Альтернативные источники энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Костромской государственный технологический университет»

Реферат

Тема: Альтернативные источники энергии

Кострома 2014



Оглавление

Введение

1. Традиционные источники энергии

1.1 Проблемы использования традиционного ископаемого топлива в энергетике

2. Альтернативные источники энергии

2.1 Солнечная энергия

2.2 Ветровая энергия

2.3 Геотермальная энергетика

2.4 Энергия приливов и отливов

2.5 Энергия волн

Вывод

Список литературы



Введение

В XXI веке в связи с загрязнением окружающей среды происходит нарушение теплового баланса атмосферы, что постепенно приводит к глобальным изменением климата. С каждым годом развивающаяся мировая экономика постиндустриальных стран требует наращивания энерговооруженности производства. Стремительные темпы развития промышленности привели к ухудшению экологической обстановки всего мира. Загрязнение атмосферного воздуха, кислотные дожди, разрушение озонового слоя и наконец, парниковый эффект, все это составляющие экологической катастрофы. Через 100 лет на нашей планете будет вырабатываться 1 % энергии, которую она получает от Солнца - 1.5 х 10 24 Дж в год - это очень опасный рубеж, который не следует переходить. Иначе начнётся таяние полярных льдов, катастрофически повысится уровень Мирового океана. В таком случае прибрежным городам и целым приморским странам придется покинуть территорию, и речь уже будет идти о спасении человеческих жизней.

Экологическая проблема входит в перечень глобальных проблем человечества. Термин «глобальные проблемы» появился в научной литературе в конце 60-х гг. ХХ в. Глобальные проблемы современности не являются чем-то новым для нынешнего этапа развития человечества, а представляют собой обострение и углубление в современных условиях существовавших ранее проблем в системе «человек-природа-общество».

С учетом наличного уровня общественного развития и особой остроты стоящих перед человечеством глобальных проблем делаются различные социальные прогнозы перспектив человечества:

-- Пессимистические прогнозы («экологический пессимизм») связаны с тем, что разрешить глобальные проблемы человечества нельзя, так как это потребует осуществления таких мер, которые реализовать практически невозможно. Неотвратимость экологической катастрофы, «конца истории», гибели человечества.

-- Умеренно оптимистические прогнозы («научно-технический оптимизм») обосновывают тем, что научно-технические открытия и технологические новации могут стать основой разрешения наиболее сложных проблем. Условием для этого является принятие мировым сообществом концепции «устойчивого развития», согласно которой научно-техническая и технологическая революции должны быть подчинены интересам выживания, сохранения природной среды существования человечества.

Тогда возникает вопрос: «Как можно избежать экологической катастрофы, и какие методы или технологии способны это сделать?». Рассматривая главные источники загрязнения окружающей среды -- продукты сгорания топлива, выбросы вредных веществ и выхлопные газы автомобилей, можно задуматься о том, как и на что можно заменить ныне используемые источники энергии. К примеру, вот данные статистики по выбросам в окружающую среду вредных веществ автомобилями: с выхлопными газами автомобилей в атмосферу попало 14,7 миллиона тонн оксида углерода, 3,4 миллиона тонн углеводородов, около одного миллиона тонн оксидов азота, более 5,5 тысячи тонн высокотоксичных соединений свинца. И это данные на далекий 1993 год и если учесть, что каждый год с конвейеров автомобильных заводов сходит свыше 40 миллионов машин, и темпы производства растут, то можно сказать, что уже через тридцать лет все крупные города мира увязнут в смоге. К этому еще необходимо добавить продукты сгорания топлива на тепловых электростанциях, затопление огромных территорий гидроэлектростанциями и постоянная опасность в районах АЭС. Но у этой проблемы есть и вторая сторона медали: все ныне используемые источники энергии являются исчерпаемыми ресурсами. То есть через столетие при таких темпах потребления угля, нефти и газа население Земли увязнет в энергетическом кризисе. Поэтому, стремительное истощение природных энергоносителей выводит задачу поиска принципиально новых способов получения энергии. На первый план и в ближайшей перспективе должна снижаться роли нефти, природного газа и угля.

