Альтернативні джерела енергії, перспективи їх розвитку в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Інститут природничих наук

Кафедра біології та екології

Реферат

Альтернативні джерела енергії, перспективи їх розвитку в Україні

Виконала:

студентка групи Ек-51

Варварук У.Я.

Івано-Франківськ 2012

Зміст

енергетика вітровий сонячний тепло

Вступ

1. Енергія Сонця. Перспективи сонячної енергетики

2. Енергія вітру. Перспективи вітрової енергетики в Україні

3. Енергія потоку води

4. Енергія приливів і відливів

5. Геотермальна енергія

6. Енергія біомаси

Висновки

Список використаної літератури



Вступ

Альтернативні джерела енергії -- відновлювані джерела енергії, до яких належать енергія сонячна, вітрова, геотермальна, енергія хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів, газу каналізаційно-очисних станцій, біогазів, та вторинні енергетичні ресурси, до яких належать доменний та коксівний гази, газ метан дегазації вугільних родовищ, перетворення скидного енергопотенціалу технологічних процесів.

Енергія - не тільки одне з найчастіше обговорюваних сьогодні понять; крім свого основного фізичного (а в ширшому сенсі - природничо-наукового) змісту, вона має численні економічні, технічні, політичні і інші аспекти.

Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива - урану, з якого можна отримувати в реакторах плутоній. Практично невичерпні запаси термоядерного палива - водню, проте керовані термоядерні реакції поки не освоєні і невідомо, коли вони будуть використані для промислового отримання енергії в чистому вигляді, тобто без участі в цьому процесі реакторів ділення. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії.

У рефераті розглянемо розвиток енергетики, як галузі народного господарства, еволюція джерел енергії, а також проблеми освоєння і використання нових ресурсів енергії (альтернативні джерела енергії). Мета - перш за все ознайомитися з сучасним положенням справ в цій незвичайно широкій проблематиці, аналіз нових шляхів отримання практично корисних форм енергії.

До нових форм первинної енергії в першу чергу відносяться: сонячна і геотермальна енергія, приливна, атомна, енергія вітру і енергія хвиль. На відміну від викопних палив ці форми енергії не обмежені геологічно накопиченими запасами (якщо атомну енергію розглядати разом з термоядерною). Це означає, що їх використання і споживання не веде до неминучого вичерпання запасів.

Розглянуті в рефераті нові схеми перетворення енергії можна об'єднати єдиним терміном “екоенергетика”, під яким маються на увазі будь-які методи отримання чистої енергії, що не викликають забруднення навколишнього середовища.

То чому ж майбутнє за альтернативними джерелами? По-перше, вони відновлювані, тому не існує загрози скінченності цих ресурсів. По-друге, відносно безпечні. Альтернативна енергетика часто називається «зеленою», оскільки розробники намагаються використовувати технології, які дозволяють скоротити на довкілля, а отже, на здоров'я людини. І, нарешті, альтернативні джерела енергії доступні, бо це енергія Сонця, вітру, потоку води, біомаси, Землі, хвиль тощо. Одним словом, усього, що нас оточувало завжди. Справа за малим - навчитися використовувати цю енергію, аби її вистачало для сучасних масштабів споживання. До речі, уже сьогодні 40% енергетичних потреб України можуть забезпечити відновлювані джерела - так вважають науковці.



1. Енергія Сонця. Перспективи сонячної енергетики

Енергію Сонця ми використовуємо вже давно - щодня протягом мільйонів років. Енергії, яка випромінюється Сонцем на Землю протягом однієї хвилини, вистачить для того, щоб забезпечити енергетичні потреби людства протягом цілого року. І якщо б ми могли «спіймати» хоча б соту частку цієї енергії, нам би не довелося шукати інших джерел.

Для отримання електроенергії із сонячної енергії використовуються фотовольтні системи (сонячні панелі). Вони складаються із сонячних модулів, про які відомо ще з 1950 років. І сьогодні кожен може побачити їх на калькуляторах. Сонячні модулі створюються з двох шарів напівпровідникових матеріалів. Вони поглинають сонячну енергію і перетворюють її на електроенергію. Електроенергія накопичується акумуляторами.

