Значение энергетики заключается в том, что энергия является движущей силой для всех машин и механизмов, используется в ряде технологических процессов и быту. От уровня развития энергетики зависит уровень развития экономики страны в целом. По этой причине в большинстве стран даже при экономических кризисах и падениях темпов роста производства, темпы роста энергетики, как правило, снижаются крайне незначительно.

Энергетика в целом характеризуется балансом

энергоресурсов и энергобалансом. Под балансом энергоресурсов 18

понимают соотношение между энергоносителями, т. е. энергетическими ресурсами. В настоящее время в мире важнейшим видом энергоресурсов является каменный уголь, запасы которого, по меньшей мере, в 1000 раз превосходят запасы нефти. Энергобаланс, или топливно-энергетический баланс, представляет собой соотношение между исполь¬зуемыми видами топлива. Существует явное несоответствие между балансом энергоресурсов и энергобалансом, так как в высокоразвитых странах в качестве главных используемых видов топлива выступают нефть и газ.

15.География энергетики мира.

Особенности размещения топливно-энергетическая промышленности:

1) нефтяная: большая часть ресурсов нефти приходится на развивающиеся страны (более 4/5 запасов и около 1/2 добычи мира).

Ведущее место по добыче нефти занимают: Россия, США, Саудовская Аравия, Мексика, Китай, Ирак, Иран, ОАЭ и др.

Основные экспортёры нефти: страны Персидского залива (ОАЭ, Саудовская Аравия, Иран, Ирак), Карибский район (Венесуэла), Северная и Западная Африка (Тунис, Камерун), Россия.

Основные районы ввоза нефти: США, Западная и Восточная Европа, Япония.

В результате образовался огромный территориальный разрыв между основными районами добычи нефти и районами её потребления.

2) газовая:

Ведущее место по добыче занимают: Россия, США, Канада, Нидерланды, Саудовская Аравия, Алжир, Индонезия, Великобритания.

Основные экспортёры газа: Россия, Канада, Алжир, Иран, Индонезия.

Основные импортёры газа: США, Западная и Восточная Европа, Япония.

3) угольная:

По добыче угля лидируют: Китай, США, Россия, Великобритания, Австралия, Польша (в основном - в экономически развитых странах).

Основные экспортёры совпадают с основными районами добычи.

Основные импортёры: Европа и Япония.

4) электроэнергетика:

В структуре производства электрической энергии преобладают ТЭС (63 % всей выработки), затем ГЭС (20 %) и АЭС (17 %).

Большое количество ТЭС находится в России, США, Великобритании, Польше.

Обычно ТЭС тяготеют либо к угольным бассейнам, либо к районам потребления энергии.

ГЭС - в России, Канаде, США, Норвегии и др. Размещены в основном в развитых странах, но большая перспектива - у развивающихся.

АЭС - в США, Франции, Японии, ФРГ, России (в большинстве - в экономически развитых странах).

Использование альтернативных источников энергии:

Гелиостанции: в США, Франции;

Геотермальные: в США, Италии, на Филиппинах;

Приливные: во Франции, Канаде, России, КНР;

Ветровые: в США, Дании.

Страны, выделяющиеся преобладающим количеством производимой электроэнергии: США, Россия, Япония, ФРГ, Канада.

Топливно-энергетическая промышленность и окружающая среда:

1) нарушение почвенного покрова при добыче полезных ископаемых;

2) загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами;

3) выбросы вредных веществ тепловой энергетикой в окружающую среду, что изменяет газовый состав атмосферы, повышает температуру вод;

4) при строительстве ГЭС изменяется микроклимат территории, затопляются под водохранилища земли и т.п.;

5) АЭС вызывают проблемы захоронения радиоактивных отходов и глобальные масштабы загрязнения при авариях на них (Чернобыль).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http : www . allbest . ru /

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева

Кафедра: Физической и экономической географии

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему : Современная география альтернативной энергетики Казахстана

Выполнила: Исбулатова А.Д.

АСТАНА 2012 г

Список сокращений

Глосарий

Введение

1. Современные тенденции и перспективы развития мировой энергетики

1.1 Мировое производство, потребление электроэнергии и география распределения основных энергоносителей по регионам мира

1.2 Современная география использования альтернативных источников энергии в мире

1.3 Современные методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире

2. Современное состояние, тенденции и перспективы развития электроэнергетики Казахстана

2.1 Анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана

2.2 Электроэнергетический рынок Республики Казахстан

3. Развитие и использование альтернативных источников электрической энергии в Казахстане

3.1 Современные тенденции и перспективы развития ветроэнергетики в Казахстане

3.2 Экономические выгоды и социальные выгоды от развития ветровой энергии в Казахстане

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Список сокращений

МЧР - Механизм чистого развития

СНГ - Содружество независимых государств

КС - Конференция сторон (РКИК ООН)