Возможным выходом из сложившейся ситуации является применение и разработка альтернативных источников энергии, которые могли бы удовлетворять растущие потребности человека, не разрушая при этом окружающий его мир. Альтернативными (или возобновляемыми) источниками энергии называют источники энергии, позволяющие получать энергию без использования традиционного ископаемого топлива (нефти, угля и т.п.) Они представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

К новым формам альтернативных источников энергии, рассмотренным в данной работе в пер-вую очередь относятся: солнечная и геотермальная энергия, приливная, атомная, энергия ветра и энергия волн. В отличие от ископаемых топлив эти формы энергии не ограничены геологически накопленными запасами. Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.

Рассмотренные в работе новые методы преобразования энергии можно объединить единым термином «экоэнергетика», под которым подразумеваются любые методы по-лучения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды и вреда человечеству.

Целью работы является рассмотрение альтернативных источников энергии и их перспективы применения. Для этого были поставлены следующие задачи:

-классифицировать альтернативные источники энергии;

- изучить опыт использования возобновляемых источников энергии в разных странах;

- проанализировать перспективы массового использования альтернативных источников энергии в РФ.

В современной истории интерес к альтернативным источникам энергии возник более 30 лет тому назад, в связи с введением странами ОПЕК эмбарго на поставку нефти в 1970-х годах.

Нефтяной кризис 1973 года был первым и самым крупным энергетическим кризисом в современной истории. Именно тогда было положено начало серьезному финансированию разработок в сфере альтернативной энергетики.

Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии -- «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект и глобальное потепление. Причина поиска альтернативных источников энергии -- потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

энергия ископаемый альтернативный



1. Традиционные источники энергии

Открытие в древности огня и появившаяся возможность сжигания древесины впервые сделали доступным использование для человечества большого количества энергии. Позже (4000 - 3500 лет до н.э.), с появлением первых парусных судов и ветряных мельниц, а также с началом использования энергии воды в водяных мельницах и для систем ирригации, культурное развитие человечества ускорилось. В течение нескольких тысяч лет потребности человечества в энергии удовлетворялись только за счет возобновляемых источников энергии - Солнца, биомассы, гидроэнергии и энергии ветра. Так продолжалось до начала индустриальной революции и возникновения возможности преобразовывать тепловую энергию в механическую, увеличившей потребление энергии и ускорившей индустриальное развитие.

Индустриальная революция была революцией энергетической технологии, основанной на использовании ископаемого топлива. Процесс был постепенным: от использования местных угольных месторождений к эксплуатации нефти и месторождений природного газа в глобальном масштабе. Использование ядерной энергии началось около 50 лет тому назад.

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива (газ, нефть, уголь, древесин, уран и т.д.).Все эти виды топлива созданы в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются не возобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем.

Каменный уголь

Уголь обеспечивает около 35% вырабатываемой в мире энергии. Он стал применяться раньше других видов ископаемого топлива. Большая часть залежей угля образовалась в каменноугольный период (286-360 млн. лет назад).

Важнейшим элементом в составе каменного угля является углерод. Древнейшие и самые твердые породы угля антрациты содержат около 98% углерода, лигниты (возраст которых не превышает 1 млн. лет) лишь 30%.

Мировые запасы каменного угля огромны. По последним оценкам, промышленные запасы составляют около 910 млрд. тонн, а если сюда добавить залежи угля, разработка которых экономически невыгодна, то эта цифра возрастет примерно до 1800 млрд. тонн. При нынешних темпах потребления этих запасов хватит на 200 с лишним лет. Применение угля в современном мире многообразно. По данным Международного института угля, его доля, как первичного энергоносителя, в мировой энергетике составляет 25% (это второе место после нефти). В недрах России сосредоточена треть мировых ресурсов угля(173 млрд. т). Около 85% залежей каменного угля сосредоточены в Китае, бывшем Советском Союзе и США. Причем в США находится 30-35% его мировых запасов.