Якщо розмістити сонячні панелі на даху будинку (потрібно уникати тіні), ми забезпечимо себе постійним джерелом відновлюваної енергії і зможемо отримувати електроенергію навіть у хмарні дні.

Також енергію Сонця вже активно використовують для отримання тепла та обігріву житла за допомогою сонячних колекторів.

До речі, за даними досліджень Інституту відновлюваної енергетики НАНУ, середньорічна кількість сумарної сонячної радіації, що поступає на 1 м2 поверхні, на території України знаходиться в межах від 1070 кВт*год/кв.м у північній частині України до 1400 кВт*год/м2 і вище в АР Крим, а це означає, що потенціал сонячної енергії в Україні є достатньо високим для широкого впровадження (За Атласом енергетичного потенціалу).

Іще недавно на території України не було великих сонячних електростанцій, але сьогодні сумарна потужність працюючих сонячних панелей становить 67,55 МВт. У лютому 2011 року на повну потужність (7,5 МВт) запрацював найбільший сонячний парк в Україні. Він побудований на площі в 15 га і складається із 32600 модулів. Розміщений парк поблизу с. Родникове (в трьох кілометрах від Сімферополя), де потреба в сталому джерелі електроенергії досить нагальна.

Також у Криму будується одна з найбільших сонячних електростанцій у світі «Охотниково» потужністю 80 МВт, при її спорудженні використано 347800 модулів. Ця електростанція забезпечуватиме електроенергією приблизно 20 тис. Господарств.

Перспективи сонячної енергетики

За оцінками фахівців, загальний об'єм “сонячного” сектора енергетики в нашій країні складає близько 2 млрд. кВт-год електроенергії на рік. А ще є величезний потенціал розвитку даного напряму, починаючи від початкової сировини до готових систем. І можливості для розвитку ланцюжка по перетворенню сонячного випромінювання в електричну енергію, починаючи сировиною для виробництва кремнію і закінчуючи монтажем закінчених систем, в Україні також є. Такий підхід сьогодні спостерігається в стратегії розвитку ВАТ “Квазар”, яке замикає велику частину виробничого циклу від вирощування напівпровідникового матеріалу до інсталяції готових фотоелектричних систем електропостачання. Ще до отримання незалежності на території нашої країни діяли такі підприємства як Світловодський завод чистих металів, Запорізький титаномагнієвий комбінат. Мультикристалічний кремній вироблявся колись на Донецькій хіміко-металургійній фабриці (в теперішній час входить до складу Маріупольського металургійного комбінату імені Ілліча). Ще близько 20 років тому ці підприємства проводили левову частку кремнію в масштабах всього колишнього Радянського Союзу, а сьогодні переживають свої не самі кращі часи. У наші дні найбільш помітним гравцем на ринку виробництва “сонячного” кремнію є ЗАТ “Піллар”, що поставляє свою продукцію багатьом зарубіжним виробникам сонячних елементів, серед яких найбільша німецька компанія Q-Cells. Промислове виробництво сонячних елементів і сонячних батарей освоєне на київському заводі “Квазар”, науково-технічні напрацювання якого разом з можливістю розвернути величезні виробничі потужності за наявності достатньої кількості сировини дали б змогу Україні посісти гідне місце на світовому ринку постачальників компонентів для сонячних електростанцій.

МІНУСИ:

Робота сонячних панелей можлива лише в світловий день, тоді як основне енергоспоживання припадає на вечірні години. Окрім того, у хмарний день кількість виробленої електроенергії буде знижуватися.

Технологія дорога (вдвічі дорожча за виробництво електроенергії на ТЕС).

При виробництві сонячних модулів доводиться використовувати отруйні речовини, такі як свинець, кадмій, миш'як. І хоча кількість незначна, необхідно попереджати потрапляння цих речовин в довкілля.

2. Енергія вітру. Перспективи вітрової енергетики в Україні

Енергія вітру - це кінетична енергія переміщення повітряних мас із областей високого тиску в області низького тиску. Вітер існує тому, що Сонце прогріває Землю нерівномірно. Щойно підвищується температура в одних областях, холодніше повітря переміщується в той бік, аби вирівняти температуру на поверхні планети. Тому допоки Сонце світить, вітер буде здійматися, а люди зможуть використовувати його енергію у власних цілях.