ЗО - Заключительная оценка

ГЕФ - Глобальный экологический фонд

ГВт - Гигаватт - еденица мощности, равная 1 000 000 000 ватт

ГВтч - Гигаватт в час - еденица энергии, равная 1 000 000 000 ватт часов

КЭА - Казахстанская электроэнергетическая система

КЕГОК - Казахстанская компания по управлению электрическими сетями

КОРЭМ - Казахстанский оператор рынка электроэнергии и мощности

МЕМР - Министерство энергии и минеральных ресурсов

МИНТ - Министерство индустрии и новых технологий

СОС - Среднесрочная оценка

МВт - Мегаватт - единица мощности, равная 1000 000 ватт

МВтч - Мегаватт в час - единица энергии, равная 1000 000 ватт часов

НПДООС - Национальный план действий по охране окружающей среды в Казахстане

ГРП - Группа реализации проекта

ОПЕК - Организация стран - экспортеров нефти

ПРООН - Программа развития Организации Объединенных Наций

ЮНЕП - Программа по окружающей среде Организации Объединенных Наций

РЭК - Региональная электросетевая компания

ТВтч - Тераватт в час - единица энергии, равная 1 000 000 000 000 ватт часов

СЗЭ - Соглашение и закупке энергии

Г лосарий

Национальная электроэнергетическая система (НЭС), представленная АО "Казахстанская компания по управлению электрическими сетями" (KEGOC). Она сформирована на базе системообразующих (межгосударственных и межрегиональных) электрических сетей 220-500-1150 кВ.

Региональные электросетевые компании (РЭК), содержащие распределительные сети 110 кВ и ниже и выполняющие функции по передаче электрической энергии на региональном уровне.

Производители электроэнергии - независимые или интегрированные с крупными промышленными объектами электростанции.

Концепция дальнейшего развития рыночных отношений в электроэнергетике Республики Казахстан . Она прежде всего направлена на закрепление и развитие принципа разделения между участниками энергетического рынка следующих функций:· производство электрической энергии; передача и распределение электрической энергии; поставка (сбыт) электрической энергии конечным потребителям. Концепция предусматривает четкое разграничение двух уровней энергетической системы Казахстана: оптового и розничного рынка электроэнергии.

Децентрализованный рынок. Здесь участники оптового рынка (покупатели и продавцы электроэнергии) заключают между собой прямые двусторонние договоры купли-продажи. Для участия на оптовом рынке энергетическая

компания или потребитель должны соответствовать определенным критериям. В частности, поставлять/потреблять не менее 1 МВт среднесуточной мощности электрической энергии.

Централизованный рынок представляет собой своего рода биржу, на которой участники продают и покупают электроэнергию. Основным предметом торгов на этом рынке являются договоры на поставку "за день вперед" (спот-рынок), а также средне- и долгосрочные контракты на поставку энергии (форвардные контракты). На момент принятия Концепции объемы спот-торгов занимали только 1% от общего количества заключаемых контрактов. Все остальное - прямые двусторонние договоры купли-продажи.

Балансирующий рынок электроэнергии в режиме "реального времени" выполняет функции по физическому урегулированию возникающих дисбалансов между договорными и фактическими величинами перетоков электроэнергии. Системный оператор (KEGOC) устраняет возникающие дисбалансы за счет использования резервных мощностей. Для этого государственными органами и KEGOC будут определены конкретные электростанции, на которых размещаются резервы мощности. Участник рынка, допустивший превышение договорного объема потребления или снижение выработки электроэнергии, должен оплатить услуги системного оператора по урегулированию возникающих дисбалансов.

Рынок системных и вспомогательных услуг. Основным продавцом/покупателем на этом рынке выступает системный оператор - KEGOC. В качестве продавца он оказывает всем участникам оптового рынка услуги, аналогичные услугам региональных электросетевых компаний на розничном рынке. К ним относится передача электрической энергии по сетям Национальной энергетической системы (220-500-1150 кВ);техническая диспетчеризация отпуска в сеть и потребления электрической энергии; регулирование мощности в процессе передачи электрической энергии и диспетчеризации. Все вышеуказанные услуги отнесены законодательством Казахстана к сфере естественной монополии.

Розничный рынок электрической энергии более четко принцип разделения функций прослеживается в новой структуре розничного рынка электроэнергетики, организационную структуру которого составляют три группы экономически независимых субъектов.

Энергопроизводящие компании . В настоящий момент производство электрической энергии исключено из перечня видов деятельности, относящихся к сфере естественной монополии. В результате энергопроизводители приравнены к обычным производственным компаниям, основная цель которых - эффективная продажа выпускаемой продукции (в данном случае - электрической энергии). Свободная конкуренция и отсутствие жесткого антимонопольного контроля должны в перспективе стать стимулом для развития энергопроизводящей промышленности, повышения эффективности работы электростанций и внедрения новых технологий производства.

Региональная электросетевая компания (РЭК ) занимает особое место в системе розничного рынка, поскольку из всех его субъектов именно деятельность РЭКов в наибольшей степени подвержена государственному регулированию. электроэнергетика альтернативный ветроэнергетика

Энергоснабжающие компании . Сегодня, по данным Минэнерго, более 500 компаний имеют лицензии на осуществление деятельности по энергоснабжению. Показательно, что технологические требования к энергоснабжающим компаниям значительно отличаются от требований к энергопроизводящим компаниям или РЭКам, что в значительной степени облегчают их создание. Так, например, для деятельности энергопроизводящей компании необходимо наличие генерирующей установки по производству электроэнергии (электростанции), а для РЭКа - системы линий электропередач различной мощности и понижающих подстанций.