Нефть

Нефть обеспечивает около 40% вырабатываемой в мире энергии. Она образовалась много миллионов лет назад в результате разложения планктона крошечных морских животных и растений. Нефть и природный газ называют углеводородами, так как они состоят из двух элементов водорода и углерода. Нефть самый важный и наиболее удобный из современных видов топлива. Такие нефтепродукты, как бензин и дизельное топливо, используются для легковых и грузовых автомобилей и тепловозов. Это вещество широко применяется в промышленности, сельском хозяйстве, а также как важное сырье для производства красок, косметики, лекарств, красителей, удобрений, волокон, пластмасс и синтетического каучука. Многие жилые и промышленные здания обогреваются мазутными котлами. Запасы и добыча нефти измеряются в баррелях (1 баррель = 159 л).

В трех регионах мира на Ближнем Востоке, в Африке и Латинской Америке добыча нефти превышает ее потребление. Крупнейшими потребителями являются США, Канада, Япония и Европа.В 1990-е гг. суточный расход нефти в США и Канаде составлял около 13 млн. баррелей, а добыча примерно 8 млн. баррелей. Все европейские страны, включая бывший Советский Союз, потребляли еще 22 млн. баррелей в день. Мировая добыча нефти составляла около 61 млн. баррелей в сутки, из них 11 млн. баррелей добывали в бывшем СССР.

Такая разница между добычей и потреблением нефти чревата конфликтными политическими ситуациями. Когда в 1990 г. Ирак вторгся в Кувейт, угрожая при этом нефтяным месторождениям Саудовской Аравии, крупнейшие потребители нефти вмешались в конфликт, чтобы защитить свои собственные интересы, а также интересы Кувейта, Саудовской Аравии и других стран Персидского залива.

Природный газ

Природный газ -- смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ обеспечивает около 20% вырабатываемой в мире энергии. Он образовался так же, как и нефть, и обычно его добыча ведется параллельно с добычей нефти с одного и того же месторождения. Природный газ состоит в основном из метана. Считается, что мировые запасы природного газа примерно такие же, как и нефти, но измеряются они в других единицах кубических метрах, а не баррелях. Природный газ относится к полезным ископаемым.

Огромными запасами природного газа обладает Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада. Из других европейских стран стоит отметить Норвегию, но её запасы невелики. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения, а также Казахстан. На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 155 тыс. км. Газ обеспечивает выработку 50% электроэнергии в стране. В настоящее время 70%-75% газа используется на внутреннем рынке.

Там, где испытывается недостаток природного газа, используется искусственный газ. Основным сырьем для его получения служит каменный уголь, при обжиге которого образуется газ и кокс.

Атомная энергия

С момента создания атомной бомбы в 1945 г. большие надежды связывали с использованием атомных электростанций (АЭС) для обеспечения основной доли мировых потребностей в энергии. На начало 1990-х гг. 435 действующих АЭС вырабатывали около 1% производимой в мире энергии.

В ядерном реакторе тепло получают при расщеплении атома радиоактивного элемента, известного как уран-235. Выделяемое в ходе ядерной реакции тепло используется для производства пара, вращающего турбины для выработки электроэнергии.

Изотоп U-235 составляет лишь 0,7% всех запасов урана. Более 99% это уран-238. Запасы U-235, как и ископаемого топлива, не беспредельны. Однако с помощью так называемого реактора-размножителя из U-238 можно получать другой радиоактивный элемент плутоний-239. Если реакторы-размножители получат распространение, мировых запасов урана хватит на тысячи лет.

Атомная энергия имеет ряд преимуществ. Она обеспечивает экономный расход топлива: одна тонна U-235 дает больше энергии, чем 12 млн. баррелей нефти. Это чистый, не загрязняющий атмосферу вид энергии.