Насправді енергія вітру використовується людьми із давніх-давен - згадайте вітрила чи вітряки - а сьогодні вона також розглядається як дешевий та екологічно чистий спосіб отримання електроенергії. Саме тому останні двадцять років поширюється розвиток вітрової енергетики. Для отримання електроенергії з кінетичної енергії повітряних мас використовуються вітрові турбіни (не плутати з млинами, які використовуються для молу зерна або накачування води). Вони можуть сягати висоти 20-поверхової будівлі, а на кінці конусоподібної споруди знаходяться три лопаті (довжиною до 60 метрів). Вітер обертає лопаті, які обертають вал, що приєднаний до генератора, який і виробляє електроенергію.

Зручно те, що можна встановити окрему вітрову турбіну, яка вироблятиме енергію для одного приватного будинку, або цілу вітрову станцію (їх іще називають фермами), яка обслуговуватиме мікрорайон.

До речі, попередниця сучасних вітроелектростанцій з горизонтальною віссю і потужністю 100 кВт булла споруджена 1931 року в Криму. Її вежа сягала 30 м у висоту. До 1941 року одинична потужність вітроелектростанцій досягала вже 1,25 МВт.

Якщо сьогодні використовувати вітровий потенціал України повністю, то можна забезпечити 20-30% усіх енергетичних потреб держави. Найперспективнішими з точки зору розвитку вітрової енергетики є причорноморська, приазовська і карпатьска території. Загальна потужність українських вітрових ферм, що працюють сьогодні, складає приблизно 100 МВт.

Так, наприклад, з 1997 року працює Новоазовська вітрова електростанція на узбережжі Азовського моря (Донецька область). Донедавна її потужність була 21,8МВт. І вже влітку 2011 року на території відбувся офіційний запуск нових 10 вітротурбін потужністю 32,5МВт. Планується побудова ще 33 вітрових генераторів.

Зберігання вітряної енергії

При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії в легковажну погоду і недолік її в періоди безвітря. Як же накопичувати і зберегти про запас енергію вітру? Простий спосіб полягає в тому, що вітряне колесо рухає насос, який накачує воду в розташований вище резервуар, а потім вода, стікаючи з нього, приводить в дію водяну турбіну і генератор постійного або змінного струму. Існують і інші способи і проекти: від звичайних, хоч і малопотужних акумуляторних батарей до розкручування гігантських маховиків або нагнітання стислого повітря в підземні печери і аж до виробництва водню як паливо. Особливо перспективним представляється останній спосіб. Електричний струм розкладає воду на кисень і водень. Водень можна зберігати в зрідженому вигляді і спалювати в топках теплових електростанцій у міру потреби.

Перспективи вітрової енергетики в Україні

За оцінками вчених Інституту електродинаміки й Інституту відновлюваної енергетики НАНУ, наша країна має значний потенціал в області відновлюваних джерел енергії, однак при цьому немає чіткої, спрямованої на їхній розвиток, державної політики. Ще у 1996 році Президент підписав Указ “Про будівництво вітрових електростанцій”. До нього розроблено й затверджено Кабміном “Комплексну програму будівництва вітрових електростанцій”. Зокрема, було передбачене збільшення оптового тарифу на електроенергію на 0,75%, з наступним спрямуванням цих коштів на будівництво вітрових електростанцій і виробництво сучасного вітроенергетичного обладнання. Основна частина вітроагрегатів, що використовуються на електростанціях, починає виробляти електроенергію при швидкості вітру 5 м/с. Саме такою є середньорічна швидкість вітру в Карпатському, Причорноморському, Приазовському, Донбаському, Західно-Кримському, Східно-Кримському регіонах країни. Сьогодні в Україні працює шість вітрових електростанцій: Аджигольська, Асканієвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська й Трускавецька ВЕС. Їхня загальна потужність, що генерується, становить трохи більше 70 МВт. Для порівняння варто відзначити, що це менше одного енергоблоку теплової електростанції. За оцінками вчених, теоретичний вітропотенціал території України становить 330 млн. МВт, що більш ніж у 6 000 разів перевищує загальну потужність, що генерується, нашої енергосистеми. Реальною перспективою для України є створення вітрових потужностей, які генеруються, в розмірі 16 000 МВт (в еквіваленті це 16 атомних енергоблоків). Слід зазначити, що у світі вітрова енергетика розвивається досить інтенсивно й у деяких країнах випереджає за показниками інші енергетичні галузі. Лідируючими країнами в освоєнні енергії вітру є США, Німеччина й Данія.