Введение

Актуальность темы исследования

Ушедший в прошлое ХХ век - век нефти и газа. Добыча и потребление этих ресурсов, пришедших в начале века на смену дереву и углю, растет с каждым годом. Нефть играет ключевую роль в развитии человеческой цивилизации. Она позволила человечеству значительно быстрее передвигаться по миру - ездить, летать, плавать, используя двигатели внутреннего сгорания, обогреваться, развивать аграрный комплекс, увеличивать продолжительность и качество жизни человека.

Мировые разведанные запасы нефти сконцентрированы на Ближнем Востоке. Пять ближневосточных стран обладают почти 2/3 глобальных запасов: Саудовская Аравия (25%), Ирак (11%), ОАЭ (9%), Кувейт (9%) и Иран (9%). Вне Ближнего Востока самые большие запасы имеют Венесуэла (7%) и Россия - почти 5% глобальных запасов нефти.

Огромное значение нефть оказывала и оказывает на уровень о развития Казахстана: на благосостояние людей; на обороноспособность страны, на внутреннюю и внешнюю политику, она является одной из основ российской экономики, важнейшим источником экспортных поступлений страны.

Но запасы нефти, природного газа, угля иссякают, и сейчас перед человечеством, стоит самый актуальный вопрос, что делать, когда они закончится? Если ученые не найдут альтернативы традиционным источникам энергии, то планета окажется на грани катастрофы. Но задолго до того, как запасы нефти,газа,угля подойдут к концу (по самым оптимистическим прогнозам нефть иссякнет через 30-40 лет), она настолько подорожает, что её использование на такие цели как передвижение по воздуху, земле и воде на традиционном транспорте, будет исключено.

Поэтому сейчас важной задачей для нашей страны является обеспечение её энергетической безопасности. Эту задачу можно, в частности, решить путем разработки мер по энергосбережению и по освоению альтернативных источников энергии. Для этого у Казахстана есть почти все возможности: и необходимые финансы, поступающие в бюджет от продажи нефти, газа, угля и лучшие в мире ученые, и опробованные на практике революционные технологии. К сожалению, эти технологии, до сих пор не получили массового распространения.

Исходя из этого в нашей дипломной работе рассматривается современное состояние и тенденции мировой энергетики, топливно-энергетического комплекса, производство электроэнергии и развитие Казахстанской энергетики, современное состояние и перспективы развития ветроэнергетики Казахстана.

Цель исследования : Характеристика географии объектов альтернативной энергетики Казахстана на примере развития Казахстанского рынка ветроэнергии.

Исходя из цели исследования, нами рассмотрены решение следующих задач : характеристика современной географии использования альтернативных источников энергии в мире и методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире; анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана и современное состояние электроэнергетического рынка Республики Казахстан; выявление современных тенденций, перспектив развития ветроэнергетики в Казахстане и определение системы экономических, социальных выгод от развития ветроэнергетики в Казахстане.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается:

В научно обоснованной характеристике современных тенденций мирового производства, потребления электроэнергии, описании географии распределения основных энергоносителей по регионам мира. Содержательная характеристика основных видов альтернативных источников энергии и методов генерации электроэнергии и энергии ветра в мировом производстве электроэнергии; - в научном анализе существующего положения и выявлении перспективных тенденций развития электроэнергетики Казахстана. Характеристике современного состояние электроэнергетического рынка Республики Казахстан в свете реализации Национальной энергетической программы; - в выявлении, характеристике современных тенденций, перспектив развития ветроэнергетики в Казахстане и определении системы экономических, социальных выгод от развития ветроэнергетики в Казахстане в перспективе в свете реализации проекта «Казахстан-инициатива развития рынка ветроэнергии».

Во введении обосновывается актуальность темы, определены цель, задачи и дана краткая характеристика основных разделов представленной дипломной работы.

В первой главе «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ» дана характеристика основным направлениям мирового производства и потребление электроэнергии. Выявлена современная география распределения основных энергоносителей по регионам мира обоснованная статистическими показателями. Дана научно-обоснованная характеристика современной география использования альтернативных источников энергии в исторический сложившихся регионах и странах мира обладающих ветровыми ресурсами как Дания, Германия, Испания, США, Китай и Индиия Описаны современные методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире.

Во второй главе «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКРОЭНЕРГЕТИКИ КАЗАХСТАНА» дан анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана и определены современные тенденции развития и расширения электроэнергетического рынка Республики Казахстан в свете реализации Национальной программы развития ветроэнергетики до 2015г. с перспективой до 2030 года.

В третьей главе «РАЗВИТИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КАЗАХСТАНЕ» дана характеристика современным тенденциям и перспективам развития ветроэнергетики в Казахстане реализуемой на основе совместной работы МИиНТ РК и команды проекта ПРООН в области развития ветроэнегии. Определены система экономических и социальных выгод от развития ветровой энергии в Казахстане в целях дальнейшего развития научной, технической и индустриальной базы ветроэнергетического сектора. Обозначены научно обоснованные подходы для достижения этих целей и ожидаемые результаты от успешной реализации Национальной программы развития ветроэнергетики.