Но есть и недостатки. Строительство АЭС обходится дорого. При их эксплуатации образуются опасные радиоактивные отходы. А в результате ядерной аварии, подобной той, что произошла на Чернобыльской АЭС в Украине в 1986 г., могут быть заражены огромные территории, что вызовет серьезные заболевания и даже смерть людей. После чернобыльской катастрофы некоторые страны решили закрыть свои АЭС.

1.1 Проблемы использования традиционного ископаемого топлива в энергетике

Ископаемые виды топлива - это ценные естественные источники энергии, для создания которых потребовались миллионы лет и запасы которых в настоящее время близки к исчерпанию. Кроме того, эти виды топлива еще социально и экологически опасны.

Беспокойство обо всем этом было высказано еще 30 лет назад в, оказавшей огромное влияние, книге "Пределы роста" ("Limits to Growth") под руководством Денниса Медоуза.

Проблемы развития традиционных источников Энергии:

* Масштаб добычи и расходования энергоресурсов, металлов, воды и воздуха для производства необходимого человечеству количества энергии огромен, а запасы ресурсов стремительно сокращаются.

* Особенно остро стоит проблема быстрого исчерпания запасов органических природных энергоресурсов.

* Другая важная проблема современного индустриального общества - обеспечение сохранности природы, чистоты воды и воздуха.



2. Альтернативные источники энергии

Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии -- «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект и глобальное потепление. Причина поиска альтернативных источников энергии -- потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников альтернативной энергии

Тип источников	Преобразуют в энергию
Ветряные	Движение воздушных масс
Геотермальные	Тепло планеты
Солнечные	Электромагнитное излучение солнца
Гидроэнергетические	Движение воды в реках или морях
Биотопливные	Теплоту сгорания возобновляемого топлива

2.1 Солнечная энергия

Это наиболее чистый и неисчерпаемый источник энергии. От Солнца исходят тепло, свет и прочие виды излучения. Солнечное излучение содержит колоссальные запасы энергии и отвечает почти за все естественные процессы на нашей планете. Энергия солнца непосредственно почти не использовалась до недавнего времени, несмотря на ее изобилие. На протяжении миллиардов лет Солнце ежесекундно излучает огромную энергию. Около трети энергии солнечного излучения, попадающего на Землю, отражается ею и рассеивается в межпланетном пространстве. Много солнечной энергии идёт на нагревание земной атмосферы, океанов и суши. Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива.

В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется солнечная энергия - гелиотехнические установки (различные типы солнечных теплиц, парников, опреснителей, водонагревателей, сушилок). Солнечные лучи, собранные в фокусе вогнутого зеркала, плавят самые тугоплавкие металлы. 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. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия.

2.2 Ветровая энергия

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Новейшие исследования направлены преимущественно на получение электрической энергии из энергии ветра. По оценке Всемирной метеорологической организации ее запасы в мире составляют 170 трлн. кВт в год. Малые ветроэлектрические агрегаты предназначены для снабжения электроэнергией отдельных домов. Сегодня ветроэлектрические установки надежно снабжают током нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования.

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. Но, как мы увидим дальше эти недостатки можно уменьшить, а то и вовсе свести на нет.

В настоящее время разработаны ветроэнергоустановки, способные эффективно работать при самом слабом ветре. Шаг лопасти винта автоматически регулируется таким образом, чтобы постоянно обеспечивалось максимально возможное использование энергии ветра, а при слишком большой скорости ветра лопасть столь же автоматически переводится во флюгерное положение, так что авария исключается.

Разработаны и действуют так называемые циклонные электростанции мощностью до ста тысяч киловатт, где теплый воздух, поднимаясь в специальной 15-метровой башне и смешиваясь с циркулирующим воздушным потоком, создает искусственный “циклон”, который вращает турбину. Такие установки намного эффективнее и солнечных батарей и обычных ветряков.

