Теплової енергії

Загальні відомості про джерела

Тема 1

Питання теми:

1 Загальна характеристика джерел теплової енергйї на Землі,

2 Характеристика відновлювальних джерел, перспективи використання,

3 Невідновлюювальні джерела теплової енергії,

4 Паливно-енергетичний комплекс України, перспективи розвитку.

Джерела енергії поділяються на невідновлювані та відновлювані. Невіднолювані джерела - це традиційне паливо (нафта, газ, вугілля та ін), ядерне пальне та внутрішня теплота Землі. Реалізація ядерної енергії можлива за допомогою реакції поділу важких ядер на легкі (на атомних станціях) і синтезу - перетворення легких ядер у важкі (на термоядерних станціях). Видобуток нафти, газу, вугілля швидко зростає, причому паливо стає все дорожче.

За останніми оцінками, Земля має у розпорядженні запаси нафти близько 200 млрд.т, з них розвіданих близько 110. З урахуванням прогнозованої динаміки споживання нафти її вистачить до 2120... 2130 рр.. В даний час в світі витрачається щорічно близько 3 млрд. т. нафти. Проте вже зараз третина її добувається з дня морів, а надалі цей дорогий спосіб буде переважаючим і ще більш дорогим.

Розташовувані запаси газу оцінюються в 250 трлн м3, з них розвіданих 80... 90, в той час як світове споживання знаходиться на рівні 2 трлн м3 на рік. Передбачається, що до 2040 р. видобуток газу подвоїться, але до 2150 різко скоротиться. Таким чином, газу вистачить на термін не менший, ніж для нафти, але вартість його видобутку і транспорту стане ще вище.

Перше місце в запасах органічного палива планети займає вугілля: тільки розвідані його родовища містять більше 1 трлн т. Видобуток вугілля збільшився до 9 млрд т. Уже більше 40% вугілля видобуватиметься у відкритих кар'єрах (що, втім, екологічно несприятливо) при порівняно невисокій собівартості видобутку, але якість цього вугілля в основному низьке. Низькосортне вугілля доцільно використовувати на місці для потреб регіону, виробництва електроенергії та технологічної переробки.

Таким чином, можна вважати, що нафти на Землі вистачить до першої чверті, а газу - до середини другого століття наступного тисячоліття. Вугілля вистачить на більш тривалий термін, проте в історичному аспекті і він миттєвий. Необхідно, звичайно, враховувати і інші види органічного палива: торф, горючі сланці, нафтові піски і ін Вони становлять суттєвий резерв і до того ж, як і низькоякісне вугілля, можуть служити сировиною для отримання рідкого палива, що замінює нафту. Але їх запаси невеликі.

Для ядерної енергетики кількість розвіданого на планеті вихідної сировини - урану-235 - дуже обмежено. Однак, освоєння відтворення ядерного пального в реакторах на швидких нейтронах збільшує енерговіддачу в 20... 30 разів і робить рентабельним використання дорогого урану. У цих реакторах нерозщеплюваних уран-238 перетворюється в розщеплюваний плутоній-239.

При здійсненні ядерної реакції синтезу її ККД в 7 разів вище, ніж ядерної реакції поділу, і джерела сировини практично невичерпні (1/6000 маси води Світового океану). Однак завдання управління реакцією синтезу для термоядерних станцій не вирішені.

Можливість використання внутрішньої теплоти Землі має локальне значення: утилізується лише теплота гарячих підземних вод.

Відновлювані джерела енергії - це випромінювання Сонця, рослинна біомаса, морські припливи, вітер і річки. Енергія рослинної біомаси, вітру та річок є результатом дії сонячної енергії. Всі поновлювані джерела енергії до теперішнього часу використовуються в малому ступені.

Сонце - невичерпне джерело, що випромінює на Землю енергію в кількості, що набагато перевищує потребу її населення навіть у самому віддаленому майбутньому. Способи отримання цієї енергії відомі.

Щорічний приріст зеленої біомаси на Землі становить 117 млрд т в сухому вигляді, що енергетично еквівалентно 40 млрд т нафти. Загальна ж кількість рослинної біомаси на планеті перевищує 1800 млрд т, що рівнозначно 640 млрд т нафти. Звичайно, в якості палива може розглядатися тільки частина щорічного приросту, яка може бути виділена для даної мети.