Структура и объем работы . Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, содержит более 80 страниц текста компьютерного набора, 4 таблицы, 24 наименований использованной литературы.

1. Современные тенденции и перспективы развития мировой энергетики

1.1 Мировое производство, потребление электроэнергии и география распределения основных энергоносителей по регионам мира

Электроэнергетика является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей мирового хозяйства. Связано это с тем, что уровень её развития является одним из решающих факторов успешного развития экономики в целом. Объясняется это тем, что на сегодняшний день электроэнергия - это наиболее универсальный вид энергии. По сравнению с серединой прошлого столетия выработка электроэнергии увеличилась более чем в 15 раз и сейчас составляет приблизительно 14,5 млрд. кВч, причем это происходило вследствие роста потребления крупнейшими развивающимися странами, идущими по пути индустриализации. Так, за последние 5 лет энергопотребление в Китае выросло на 76%, Индии - на 31%, Бразилии - на 18%. В 2007 г. по сравнению с 2002 г. абсолютное энергопотребление снизилось в Германии - на 5,8%, в Великобритании - на 2,7%, Швейцарии - на 2,0,во Франции - на 0,6%. В то же время в США энергопотребление продолжало повышаться. Сейчас они производят 4 млрд. кВ*ч ежегодно. В Китае оно составляет 7,7% при ежегодной выработке 1,3 млрд. кВ*ч, в Индии - 6,8%, в Бразилии - 6,1% .

По общей выработке электроэнергии регионы можно расположить таким образом: Северная Америка, Западная Европа, Азия, СНГ, где лидерство удерживает Россия с показателем 800 млн. кВ*ч в год, Латинская Америка, Африка, Австралия .

В странах первой группы большая доля электроэнергии вырабатывается на ТЭС (работающих на угле, мазуте и природном газе). Сюда можно отнести США, большинство стран Западной Европы и Россию.

Во вторую группу входят страны, где почти вся электроэнергия вырабатывается на ТЭС. Это ЮАР, Китай, Польша, Австралия (использующая в основном уголь в качестве топлива) и Мексика, Нидерланды, Румыния (богатые нефтью и газом).

Третья группа образована странами, в которых велика или очень велика (до 99,5% -- в Норвегии) доля ГЭС. Это Бразилия (около 80%) , Парагвай, Гондурас, Перу, Колумбия, Швеция, Албания, Австрия, Эфиопия, Кения, Габон, Мадагаскар, Новая Зеландия (около 90%). Но по абсолютным показателям производства энергии на ГЭС в мире лидируют Канада, США, Россия, Бразилия. Гидроэнергетика значительно расширяет свои мощности в развивающихся странах.

Четвертую группу составляют страны с высокой долей атомной энергии. Это Франция, Бельгия и Республика Корея.

В последнее десятилетие в развитии мировой энергетики проявились некоторые важные тенденции, которые при неуправляемом течении могут угрожать устойчивости этой сферы. К таким тенденциям относятся:

Изменение взаимоотношений между потребителями и производителями, усиление конкуренции за ограниченные энергоресурсы;

Высокие темпы роста энергопотребления;

Изменение региональных пропорций энергопотребления;

Высокая доля и растущие объемы потребления органического топлива;

Замедление темпов роста предложения энергии;

Проблемы обеспечения инвестиций в развитие энергетического сектора;

Изменение структуры предложения энергоресурсов и повышение роли отдельных поставщиков;

Рост цен на энергоносители, волатильность цен;

Нарастающая напряженность в обеспечении энергетических нужд транспорта и диспропорции в нефтепереработке;

Рост объемов международной торговли энергоносителями, развитие инфраструктурной составляющей поставок энергоресурсов и обострение связанных с этим рисков;

Усиление политических рисков, в том числе транзитных .

Ниже каждая из перечисленных тенденций будет рассмотрена более подробно.

Изменение взаимоотношений между потребителями и производителями, усиление конкуренции за ограниченные энергоресурсы

Современная ситуация в мировой энергетике характеризуется обострением противоречий между основными игроками на международных энергетических рынках. Практика взаимоотношений между производителями и потребителями энергоресурсов, сложившаяся в последней четверти XX века, уходит в прошлое. Все хуже работают существующие механизмы регулирования мирового энергетического рынка, все очевиднее становится обострение конкуренции между потребителями, подогреваемое появлением на рынке таких мощных игроков, как Китай и Индия.

В то время как главными потребителями энергоресурсов являются высокоразвитые державы и развивающиеся страны Азии, основная доля мировых запасов углеводородов сконцентрирована в сравнительно небольшой группе развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Такие крупные потребители, как США, Евросоюз и Китай сосредотачивают как экономические, так и политические ресурсы для экспансии на одни и те же рынки, что приводит к росту конкуренции.

В ответ меняется политика стран-производителей в отношении доступа к национальным запасам углеводородов, а также стратегии национальных государственных компаний, контролирующих осн овные мировые углеводородные ресурсы. Госкомпании, располагающие масштабными запасами, стремятся развивать переработку и участвовать в капитале транспортных и сбытовых структур. В свою очередь, транснациональные корпорации, под контролем которых находятся перерабатывающие мощности, транспортно-логистические схемы и дистрибьюция углеводородов, проводят стратегию наращивания своей ресурсной базы. Данное противоречие все более усугубляется и в ближайшее десятилетие будет одной из тенденций, определяющих развитие мировой энергетики.