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. Такие “фермы” есть в США, во Франции, в Англии, но они занимают много места; в Дании “ветряную ферму” разместили на прибрежном мелководье Северного моря, где она никому не мешает, и ветер устойчивее, чем на суше.

Положительный пример по использованию энергии ветра показали Нидерланды и Швеция, которая приняла решение на протяжении 90-х годов построить и разместить в наиболее удобных местах 54 тысячи высокоэффективных энергоустановок. В мире сейчас работает более 30 тысяч ветроустановок разной мощности. Германия получает от ветра 10% своей электроэнергии, а всей Западной Европе ветер дает 2500 МВт электроэнергии.

2.3 Геотермальная энергетика

Это направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. 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. В 1980 г. ее мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС действуют также в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Исландии (у озера Миватн), Новой Зеландии, Мексики и Японии. Столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников. Но потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше.

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. Кроме того, на нескольких миллионах квадратных километров располагаются горячие подземные реки и моря с глубиной залегания до 3.5 км и с температурой воды до 200С - естественно, под давлением, - так что, пробурив ствол, можно получить фонтан пара и горячей воды без всякой электротеплоцентрали.

Сегодня доля электроэнергии, получаемой в мире с помощью геотермальных ресурсов, оставляет всего 0,5%. Тепловые мощности геотермальной энергетики составляют порядка 50% всей мировой энергетики.

2.4 Энергия приливов и отливов

Несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и отливы. 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; вся экономика США 1977 г. базировалась на производстве 200 млрд. киловатт-часов, вся экономика СССР того же года - на 1150 млрд., хрущевский “коммунизм” к 1980 г. должен был быть построен на 3000 млрд. киловатт-часов. Образно говоря, одни только приливы могли бы обеспечить процветание на Земле тридцати тысяч современных “Америк” при максимально эффективном использовании приливов и отливов, но до этого пока далеко. Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на Кольском полуострове. Продумана даже стратегия оптимальной эксплуатации приливной электростанции (ПЭС): накапливать воду в водохранилище за плотиной во время приливов и расходовать ее на производство электроэнергии, когда наступает “пик потребления” в единых энергосистемах, ослабляя тем самым нагрузку на другие электростанции.

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.

Для сооружения ПЭС даже в наиболее благоприятных для этого точках морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1-2 до 10-16 метров, потребуются десятилетия, или даже столетия. И все же процент за процентом в мировой энергобаланс ПЭС могут и должны начать давать уже на протяжении этого столетия.

Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г. во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда приливов составляет 8.4 м. Открывая станцию, президент Франции Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2.5 раза превосходит расходы на возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной ГЭС оказался экономически оправданным.

2.5 Энергия волн

Энергия волн океана -- энергия, переносимая волнами на поверхности океана. Может использоваться для совершения полезной работы -- генерации электроэнергии, опреснения воды и перекачки воды в резервуары. Уже 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.

Под руководством директора Лаборатории энергетики воды и ветра Северо-Восточного университета в Бостоне был разработан проект первой в мире океанской электростанции. Она будет сооружена во Флоринском проливе, где берет начало Гольфстрим. На его выходе из Мексиканского залива мощность водяного потока составляет 25 млн. м³ в секунду, что в 20 раз превышает суммарный расход воды во всех реках земного шара! По подсчетам специалистов средства, вложенные в проект, окупятся в течение пяти лет.

В этой уникальной электростанции для получения тока мощностью 38 кВт будет использоваться турбина Горлова. Эта геликоидная турбина имеет три спиральные лопасти и под действием потока воды вращается в 2-3 раза быстрее скорости течения. В отличие от многотонных металлических турбин, применяемых на речных гидроэлектростанциях, размеры изготовленной из пластика турбины Горлова невелики (диаметр 50 см, длина 84 см), масса ее всего 35 кг. Эластичное покрытие поверхности лопастей уменьшает трение о воду и исключает налипание морских водорослей и моллюсков. Коэффициент полезного действия турбины Горлова в три раза выше, чем у обычных турбин.

