солнце, морские волны, геотермальные и др.). В настоящее время уже имеются энергетические установки, преобразующие энергию возобновляемых источников в электрическую. Однако, их доля в общем объеме производства электроэнергии незначительна. Вероятно, правильнее говорить не об альтернативном использовании возобновляемых источников энергии, а о совместном, когда это экономически выгодно. Например, электрификация отдаленных объектов от энергосистемы России требует больших финансовых и материальных затрат. Экономичнее оказывается использование автономных электроустановок небольшой мощности, преобразующих энергию ветра, воды или солнца. Энергия солнца. Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце. В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется солнечная энергия - гелиотехнические установки (различные типы солнечных теплиц, парников, опреснителей, водонагревателей, сушилок). Ведутся работы по созданию солнечных электростанций, по использованию солнечной энергии для отопления домов и т.д. Практическое применение находят солнечные полупроводниковые батареи, позволяющие непосредственно превращать солнечную энергию в электрическую. Ветер. У энергии ветра есть несколько существенных недостатков, которые затрудняют ее использование, но отнюдь не умаляют ее главного преимущества - экологической чистоты. Она сильно рассеяна в пространстве, поэтому необходимы ветроэнергоустановки, способные постоянно работать с высоким КПД. Ветер очень непредсказуем - часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Ветроэнергостанции не безвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями. В настоящее время разработаны ветроэнергоустановки, способные эффективно работать при самом слабом ветре. Чтобы компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные “ветряные фермы”. Ветряки при этом стоят рядами на обширном пространстве, потому что их нельзя ставить слишком тесно - иначе они будут загораживать друг друга. Энергия приливов и отливов. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могут дать человечеству примерно 70 млн. миллиардов киловатт-часов в год. Для сравнения: это примерно столько же энергии, сколько может дать использование в энергетических целях разведанных запасов каменного и бурого угля, вместе взятых. Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на Кольском полуострове. На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике: кто будет вкладывать миллиарды долларов в сооружение ПЭС, когда есть нефть, газ и уголь, продаваемые развивающимися странами за бесценок? В тоже время она обладает всеми необходимыми предпосылками, чтобы в будущем стать важнейшей составляющей мировой энергетики, такой, какой сегодня, к примеру, является природный газ. Энергия волн. Уже инженерно разработаны и экспериментально опробованы высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективно работать даже при слабом волнении или вообще при полном штиле.Некоторые типы ВЭС могут служить отличными волнорезами, защищая побережье от волн и экономя, таким образом, миллионы долларов на сооружение бетонных волнорезов. Геотермальная энергия. Подземное тепло планеты - довольно хорошо известный и уже применяемый источник “чистой” энергии. В России первая геоТЭС мощностью 5 МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. Геологи открыли, что раскаленные до 180-200оС массивы на глубине 4-6 км занимают большую часть территории нашей страны, а с температурой до 100-150С встречаются почти повсеместно.
Изучив представленную информацию, ответьте на вопросы теста: 1. Каков основной недостаток существующих солнечных электростанций? А. Необходим прямой солнечный свет. Б. Малый коэффициент полезного действия. В. Недолговечны солнечные батареи. 2. Зависит ли электроэнергия, вырабатываемая ветряной электростанцией, от силы ветра? А. Не зависит. Б. Зависит. 3. Геотермальные электростанции в электроэнергию преобразуют: А. Энергию тепла земли. Б. Тепловую энергию воды. В. Энергию Солнца. 4. Какой вид энергии преобразуют приливные электростанции? А. Энергию волн морских приливов. Б. Энергию волн морских отливов. В. Энергию волн морских приливов и отливов.
П роблемы, с которыми сталкивается в своём развитии современная электроэнергетика России: 1. Работа преимущественно ТЭС на исчерпаемом виде топлива; 2. Сокращение прирост мощностей; 3. Не производится замена, модернизация работающего оборудования; 4. Проблема загрязнения окружающей среды. В связи с эти, предложите перспективные пути решения проблем электроэнергетики России, основываясь как на общемировых тенденциях, так и на особенностях российской экономики:
Вопросы для самоконтроля: 1. Дайте определение электроэнергетика. Какие задачи решает электроэнергетика? 2. Какие основные типы электростанций существуют в России? 3. Какую долю выработки электроэнергии имеет каждый тип электростанций? 4. Что называется Единой энергетической системой России? 5. В чем преимущества ЕЭС? 6. Какие виды топлива используют ТЭС для выработки электроэнергии? 7. Как работают ГЭС? 8. Какую энергию используют нетрадиционные типы электростанций? Как работают геотермальные электростанции? 9. Какой принцип лежит в основе выработки электрического тока? 10. Назовите основные преимущества и недостатки ГЭС. 11. Назовите преимущества и недостатки ТЭС. 12. Где и почему целесообразно строить АЭС? 13. Какие альтернативные источники энергии вам известны? 14. Как вы думаете, какой вид топлива является главным энергоносителем в России и почему? 15. Чем отличается ТЭС от ТЭЦ? 16. Приведите пример возникновения ЧС экологического характера при аварии на электростанции. 17. Какой вид органического топлива меньше загрязняет при сгорании окружающую среду? 18. Как влияет на экологическое состояние окружающей среды строительство энергетических сооружений?
|