Поэтому важным определяющим элементом высоких показателей мировой экономики в текущем периоде являются необычайно высокие темпы роста (по историческим меркам) в развивающихся странах и в странах с переходной экономикой. При сохранении или даже снижении темпов роста в развитых странах наблюдается устойчивый многолетний отрыв в темпах развития ряда ведущих развивающихся стран, прежде всего Китая и Индии. Эти тенденции, дополненные восстановлением роста в России и сравнительно устойчивым ростом в Бразилии, превращают в реальность прогнозы о новой конфигурации экономической мощи в мире в пользу этой группы стран, что еще недавно воспринималось как маловероятное и отдаленное событие.

Усиление институциональных противоречий между потребителями и производителями углеводородов происходит на фоне высоких темпов роста потребления энергии в мировой экономике и невзирая на высокие цены энергоносителей.

Многими аналитиками в последние годы признается опасность возникновения очередной волны роста мирового энергопотребления. Предшествующая длинная волна, начавшаяся в конце 1940-х годов, завершилась в середине 1990-х годов, увеличив мировое энергопотребление почти в пять раз, а душевое - почти вдвое. Ее окончание было связано со стабилизацией с 1980-х годов среднедушевого энергопотребления в мире за счет сокращения общего и душевого энергопотребления в бывших странах плановой экономики и снижения душевого энергопотребления в странах, входящих в ОЭСР, при относительно умеренном росте душевого энергопотребления в развивающихся странах .Однако в настоящее время первые два фактора перестали действовать, а наиболее крупные из развивающихся стран - Китай и Индия - все быстрее наращивают душевое потребление энергии. С учетом продолжающегося экономического роста развивающихся азиатских стран, быстрого увеличения там численности населения и высокой энергоемкости национальных экономик резко растут потребности этих стран в энергоресурсах. Опережающими темпами увеличивается потребление энергии в Африке и Латинской Америке, и даже в странах Европейского союза возобновился рост душевого энергопотребления.

Все перечисленное выше позволяет говорить об угрозе нового цикла увеличения энергоемкости мирового ВВП и ускорения темпов роста мирового энергопотребления, несмотря на внедрение новых технологий и энергосберегающих тенденций.

Развитые страны имеют сравнительно высокий уровень энергопотребления на душу населения, но стремятся к стабилизации этого показателя или хотя бы к замедлению темпов его роста. Заметное снижение энергоемкости происходит в странах с переходной экономикой - преимущественно за счет роста доходов, а такж е благодаря структурной перестройке экономики и снижению доли тяжелой энергоемкой промышленности по мере расширения сферы услуг, искоренения практики расточительства энергии, а также сокращения потребительских дотаций. Тем не менее, страны переходного типа остаются более энергоемкими по сравнению с развивающимися странами или странами ОЭСР.

Важнейший вопрос заключается в том, удастся ли переломить тенденцию опережающего роста энергопотребления за счет снижения энергоемкости экономики, в первую очередь в развивающихся странах.

Рост энергопотребления в мире происходит весьма неравномерно, усугубляя региональные энергетические диспропорции: наиболее быстрые темпы наблюдаются в развивающихся странах Азии и особенно в Китае, на долю которого в 2005 году пришлась практически половина мирового прироста энергопотребления. Увеличивается число стран и крупных регионов, развитие которых не обеспечено собственными энергоресурсами. Им приходится использовать в своей промышленности в основном привозное сырьё. Если в 1990 году такие страны производили 87% мирового ВВП, то спустя десять лет - уже 90%. Особенно резко возросла зависимость от импорта энергии наиболее быстро развивающихся стран (Китая, Индии и др.), и в перспективе ситуация будет только усугубляться. В частности, Азия уже сегодня 60% своих потребностей в нефти обеспечивает за счет импорта, а к 2020 году импорт будет покрывать до 80% спроса. При этом основной частью прогнозных энергоресурсов располагают Северная Америка и страны СНГ; им же принадлежит большая часть разведанных запасов (следом идут зона Персидского залива и Австралия) . .

Высокая эффективность экономики США способствует умеренному росту потребления первичной энергии, хотя это не избавляет ее от значительного прироста спроса на углеводороды. В целом при повышении среднегодового прироста ВВП с 3,5% до 4,2% мировой спрос на энергию вырос с 1,7% до 2,6%: именно ускорение роста ВВП (превышение темпов роста по сравнению с предыдущим периодом) оказалось неэнергосберегающим в силу причин, кратко изложенных выше. Высокая доля и растущие объемы потребления органического топлива. Несмотря на многочисленные усилия, структура потребления энергии в мире за последние годы существенно не изменилась. Углеводороды (в первую очередь нефть) по-прежнему остаются доминирующими энергоносителями в мировом энергетическом балансе.