Распространение альтернативных источников энергии:

• В мае 2009 года 13 % электроэнергии в США были произведены из возобновляемых источников энергии. 9,4 % электроэнергии было выработано на гидроэлектростанциях, около 1,8 % были получены из энергии ветра, 1,3 % из биомассы, 0,4 % из геотермальных источников и 0,3 % от энергии солнца.

• В Австралии в 2009 году 8 % электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

• В Германии на крышах 2250 домов были установлены фотоэлектрические установки.

Страны лидеры по использованию альтернативных источников энергии:

Странами-лидерами в развитии производства энергии из нетрадиционных источников являются Исландия (около 25% , в основном используется энергия геотермальных источников), Дания (20,6%, основной источник - энергия ветра), Португалия (18%, основные источники - энергия волн, солнца и ветра), Испания (17,7%, основной источник - солнечная энергия) и Новая Зеландия (15,1%, в основном используется энергия геотермальных источников и ветра). В 2010 году инвестировали в развитие альтернативной энергетики такие страны как Ватикан, Китай и Индия. В Ватикане в 2010 году было завершено строительство самой большой в Европе солнечной электростанции, которая позволит стране практически полностью отказаться от использования других источников энергии. В то же время Китайское правительство продолжает активно финансировать проекты развития альтернативной энергетики. В 2010 году Китай встал на второе место в мире после США по объёму произведённой энергии с использованием силы ветра, обогнав Германию.

На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1 % мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах -- Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае. Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах. В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25% энергии из ветра в качестве топлива.

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике. По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП (валовой внутренний продукт).

Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд. в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд. Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд. в ветроэнергетику, $33,5 млрд. в солнечную энергетику и $16,9 млрд. в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд., страны Америки -- $30 млрд., Китай-- $15,6 млрд., Индия-- $4,1 млрд.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

1. Глобально-экологический:

пагубное влияние на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий;

2. Политический:

страна, которая освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

3. Экономический:

переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности;

4. Социальный:

численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды;

5. Эволюционно-исторический:

традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.



Вывод

На сегодняшний день остро стоит вопрос не только истощения минеральных ресурсов, сколько угрожающая экологическая обстановка. Речь идет о поиске альтернативных источников энергии, которые являлись безопасными для жизни и здоровья человека, но и при этом были неисчерпаемыми. Поиски решения этой задачи являются на сегодняшний день очень актуальными. Разработки в этой области далеко продвинулись вперед, применение альтернативных источников энергии в различных странах с каждым годом увеличиваются. Их потенциал огромен. Безусловно, мир еще не в состоянии полного перехода от традиционных источников энергии к альтернативным, но согласно следующему высказыванию: «Нет простых решений, есть только разумный выбор». Люди начинают понимать, что природные богатства не безграничны. Следует уже сегодня думать о том, в каком мире мы и наши дети будем жить завтра.

Таким образом, альтернативные источники энергии обладают большими перспективами и уже сейчас можно сказать, что здоровое и благополучное будущее человечества за ними.



Список литературы

Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 344 с.

Голицын М.В., Голицын А.М. Альтернативные энергоносители. М.: Наука, 2004. -159с

Вершинский Н. В. Энергия океана. - М.: Наука, 1986. - 152 с.

Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. - М.: Знание, 1990. - 128 с.

Интернет версия журнала «Наука и жизнь», Четвертое издание 2013 г.

http://alternativenergy.ru

http://ru.wikipedia.org

http://www.po4emu.ru/drugoe/history/index/raznoe/stat_raznoe/13.htm

http://www.energy2020.ru/alternative_sources/news1482.php

http://itw66.ru/blog/alternative_energy/204.html

http://www.cleandex.ru/articles/2011/01/17/results_of_development_of_alternative_energy_in_the_world_and_in_russia_in_2010

Размещено на Allbest.ru

...