Енергія морських припливів значна, і будівництво приливних станцій перспективно, хоча воно складно, дорого і не виключає непередбачувані екологічні наслідки.

Енергія вітру менше, але все ж велика, заслуговує серйозної уваги, проте вона непостійна в часі, що ускладнює її використання.

Енергія річок порівняно помірна, значною мірою вже використовується, причому для рівнинних річок - з негативними результатами. Які ілюструють необхідність вкрай обачного ставлення до механізмів екології.

Очевидними перевагами гідростанцій є: безпаливне вироблення електроенергії, збільшення глибин річок, поява шляхів сполучення між морями, регулювання стоку води, поліпшення зрошення і ін Цим перевагам протистоять серйозні недоліки гігантських ГЕС: затоплення і засолення прилеглих до русла земель (рівень грунтових вод піднімається, оскільки волога випаровується з грунту, а солі накопичуються в ній), а також заболочування їх; втрата риби (греблі перегороджують хід риби на нерест); величезні витрати на гідротехнічні споруди і перенесення населених пунктів, промислових об'єктів; втрата сільськогосподарських угідь, які розміщувалися на заплавних землях; різке зменшення стоку води (збільшення площі випаровування та фільтрації); зміна клімату, флори і фауни; позбавлення прибережного населення унікальних місць відпочинку - пляжів та ін; розмив берегів із занесенням русел річок та ін

Паливно-енергетичний комплекс України (ПЕК)

ПЕК - складна міжгалузева система видобутку і виробництва палива й енергії, транспортування, розподілу і використання. До його складу входять паливна промисловість (нафтова, газова, вугільна, сланцева, торф'яна) та електроенергетика, яка тісно пов'язана з усіма галузями народного господарства.

Проблема забезпечення української економіки енергоносіями - одна з найболючіших. Газ, нафта, вугілля і навіть електроенергію доводиться імпортувати. Щорічно на це витрачається близько 8 млрд доларів, на що йде 2/3 всього товарного експорту. Дефіцит енергоносіїв тягне за собою шлейф тяжких наслідків: недобір врожаю, систематичне відключення населених пунктів від електропостачання і т.д.

Внутрішнє виробництво енергії, включаючи викопне паливо і первинну електроенергію (ядерну та гідравлічну), покривало в 1999 р близько 53% споживачів.

На даний момент ПЕК має в своєму розпорядженні один єдиний власний енергоносій, здатний повністю забезпечити потребу теплової енергетики в твердому паливі.

Але для цього слід щорічно видобувати не менше 100 млн т вугілля, а не 76900000 т, як видобувається сьогодні. Головна причина значного зменшення видобутку вугілля - знос основних фондів галузі. Відзначимо, що 98 шахт введені в експлуатацію в довоєнні роки, а 50 - на рубежі XIX - XX ст. 90% нині діючих вугледобувних підприємств працюють без реконструкції й істотної модернізації понад 30 років, в той час як оновлення в даній галузі повинно відбуватися максимум через кожні 15 років. До того ж донецьке вугілля залягає на великій глибині (в середньому 1000 м). Це найглибші і важкі розробки у світі, фахівці відносять їх до категорії «С». У всіх країнах планети підземна видобуток вугілля нерентабельна. Рентабельною є тільки відкрита (Австралія, Казахстан). Однак, потреби чорної металургії та електроенергетики не залишають нам вибору. До речі сказати, в Німеччині і США на вугіллі виробляють левову частку електроенергії.

У виробництві електроенергії також положення важке. Головні виробники її - теплоелектростанції страждають через надмірну вартості вітчизняного вугілля і не меншою дорожнечі газу. Витрати на виробництво електроенергії вища, ніж ціна продажу споживачам.

Відносно невисокі модулі стоку річок обмежують використання гідроресурсів. Частка ГЕС в загальному виробництві електроенергії становить лише 4%. Цю величину забезпечують переважно 8 найбільших станцій на Дніпрі. Створення міні-електростанцій на карпатських річках допомогло б вирішити проблеми електропостачання, запобігти руйнівні повені, налагодити надійне водопостачання населених пунктів в Західному регіоні і т.д.

Дата добавления: 2014-01-07