Альтернативні джерела енергії

Екологізація енергетики

Сучасний розвиток світової економіки невід’ємно пов’язаний зі зростанням темпів виробництва енергії. Це зумовлюється багатьма факторами: загальним збільшенням світового товаровиробництва, розвитком транспорту й телекомунікацій, розробкою віддалених родовищ корисних копалин, утилізацією відходів, ростом споживання енергії в побуті (опалення, освітлення, живлення побутової техніки*, технічним переозброєнням армій тощо. Тому темпи зростання виробництва енергії перевищують нині темпи зростання населення Землі. Зараз перед енергетикою стоїть багато проблем, і найгостріша – проблема її джерел. Наразі енергія отримується за рахунок вугілля – 26 %, нафти – 42 %, газу – 20 %, гідроенергії – 4 %, ядерної – 5 %, інших джерел – 3 %. Тобто близько 90 % енергії отримуємо за рахунок органічних видів палива – нафти, вугілля, газу.

Людству необхідно все більше й більше енергії, отримати яку за рахунок невідновлюваних джерел у недалекому майбутньому буде важко чи взагалі неможливо. Підраховано, що органічного палива вистачить на 100-150 років. Проте використання його супроводжується високим рівнем забруднення атмосфери Землі. Ядерна енергетика, яка на сьогодні має значно більше сировинних ресурсів, ніж органічне паливо, не може вважатися перспективним видом енергії через високий ризик радіоактивного забруднення навколишнього середовища. Тому у світі все більше звертають увагу на використання так званих альтернативних способів отримання енергії.

Альтернативні джерела енергії (від лат. alterno – чергую, змінюю* – збірне поняття, що охоплює відновлювані джерела енергії: енергію вітру, геотермальних джерел, сонця, морів і океанів (припливів і відпливів*, які екологічно чисті.

Енергію вітру використовували ще в древньому Єгипті, а на хуторах прадавньої України – у млинах і вітряках.

Світова вітроенергетика розвивається наразі досить бурхливими темпами. Зокрема, у 2007 році у світі введено в експлуатацію 19 696 МВт нових вітроенергетичних потуж­ностей. Таким чином, встановлена потужність світової вітроенергетики на кінець 2007 року склала 93 849 МВт. Лідери у використанні енергії вітру: Німеччина, США, Іспанія, Данія, Нідерланди, Італія. Данія до 2020 року планує довести частку використання енергії вітру в національному енергобалансі до 50 %, Німеччина – до 30 %, США – до 25 %. Для роботи вітрових двигунів швидкість вітру за рік не повинна падати в середньому нижче 4-5м/с, а ліп­ше, коли вона становить 6-8 м/с. Найсприятливіші зони для вико­ристання цього виду енергії – узбережжя морів і океанів, степи, тундри, гори. Єдиний негати­вний вплив від вітрових уста­новок – це низькочастотний шум (гудіння* працюючих вітряків і спорадична загибель птахів, що потрапляють у лопаті вітро­двигунів.

Наразі в Україні діє 522 вітроагрегата загальною потужністю 50 МВт. Україна одна з небагатьох країн у світі, де налагоджено серійне виробництво ліцензійних вітряних електроустанов USW 56-100 потужністю 100 кВт. В їх виробництві беруть участь 23 заводи колишнього військово-промислового комплексу, а зборку вітротурбін виконує Південний машинобудівний завод (Дніпропетровськ*. Перед­бачається, що до 2010 року Україна експортуватиме вітроустановок потужністю 600 кВт на 224 млн. грн.

Геотермальна енергетика – використання тепла земних надр. Це досить перспективний напрям енергозберігаючої технологічної політики, який дозволяє забезпечити значну економію традиційного палива, використовувати геотермальну енергію для опалення, водопостачання та кондиціювання повітря в житлових, громадських будівлях і спорудах у містах і сільській місцевості, а також технологічне використання глибинного тепла Землі в різних галузях промисловості та сільського господарства.

Один із перспективних напрямів розвитку геотер­мальної енергетики – створення комбінованих енерготехно­логічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях.

Україна має значні ресурси геотермальної енергії, загальний потенціал яких у програмі державної підтримки розвитку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики оцінюється величиною 438109 кВт·год за рік, що еквівалентно запасам палива обсягом 50106 т умовного палива. Геотермальні ресурси України – це передусім термальні води та тепло нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для використання в промислових масштабах можна віднести ресурси нагрітих підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами нафто-газових родовищ.

Сонячна енергія – це кінетична енергія випромінювання (в основному світла*, що утворюється в результаті реакцій у надрах Сонця. Підраховано, що загальна потужність енергії Сонця складає 1,7·10¹⁴ кВт – це в 500 разів більше, ніж потреби людства.

Однак сонячна енергія падає на всю поверхню Землі, не досягаючи особливої інтенсивності в певному місці. Тому її потрібно вловити на порівняно великій площі, скон­центрувати і перетворити в таку форму, яку можна використовувати для промислових, побутових і транспортних потреб. Крім того, треба вміти запасати сонячну енергію, щоб підтримувати енергопостачання і вночі, і в похмурі дні.

Наразі в Україні немає цільових програм державної підтримки розвитку геліоенергетики. Проте вже є окремі будинки, енергопостачання яких здійснюється винятково за рахунок енергії Сонця. Розробляється проект освітлення мосту імені Є.О. Патона за допомогою сонячної енергії.

У Німеччині прийнятий закон, за яким кожен громадянин має право одержати безвідсотковий кредит у банку для придбання сонячних батарей потужністю від 3 до 5 кВт. Уряд Німеччини заохочує жителів – власників сонячних батарей, які в денний час підключаються через інвертори в міську мережу та живлять її, одержуючи плату за 1 кВт·год – 0,50 євро. А вночі місто віддає своїм громадянам необхідну їм кількість електроенергії за ціною 0,1 євро за кВт·год.

Енергія океану може використовуватись у припливних електростанціях – ПЕС, хвильових – ХВЕС, електростанціях морських течій – ЕСМТ, в яких відбувається перетворення механічної форми енергії океану в електричну.

ПЕС діють у Франції, Канаді. Потужність припливів складає біля 1 млрд. кВт, що відповідає енергетичному по­тенціалу всіх річок Землі. Чергування припливів і відпливів проходить щодобово через 6 годин. Середня хвиля досягає висоти до 3 м і несе приблизно 90 кВт енергії на 1 м² узбережжя.

Термоядерний синтез – нове джерело енергії, дозволяє використовувати практично необмежені природні енер­гетичні ресурси. Це реакції протилежні тим, що проходять в ядерному реакторі. В реакції синтезу беруть участь ядра легких елементів – водню та його ізотопів: дейтерію та тритію (як на Сонці*. Легкі ядра, за високих температур і тиску, перетворюються у важчі, при цьому звільняється колосальна енергія.

Дата добавления: 2014-01-15