Высокая доля в энергобалансе наиболее ограниченного ресурса - углеводородного топлива - сохраняется несмотря на то, что в ряде стран впервые после Чернобыльской аварии возрождается интерес к атомной энергетике, а промышленно развитые потребители проявляют все больший интерес к альтернативным источникам энергии. Фактически потребление углеводородов в настоящее время не имеет серьезной альтернативы, что создает угрозу их дефицита с учетом ускоренного роста энергопотребления. Недостаточно быстрый по сравнению с ростом энергопотребления рост предложения энергоресурсов вообще и углеводородов в частности обусловлен относительным сокращением поля приложения сил и инвестиций по наращиванию производства энергоносителей, исчерпания их наиболее доступных запасов, а также геополитической напряженности в регионах, богатых углеводородами. Особенно резко увеличивается разрыв между растущими объемами потребления и снижающимися объемами производства углеводородов в развитых странах. Так, доля стран ОЭСР в производстве первичной энергии сократилась с 61,3% в 1971 году до 48,5% в 2005 году. Особенно сложная ситуация сложилась в Европейском союзе, на территории которого находится лишь 3,5% мировых доказанных запасов газа и менее 2% доказанных запасов нефти (в основном в Норвегии и Великобритании). В то же время расположенные в Европе нефтегазовые месторождения эксплуатируются гораздо интенсивнее, чем в других регионах мира, что ведет к их быстрому истощению.

Важнейшим негативным фактором развития энергетики является снижение уровня обеспеченности мировой экономики запасами нефти (см. рис. 6). Среднее значение ежегодно открываемых запасов нефти снизилось с 70 млрд. барр. в 1960-1980 гг. до 6-18 млрд. барр. в 1990-2005 годах. Ежегодная добыча не восполняется поисковым бурением уже на протяжении многих лет (13 млрд. барр. вновь открытых запасов против 30 млрд. барр. добычи в 2004 году), либо основное восполнение происходит за счет нетрадиционных запасов, как это случилось в 2006 году. Отметим, что 61% мировых запасов нефти и 40,1% запасов газа сосредоточены на политически нестабильном Ближнем Востоке, и роль этих стран в нефтедобыче только увеличивается. Из-за ограниченных возможностей дополнительного роста производства увеличиваются риски, связанные с возможной дестабилизацией рынка. Нарастание энергопотребления на фоне медленного роста предложения уже проявляется в скачке цен на все коммерческие виды топлива. Значительный рост мировой экономики в последние годы (особенно в развивающихся странах), рост потребления ПЭР (на 4,4% в 2004 г. и на 2,7% - в 2005 г.), максимальный уровень загрузки мощностей, экстремальные погодные условия, продолжающиеся конфликты на Ближнем Востоке, растущий интерес к энергетическому сектору со стороны финансовых инвесторов - все это также послужило значительному росту цен на энергоресурсы, в первую очередь на нефть. .

Цены на нефть вновь начали повышаться с 2002 года. В конце лета 2005 г. они превысили рекорд семидесятых годов в номинальном выражении. При этом, хотя реальные цены на нефть оставались ниже максимума начала 1980-х гг., среднегодовая цена в номинальном выражении за баррель нефти марки «Брент» впервые достигла 54 долл./барр., а марки WTI - 56 долл./барр., что более чем на треть превышает уровень 2004 года. Рост цен на углеводороды приобрел характер устойчивой тенденции с 2000 года, когда разразился очередной арабо-израильский конфликт. Впоследствии все пиковые значения нефтяных котировок отражали набирающую обороты региональную напряженность: вторжение США в Ирак, нагнетание обстановки вокруг ядерной программы Ирана, «тридцатидневная» война в Ливане и т.д. Цены на нефтепродукты повторяли динамику цен на нефть, при этом дефицит светлых нефтепродуктов привел к более быстрому росту цен на них.

Резкий рост цен на нефть в последние годы заставил большинство научных и консалтинговых организаций пересмотреть уровни прогнозных цен в сторону повышения. Перспективы цен на нефть остаются необычайно неопределенными, усложняя анализ тенденций для энергетических рынков в целом. Высокие и нестабильные цены на нефть - важнейшая угроза мировой экономике и энергетике: они не только негативно влияют на темпы роста мирового ВВП, представляя особую опасность для развивающихся стран-импортеров энергоресурсов, но и тормозят инвестиционный процесс в энергетике, образуя сложнопредсказуемые денежные потоки.

Вслед за ценами на нефть выросли мировые цены на природный газ, впервые превысив порог в 210 долл./м3 (или 6 долл./млн. БТЕ) на рынках США и Великобритании. До 2003 года самым дорогим в мире был СПГ в Японии, цены которого формируются в привязке к ценам сырой нефти (см. рис. 7). Однако в последние годы формирующаяся в Северной Америке на опотовом рынке Henry Hub цена превысила цены на остальных региональных рынках и даже цену на нефть, пересчитанную по теплотворной способности. В Европе цены как на сетевой газ, так и на СПГ оказались ниже американских: в основном они привязаны к ценам на нефть и нефтепродукты. Однако одновременно на динамику цен здесь оказывают влияние опотовые и фьючерсные цены на британском опотовом рынке газа в Национальном балансировочном пункте (National Balancing Point, или NBP), где, как и в Северной Америке, в последние годы наблюдался значительный рост цен.