МІНУСИ

У різні пори року чи за різної погоди вітер може бути слабшим або сильнішим, а це впливає на ефективність роботи турбіни.

Вітрова турбіна не дешева, тому вигідно її встановлювати лише там, де вона працюватиме постійно - на відкритих вітряних ділянках.

Турбіни спричиняють певне естетичне та шумове забруднення.

Часом вирубують ліси, щоб прибрати перешкоду для руху вітру.

Птахи та кажани, що підлітають до лопатей, можуть загинути.

3. Енергія потоку води

Енергія потоку води - це енергія руху води внаслідок дії гравітаційної сили. Це те відновлюване джерело енергії, яке сьогодні використовується найчастіше, - на гідроелектростанціях. Однак до альтернативних джерел належить тільки так звана мала гідроенергетика. Різниця в тому, що не потрібно будувати дамби для того, щоб посилювати потік води, тому вплив на довкілля і розвиток популяцій риби незначний.

При цьому використовується система мікро-гідротурбін. Турбіни (діаметром від 10 см) складаються із ложковидних чаш, розміщених навколо центрального колеса. Потік води обертає колесо, яке обертає вал і виробляється електроенергія. Сильний потік води, який потрібний для роботи мікро-гідротурбіни досягається тим, що над турбіною встановлюється труба, крізь яку протікає вода. Чим більше довжина такої труби, тим сильнішим буде потік на виході.

Найчастіше сьогодні малі ГЕС будуються для того, щоб забезпечувати енергією промислові об'єкти, наприклад алюмінієві заводи. Однак існують приклади використання таких ГЕС для забезпечення електроенергією невеликих міст. Найбільш ефективно використовують малі ГЕС у віддалених місцях, куди важко прокладати лінії електропередач, а люди, які проживають недалеко від малих річок, можуть використовувати недороге і екологічно безпечне джерело енергії.

Потенціал малої гідроенергетики в Україні складає 1250 МВт, із яких використовується лише 92-137МВт. Багато проектів малої гідроенергетики - це реконструкція та реновація малих ГЕС, які були розповсюджені до 60-тих років в Україні. Сьогодні працює 82 малі ГЕС переважно в центральній та західній частиних України.

Теплова енергія океану

Відомо, що запаси енергії в Світовому океані колосальні, адже дві третини земної поверхні (361 млн. км2) займають моря і океани - акваторія Тихого океану складає 180 млн. км2. Атлантичного - 93 млн. км2, Індійського, - 75 млн. км².

Останні десятиліття характеризується певними успіхами у використанні теплової енергії океану. Так, створені установки міні-ОТЕС і ОТЕС-1 (ОТЕС - початкові букви англійських слів Осеаn Тhеrmal Energy Conversion, тобто перетворення теплової енергії океану - мова йде про перетворенні в електричну енергію). У серпні 1979 р. поблизу Гавайських островів почала працювати теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом трьох з половиною місяців показала її достатню надійність. При безперервній цілодобовій роботі не було зривів, якщо але вважати дрібних технічних неполадок, що зазвичай виникають при випробуваннях будь-яких нових установок. Її повна потужність складала в середньому 48,7 кВт, максимальна -53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка віддавала в зовнішню мережу на корисне навантаження, точніше - на зарядку акумуляторів. Решта потужності, що виробляється, витрачалася на власні потреби установки. До їх числа входять витрати анергії на роботу трьох насосів, втрати в двох теплообмінниках, турбіні і в генераторі електричної енергії.

Три насоси було потрібно з наступного розрахунку: один - для подачі теплою види з океану, другий - для підкачки холодної води з глибини близько 700м, третій - для перекачування вторинної робочої рідини усередині самої системи, тобто з конденсатора у випарник. Як вторинна робочий рідини застосовується аміак.

Вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати в зовнішнє навантаження корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби.

