Запасы и ресурсы источников энергии

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ.

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ

НЕТРАДИЦИОННЫЕ

Законы стехиометрии

Моль

Масспектроскопия

Изотопы

разновидность атома (и ядра) какого-либо химического элемента, отличающаяся от других изотопов только количеством нейтронов в ядре. Название связано с тем, что все изотопы одного атома помещаются в одно и то же место (в одну клетку) таблицы Менделеева. Химические свойства атома зависят от строения электронной оболочки, которая, в свою очередь, определяется в основном зарядом ядра Z (то есть количеством протонов в нём), и почти не зависят от его массового числа A (то есть суммарного числа протонов Z и нейтронов N). Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, отличаясь лишь числом нейтронов. Обычно изотоп обозначается символом химического элемента, к которому он относится, с добавлением верхнего левого индекса, означающего массовое число (например, ¹²C, ²²²Rn). Можно также написать название элемента с добавлением через дефис массового числа (например, углерод-12, радон-222). Некоторые изотопы имеют традиционные собственные названия (например, дейтерий, актинон).

Пример изотопов: ¹⁶₈O, ¹⁷₈O, ¹⁸₈O — три стабильных изотопа кислорода.

Излучение гамма- лучей, при котором каждый атом излучает магнитное поле. Ионизированные атомы и ионы разделяются в магнитных и электрических полях в соотношении m /z.

единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится N_A частиц (молекул, атомов, ионов, или любых других тождественных структурных частиц). N_A это постоянное Авогадро, равное количеству атомов в 12 граммах нуклида углерода ¹²C. Таким образом, количество атомов в одном моле любого вещества постоянно и равно числу Авогадро N_A.

N_A = 6,02214179(30)·10²³.

1. Законы кратных отношений: 2 и 16 = 1 к 8

Весовые количества одного элемента к другому, относится как небольшие целые числа (Дальтон,1903 г)

2. Закон постоянства состава (групп): любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами. Это один из основных законов химии(Пруст)

(Курс лекций)

Орск

Появление тепловых машин дало толчок к использованию ископаемого топлива. В индустриальном обществе ископаемое углеводородное топливо стало преобладающим источником энергии. Все без исключения страны в стадии индустриализации традиционно используют ископаемое углеводородное топливо для привода тепловых машин и получения тепла в широком диапазоне температур.

Другие источники энергии, солнечное излучение, ветер (кинетическая энергия движущихся воздушных масс), биотопливо (поглощенная в процессе фотосинтеза солнечная энергия) в процессе индустриализации постепенно вытеснялись традиционными источниками энергии, и в этой связи получили название нетрадиционных источников энергии. Исключение составляет гидроэнергия, то есть, энергия рек. Гидроэнергия, вначале используемая для привода водяных мельниц, в индустриальную эпоху стала использоваться в гидроэлектростанциях для привода генераторов электроэнергии. Во многих странах (включая и Россию) гидроэлектростанции составляют достаточно большую часть электростанций, а гидроэнергия (возобновляемый формально нетрадиционный источник энергии) используется почти так же интенсивно, как и традиционные источники энергии.

Нетрадиционные виды энергии присущи возобновляемым источникам энергии, а традиционные – не возобновляемым источникам энергии. По этому признаку традиционными источниками энергии можно считать не возобновляемые ресурсы ископаемого углеводородного топлива, а нетрадиционными источниками энергии – возобновляемые, или восполняемые, источники энергии (ВИЭ).

В последнее время исследуются и частично применяются и неизвестные ранее такие ВИЭ, как приливы, океанические градиенты температур и океанические волны, геотермальные источники.

Для количественной оценки потенциала источника энергии пользуются понятиями ресурса и запаса.

Ресурсом источника энергии принято называть весь его объем, который принципиально возможно выделить и преобразовать в нужный вид энергии. Запас источника энергии – это тот его объем, который можно выделить и преобразовать в нужный вид энергии практически. Практическое выделение и преобразование определяется экономической целесообразностью, то есть этот процесс может быть прекращен, если он станет экономически не выгодным.

Запас[1] источника энергии оказывается меньше ресурса по экономическим причинам, которые, несомненно, могут изменяться в процессе технической эволюции, приводя к изменениям размеров запаса. Но в любом случае запас всегда будет меньше ресурса, так как появятся более предпочтительные условия для разработки альтернативных источников энергии.

Потребление энергоресурсов имеет смысл анализировать с момента их индустриального использования.

запасы сырой нефти, залегающей в осадочных породах, оцениваются в 180 - 290 млрд. тонн /8/. На рисунке 1.1 приведены статистические данные о мировой добыче и потреблении нефти с 1900 г. по 2005 г. и прогноз на будущее. На рисунке 1.2 приведены статистические данные о добыче и потреблении нефти (включая и экспорт) в России и прогноз на 2010 год.

Рисунок 1.1. Диаграмма мировой добычи

и потребления нефти

Рисунок 1.2. Диаграмма добычи и потребления

нефти в России

Как следует из диаграммы (рисунок 1.1), до настоящего времени уже потреблено 72 млрд. тонн, то есть более трети мировых запасов, и если сохранятся тенденции добычи и потребления нефти, она будет выкачена из недр Земли к 2040 году, а потреблена к 2080 году.

Аналогичная ситуация и при добыче газа. Это объясняется тем, что газ, в основном метан, обнаруживается совместно с месторождениями нефти в пропорции приблизительно 1300 м³ на 1 тонну сырой нефти /7/.

Намного лучше прогнозы по запасам угля. Его мировые запасы по многим оценкам составляют 7700 млрд. тонн (в том числе в России более 3000 млрд. тонн, при годовой добыче примерно 300 млн. тонн).

Мировые запасы гидроэнергии, то есть, та ее часть, использование которой оправдано экономически, составляют 10 млрд. тонн условного топлива в год, что примерно равно всему мировому энергопотреблению в настоящее время. Запасы гидроэнергии в России составляют около 1 млрд. тонн условного топлива, то есть, около 10% мировых запасов.

Дата добавления: 2014-01-06