Рост цен на нефть и газ в последние годы привели и к более высоким темпам роста спроса на уголь и, соответственно, цен на него. Цена импортного энергетического угля в странах ОЭСР поднялась со среднего значения 36 долл./т в 2000 году до 62 долл./т в настоящее время.

В последние десятилетия ХХ века прогресс в разведке и бурении компенсировал ухудшение горно-геологических условий при быстром росте добычи нефти (но с уменьшением ее обеспеченности запасами), что давало устойчивое снижение цен, то в ХХI столетии технический прогресс в отрасли явно замедлился, а в результате дорожают приросты запасов и добычи нефти. В итоге прогнозируемая в соответствии со сложившимися тенденциями динамика потребления нефти уже через 10 лет может не обеспечиваться ее добычей, рассчитанной по апробированным моделям использования ограниченных природных ресурсов.

Что касается атомной энергетики, то она является одной из самых молодых и динамично развивающихся отраслей мировой экономики. Её история насчитывает лишь немногим более 50 лет. Развитие атомной энергетики стимулируют растущие потребности человечества в топливе и энергии при ограниченности невозобновляемых ресурсов. В сравнении с другими энергоносителями ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии. Немаловажно и то, что атомная энергетика практически не увеличивает «парниковый эффект.

По данным МАГАТЭ, в начале 2007 года в мире действовали 439 ядерных энергоблоков общей мощностью 367,77 гигаватт. Еще 29 энергоблоков в 11 странах находятся в различной стадии строительства. Сегодня на атомных электростанциях вырабатывается 16% мировой электроэнергии. При этом 57% всей «ядерной» электроэнергии приходится на США (103 энергоблока), Франция (59 энергоблоков) и Японию (54 энергоблока). В настоящее время наиболее динамично атомная энергетика развивается в Китае (здесь строится шесть 6 энергоблоков), Индии (5 блоков), России (3 блока). Новые энергоблоки строятся также в США, Канаде, Японии, Иране, Финляндии и других странах. О своих намерениях развивать атомную энергетику заявили еще ряд стран, среди которых - Польша, Вьетнам, Белоруссия и пр. В общей сложности сейчас рассматривается более 60 заявок на строительство блоков. Более 160 проектов находятся в процессе разработки.

Таким образом, оценивая сегодняшнее положение дел на мировом рынке цен можно с уверенностью сказать, что в цене нефти и газа заложено много факторов: баланс спроса и предложения, экономика и инвестиции, политика, войны и теракты. Каждый из этих факторов может цену как поднимать, так и опускать. И, так как большое количество нефти и газа сосредоточено в Персидском заливе, их роль постоянно растёт, в результате чего растёт и риск, связанный с дестабилизацией рынка. Также одной из главных тенденций сегодняшней топливной промышленности является спад или стагнация добычи нефти в некоторых странах, среди которых выделяются Норвегия, Великобритания, США и др.

Основу мировой энергетики составляют 3 отрасли топливной промышленности. Нефтяная промышленность мира. На современном этапе это ведущая отрасль мировой топливно-энергетической промышленности. В 2007 году добыча нефти снизилась на 0,2% - до 3,6 млрд. тонн. По сравнению с 2006 г. межрегиональные поставки нефти, по данным “ВP”, увеличились на 2,6% и достигли 1984 млн. т. Что касается географического распределения запасов нефти, то доля развивающихся стран в этих запасах - 86%. Наиболее крупные нефтяные запасы сосредоточены в пределах зарубежной Азии (без СНГ 70%). Особенно здесь выделяется Ближний и Средний Восток, где сосредоточено около 60% запасов и более 40% мировой добычи нефти. В странах этого региона располагаются государства с наиболее крупными запасами нефти: Саудовская Аравия (более 35 млрд. тонн), Ирак (более 15 млрд. тонн), Кувейт (более 13 млрд. тонн), ОАЭ и Иран (около 13 млрд. тонн). Из других азиатских стран по запасам нефти можно выделить Китай и Индонезию. В пределах Латинской Америки запасы нефти составляют приблизительно 12% от мировых. На сегодняшний день здесь особо выделяется Венесуэла (более 11 млрд. тонн), Мексика (около 4 млрд. тонн). На долю Африки приходится приблизительно 7% мировых запасов нефти. По их величине выделяются Ливия (40% общеафриканских запасов), Алжир, Египет, Нигерия. Что касается СНГ, то его доля оценивается в 6%. Однако Россия по разным оценкам имеет от 6,7 до 27 млрд. тонн. Всего нефть добывают в 80 странах. .

Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. К настоящему времени добыча природного газа увеличилась приблизительно в 5,5 раз и сейчас составляет 2,4 триллиона мі ежегодно. Разведанные запасы природного газа оцениваются приблизительно в 150 триллиона мі. По разведанным запасам природного газа (их объем все время растет) особенно выделяются СНГ и Юго-Западная Азия (по 40% мировых запасов), из отдельных стран - Россия, где сосредоточено около одной третьей мировых запасов или 50 триллионов мі (почти 90% запасов СНГ) и Иран (15% мировых). В "первую десятку" газодобывающих стран мира входят Россия (около 600 млрд. мі), США (550 млрд. мі), Канада (170 млрд. мі), Туркменистан, Нидерланды, Великобритания, Узбекистан, Индонезия, Алжир, Саудовская Аравия. Крупнейшими потребителями газа являются США (приблизительно 650 млрд. мі), Россия (350 млрд. мі), Великобритания (около 90 млрд. мі) и Германия (около 80 млрд. мі).