4. Енергія приливів і відливів

Століттями люди роздумували над причиною морських приливів і відливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище - ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. У морських просторах приливи чергуються з відливами теоретично через 6 год. 12 хв. 30 с. Якщо Місяць, Сонце і Земля знаходяться на одній прямій, Сонце своїм тяжінням підсилює дію Місяця, і тоді наступає сильний прилив. Коли ж Сонце стоїть під прямим кутом до відрізка Земля-Місяць (квадратура), наступає слабкий прилив (квадратура, або мала вода). Сильний і слабкий приливи чергуються через сім днів.

Проте дійсний хід приливу і відливу вельми складний. На нього впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер.

Найвищі і сильніші приливні хвилі виникають в дрібних і вузьких затоках або гирлах річок, що впадають в моря і океани. Приливна хвиля Індійського океану котиться проти перебігу Гангу на відстань 250 км. від його гирла. Приливна хвиля Атлантичного океану розповсюджується на 900 км. вгору по Амазонки. У закритих морях, наприклад Чорному або Середземному, виникають малі приливні хвилі заввишки 50-70 див. Максимально можлива потужність в одному циклі підливши - відливши, тобто від одного приливу до іншого, виражається рівнянням: де р - щільність води, g - прискорення сили тяжіння, S - площа приливного басейну, R - різниця рівнів при приливі.

Як видно з (формули, для використання приливної енергії найбільш відповідними можна рахувати такі місця на морському побережжі, де приливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дозволяють влаштувати великі замкнуті “басейни”. Потужність електростанцій в деяких місцях могла б скласти 2-20 Мвт. Енергія хвиль - це енергія руху води, який виникає під дією вітру. Над поверхнею води вітер дме майже постійно, і, отже, постійно створюються хвилі. Вони зберігають величезну енергію, яку ми можемо «ловити» безпосередньо на поверхні хвилі або з тиску коливань під її поверхнею.

В основі роботи хвильових енергетичних станцій лежить вплив хвиль на спеціальні поплавки, маятники, лопаті тощо. Механічна енергія руху хвиль за допомогою електрогенераторів перетворюється на електричну. На даний момент енергію хвиль використовують для енергозабезпечення автономних маяків або наукових приладів, окрім того, більші хвильові станції можуть використовуватися для захисту від хвиль морських бурових платформ або марикультурних господарств.

МІНУСИ:

На різних ділянках запас хвильової енергії коливається, а отже, цю енергію не завжди можна використовувати ефективно.

Виробництво такої електроенергії на сьогодні в 2-3 рази дорожче за виробництво електроенергії з традиційних джерел.

Енергія припливів та відпливів - результат руху води в океані чи морі. Двічі на добу рівень океану то піднімається, то знижується. Це відбувається, бо гравітаційні сили Місяця й Сонця притягують до себе маси води. Процес повторюється в один і той самий час.

Щоб використати енергію припливів, у затоках чи гирлах річок будуються дамби, в корпусах яких встановлені гідроагрегати. За дамбою створюється припливний басейн, який наповнюється течією, що проходить через турбіни. Під час відпливів потік води повертається назад у море.

На сьогодні використання енергії припливів та відпливів розвинене мало. Існує лише дві промислові електростанції (Франція та Канада) та одна експериментальна електростанція в Росії.

МІНУСИ:

Технологія дорога і розвинена мало.

Потенційно використовувати енергію припливів та відпливів можна буде лише в деяких країнах. Перша морська приливна електростанція потужністю 635 кВт була побудована в 1913 р. в бухті Ліверпуля.

Енергія хвиль - це енергія руху води, який виникає під дією вітру. Над поверхнею води вітер дме майже постійно, і, отже, постійно створюються хвилі. Вони зберігають величезну енергію, яку ми можемо «ловити» безпосередньо на поверхні хвилі або з тиску коливань під її поверхнею.

В основі роботи хвильових енергетичних станцій лежить вплив хвиль на спеціальні поплавки, маятники, лопаті тощо. Механічна енергія руху хвиль за допомогою електрогенераторів перетворюється на електричну. На даний момент енергію хвиль використовують для енергозабезпечення автономних маяків або наукових приладів, окрім того, більші хвильові станції можуть використовуватися для захисту від хвиль морських бурових платформ або марикультурних господарств.

МІНУСИ:

На різних ділянках запас хвильової енергії коливається, а отже, цю енергію не завжди можна використовувати ефективно.

Виробництво такої електроенергії на сьогодні в 2-3 рази дорожче за виробництво електроенергії з традиційних джерел.

Щоб використати енергію припливів, у затоках чи гирлах річок будуються дамби, в корпусах яких встановлені гідроагрегати. За дамбою створюється припливний басейн, який наповнюється течією, що проходить через турбіни. Під час відпливів потік води повертається назад у море.

Енергія морських течій

Невичерпні запаси кінетичної енергії морських течій, накопичені в океанах і морях, можна перетворювати на механічну і електричну енергію за допомогою турбін, занурених у воду (подібно до вітряних млинів, “занурених” в атмосферу).Найважливіша і найвідоміша морська течія - Гольфстрім.

В даний час у ряді країн, і в першу чергу в Англії, ведуться інтенсивні роботи по використанню енергії морських хвиль. Британські острови мають дуже довгу берегову лінію, до в багатьох місцях море залишається бурхливим протягом тривалого часу.

Один з проектів використання морських хвиль заснований на принципі водяного стовпа, що коливається. У гігантських “коробах” без дна і з отворами вгорі під впливом хвиль рівень води то піднімається, то опускається. Стовп води діє на зразок поршня: засмоктує повітря і нагнітає його в лопатки турбін. Головну трудність тут складає узгодження інерції робочих коліс турбін з кількістю повітря в коробах, так щоб за рахунок інерції зберігалася постійною швидкість обертання турбінних валів в широкому діапазоні умов на поверхні морить.

МІНУСИ

Побудова малих гідроелектростанцій можлива лише в місцях, де протікають ріки.

5. Геотермальна енергія

Геотермальна енергія - теплова енергія, зосереджена в надрах Землі. Це термальна енергія, яка зберігається в камінні та рідинах, що знаходяться під земною корою. Знайти цю енергію можна як неглибоко, так і в кількох кілометрах від поверхні планети.

На планеті є чимало місць, де геотермальна енергія просто б'є ключем з-під землі - в Ісландії 60% населення використовує геотермальне тепло з понад 700 свердловин для обігріву приміщень. Широко геотермальна енергія використовується також у Росії, Грузії і США.

У давнину доступне тепло з геотермальних джерел використовували, щоб зігрітися або приготувати їжу. Сьогодні люди розвивають технології, які дозволяють переробляти геотермальну енергію на електричну чи теплову. При цьому з'явилася можливість не обмежуватися кордонами тектонічних платформ.

Наприклад, для обігріву будинку взимку або для відведення тепла у порівняно холодну землю влітку необхідно лише встановити теплові насоси на глибині 3 метри. Для отримання геотермальної електроенергії у промислових масштабах викопують свердловини глибиною до 1,6 кілометрів. На цій глибині підземні води нагріваються, а пара чи дуже гаряча вода примушують турбіни, які приєднані до електрогенераторів, працювати.

Геотермальна енергія, на відміну від інших видів альтернативної енергії, величина постійна та доступна для використання 365 днів у році. При цьому не спалюється викопне паливо, а викиди двоокису вуглецю незначні або відсутні на геотермальних електростанціях (ГеоТЕС). Окрім того ГеоТЕС - це можливість заощадити, оскільки витрачається на 80% менше коштів, ніж при експлуатації традиційних ТЕС.

Використовувати тепло Землі в Україні можна переважно для теплозабезпечення. Сьогодні експлуатуються ГеоТЕС загальною потужністю 10,9 МВт. При використанні розвіданих сьогодні свердловин можна буде використовувати теплові установки для отримання приблизно 200 МВт теплової енергії. Найперспективніше використовувати геотермальну енергію у Карпатському регіоні (на глибині 4 км вода температурою 210?С), в Криму (на глибині приблизно 2 км температура може сягати від 50 до 70?С), а також у Дніпровсько-Донецькій западині (на глибині 3-4,5 км знаходять джерела, в яких температура води сягає168?С).

МІНУСИ:

З-під землі вивільняється сірководень - газ із запахом протухлих яєць.

Існує проблема зберігання геотермальних рідин, до складу яких входять токсичні матеріали. Також такі води мають дуже високу.

Місця підвищеної геотермальної активності можуть охолодитися з часом, тому експлуатація ГеоТЕС стає фінансово невигідною.

Енергія водню (Н+) - найпростішого елемента в таблиці Менделєєва. Атом водню складається з одного протона та одного електрона. Це газ без запаху і без кольору, який складає 75% маси усього Всесвіту. І хоча він - один із найпоширеніших і найдоступніших, водень не існує в чистому вигляді, а входить до складу інших сполук, наприклад води (Н20), метану (СН4) тощо.

Виявилося, що водень - це потужний енергетичний ресурс. Енергія, прихована в ньому, втричі перевищує потенціал природного газу. Для перетворення цієї енергії на електроенергію використовують паливні елементи, в яких водень сполучається з киснем і в результаті хімічної реакції ми отримуємо електроенергію й тепло. Субпродуктом цього процесу є вода, тобто негативні наслідки для довкілля відсутні.

Водень можна порівняти зі звичайною батарейкою, коли хімічна енергія перетворюється на електричну. Але, на відміну від батарейки, водень не втрачає свій заряд. Саме тому водень можна використовувати для зберігання енергії, отриманої із альтернативних джерел, таких як сонце і вітер.

Вчені розраховують вже у найближчому майбутньому використовувати водень для потреб звичайних споживачів.

МІНУСИ:

На сьогоднішні день досить дорого і добувати чистий водень, і будувати паливні елементи, що працюють на ньому.

У рідкому вигляді чистий водень важко зберігати, оскільки необхідно забезпечити високий тиск.

Водень - легкозаймистий, тому існує проблема його широкого використання сьогодні. Металеві труби будуть кришитися після вступання в хімічну реакцію із воднем, тому для налагодження його транспортування необхідно змінити інфраструктуру.

6. Енергія біомаси

Енергія біомаси - це трансформована природою енергія Сонця. У процесі фотосинтезу рослини і дерева поглинають сонячну енергії та перетворюють вуглекислий газ на карбогідрати (цукор, крохмаль і целюлозу), які і є біомасою.

Найбільш розповсюдженим вже тисячі років залишається добре відомий всім спосіб використання біомаси - спалювання сировини. Сьогодні від біомаси можна вже не лише зігрітися, але й отримати електроенергію, біопаливо чи органічні добрива. Зокрема електростанції, які працюють на вугіллі, можна переобладнати для використання біомаси.

Види біомаси, які найчастіше використовуються сьогодні - це несільськогосподарські рослини (так званий енергетичний врожай, але не їжа, оскільки ці рослини висаджені на сільськогосподарських полях у період відновлення), залишки сільськогосподарських культур (солома, гичка, полова, стебла кукурудзи тощо), деревина, отримана стійким способом (наприклад, в результаті необхідних розчисток), відмерлі рослини, а також чисті побутові та промислові органічні відходи (усе те, що потрапляє в смітничку з написом «органічні відходи»).

Підігрівання біомаси під тиском дозволяє виробляти біогаз, який після видалення вуглекислого газу можна використовувати в звичайних газових турбінах. , які працюють на природному газі.

А от при анаеробному бродінні мікроорганізми переробляють біомасу, в процесі чого виділяються метан і вуглекислий газ. Якщо цей процес проходить неконтрольовано на сміттєзвалищі, то гази може вибухати, або потрапляти в атмосферу і посилювати парниковий ефект. Але якщо процес підконтрольний, то зібраний газ можна використовувати замість природного - і ресурси природні зекономимо, і атмосферу не будемо забруднювати.

А іще з біомаси можна виготовляти біопальне - біоетанол (етиловий спирт) чи біодизель (олія). До речі, перший двигун внутрішнього згоряння працював саме на етиловому спирті, а перший дизель - на арахісовому маслі. Так що це, як кажуть, - добре забуте старе.

В Україні ми використовуємо менше аніж півпроцента енергії біомаси, хоча потенціал використання цієї енергії більш ніж у 10 разів вищий. Існуючі бойлерні, які працюють на викопному паливі, можна буде переобладнати для використання енергії біомаси. А враховуючи сільськогосподарську діяльність України, ми також можемо використовувати наш енергетичний урожай для виробництва біопального, попит на який зростає в світі.

МІНУСИ:

Біомаса менш енергоємна за вугілля чи газ.

Незважаючи на всі системи захисту, при спалюванні біомаси у повітря потрапляє СО2.

Під час спалювання побутових відходів у повітря потрапляє чимало токсичних речовин, що осідають в наших легенях.

В останні десятиліття постала важлива етична проблема: чи можна виробляти біопаливо з сировини, яка виросла на орних землях. Адже відомо, що більша половина людства не доїдає, бо не має достатньо орних земель.

Після усього прочитаного ви повинні спитати: якщо при спалюванні біомаси утворюється двоокис вуглецю, то яка від неї користь і чому вона вважається альтернативним та «зеленим» джерелом енергії? Все досить просто: при спалюванні біомаси в атмосферу виділяється кількість двоокису вуглецю, яку здатні переробити зелені рослини, які, в свою чергу, знову стають джерелом енергії. Тобто, здійснюється кругообіг вуглецю за короткий термін. А от вуглець, вивільнений при спалюванні вугілля, в шахти зможе повернутися за мільйони років (саме стільки часу потрібно на утворення вугілля з рослин).

Висновки

Використання альтернативних джерел енергії є важливим як в національному, так і міжнародному масштабі - з точки зору реакції на глобальні кліматичні зміни та покращення енергетичної безпеки в Європі. Енергетична стратегія України визначає такі перспективні напрямки розвитку альтернативних та відновлювальних джерел енергії: біоенергетика, видобуток та утилізація шахтного метану, використання вторинних енергетичних ресурсів, вітрової і сонячної енергії, теплової енергії довкілля, освоєння економічно доцільного гідропотенціалу малих річок України.

Для вироблення і втілення в життя національної стратегії розвитку альтернативної енергетики в Україні є все: сировина, досвід, технічні і технологічні напрацювання, підготовка відповідних кваліфікованих кадрів у системі вищої освіти. Справа залишається за наданням галузі ефективної державної підтримки, що дозволить привернути так необхідні енергетиці інвестиції. Потрібна програма, яка б на державному рівні координувала участь всіх зацікавлених сторін: окремих громадян, бізнес структури, урядові установи, наукові, промислові та громадські організації.

По аналогії з досвідом провідних держав особлива увага має бути приділена наступним питанням:

*пріоритетній державній підтримці проведенню науково-дослідних, дослідно-конструкторських робіт, технічних і маркетингових досліджень в галузі альтернативної енергетики;

*сприянню в доступі до пільгових кредитів, безвідсоткових позик та інших інструментів фінансового стимулювання галузі;

*навчанню і розповсюдженню інформації про наявний досвід інших країн у виконанні аналогічних програм;

*об'єднанню зусиль щодо розвитку галузі з іншими екологічними і соціальними програмами, а також підтримці програми на загальнодержавному рівні.

Ці та інші заходи, безумовно, будуть сприяти збереженню та розвитку відповідного вітчизняного академічного, університетського та галузевого науково-технологічного потенціалу, розширенню міжнародного співробітництва в галузі альтернативної енергетики, зміцненню міжнародного іміджу нашої держави, зменшенню залежності України від найбільших світових постачальників енергетичної сировини, підвищенню рівня її енергетичної безпеки.



Список використаної літератури

1. Бабієв Г.М., Дероган Д.В., Щокін А.Р. Перспективи впровадження нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії в Україні. // ЕЛЕКТРИЧНИЙ Журнал,- Запоріжжя: ВАТ "Гамма", 1998 № 1, - С. 63-64.

2. Дероган Д.В., Щокін А.Р. Перспективи використання енергії та палива в Україні з нетрадиційних та відновлюваних джерел.//Бюл. "Новітні технології в сфері нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії", Київ: АТ "Укренергозбереження", 1999.- № 2, - С. 30-38.

3. В. Володин, П. Хазановский “Энергия, век двадцать первый”.

4. Л.С. Юдасин “Энергетика: проблемы и надежды”.

5. http://remport.com.ua/sovety/27-elektro/10-alternativnye-istochniki-energii.

6. http://vindelektrik.uaprom.net.

Размещено на Allbest.ru

...