Несмотря на снижение доли угля в энергопотреблении, угольная промышленность продолжает оставаться одной из ведущих отраслей мировой энергетики. По сравнению с нефтяной промышленностью, она лучше обеспечена ресурсами.В Настоящее время ежегодно добывается около 5 млрд. тонн угля. Отметим, что угля на Земле гораздо больше, чем нефти и природного газа. При нынешнем уровне потребления подтвержденных запасов газа должно хватить на 67 лет, нефти - на 41 год, а угля - на 270 лет. Прогнозные ресурсы угля на Земле в настоящее время составляют более 14,8 трлн. тонн, а мировые промышленные запасы угля - свыше 1 трлн. тонн. При этом примерно три четверти мировых запасов угля приходятся на страны бывшего СССР, США и Китай. Мировой рынок угля в настоящее время является более конкурентным, чем нефтяной и газовый, поскольку месторождения и добыча угля расположены практически по всем континентам и регионам мира. Уголь будет играть особенно важную роль в электроэнергетике тех регионов, в которых альтернативных видов топлива мало. Благодаря своей сравнительной дешевизне этот энергоноситель остается особенно важным для развивающихся стран Азии.

Мировые запасы угля составляют 1,2 трлн. т. Примерно три четверти мировых запасов угля приходятся на страны бывшего СССР, США и Китай. При этом в недрах России сосредоточена треть мировых ресурсов угля, или 173 млрд. тонн, а в Казахстане - 34 млрд. тонн. В отличие от нефти и газа на экспорт идет небольшая часть добываемого угля - 10%. По данным Международного института угля, основными экспортерами угля являются Австралия (231 млн. тонн в 2006 году), Индонезия (108 млн. тонн) и Россия (76 млн. тонн). Основные потребители угольной продукции - Япония (178 млн. тонн в 2006 году) и Южная Корея (77 млн. тонн). Китай является крупнейшим потребителем угля (2,4 млрд. тонн в 2006 году), что связано с большой долей угля в энергетике страны. Согласно данным The China Daily, потребление угля в Китае к 2010 году достигнет 2,87 млрд. тонн. Среди регионов по добыче угля лидируют Зарубежная Азия (40 % мировой добычи), Западная Европа, Северная Америка (немногим более 20%) и страны СНГ. .

1.2 Современная география использования а льтерн ативных источников энергии в мире

Весь мир сегодня в поисках новых источников энергии. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить разграбления полного истощения природных ресурсов. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века. К сожалению, многие нефтедобывающие страны не задумываются о последствиях своей деятельности. Они расходуют нефтяные запасы, не задумываясь о будущем. Происшедшее повышение цен на нефть, необходимую не только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило задуматься о других видах топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особенно альтернативные источники энергии начали искать те страны где нет собственных запасов нефти и газа, и которым приходится их покупать.

Поэтому в общую типологию электростанций включаются электростанции, работающие на так называемых нетрадиционных или альтернативных источниках энергии. К ним относят: энергию приливов и отливов; энергию малых рек;·энергию ветра; энергию Солнца; геотермальную энергию; энергию горючих отходов и выбросов; энергию вторичных или сбросовых источников тепла и другие.

Несмотря на то, что нетрадиционные виды электростанций занимают всего несколько процентов в производстве электроэнергии, в мире развитие этого направления имеет большое значение, особенно учитывая разнообразие территорий стран. В России единственным представителем этого типа ЭС является Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 11МВт. Станция эксплуатируется с 1964 года и уже устарела как морально, так и физически. Уровень технологических разработок России в этой области сильно отстает от мирового. В удаленных или труднодоступных районах России, где нет необходимости строить большую электростанцию, да и обслуживать ее зачастую некому, “нетрадиционные” источники электроэнергии - наилучшее решение.

Возрастанию числа электростанций на альтернативных источниках энергии будут способствовать следующие принципы: более низкая стоимость электроэнергии и тепла, получаемая от нетрадиционных источников энергии, чем от всех других источников; возможность практически во всех странах иметь локальные электростанции, делающие их независимыми от общей энергосистемы; доступность и технически реализуемая плотность, мощность для полезного использования; возобновляемость нетрадиционных источников энергии; экономия или замена традиционных энергоресурсов и энергоносителей; замена эксплуатируемых энергоносителей для перехода к экологически более чистым видам энергии; повышение надежности существующих энергосистем.

Практически каждая страна располагает каким-либо видом этой энергии и в ближайшей перспективе может внести существенный вклад в топливно-энергетический баланс мира.

Солнечная энергия . Солнце - неисчерпаемый источник энергии - ежесекундно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет - самая близкая к Солнцу часть нашей планеты - по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров. Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании “Боинг”. Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 % попавшего на него солнечного света. Уже в 1981 году через пролив Ла-Манш совершил перелёт первый в мире самолёт с двигателем, работающим от солнечных батарей. Чтобы совершить перелёт на расстояние 262 км, ему потребовалось 5,5 часа. А по прогнозам учёных конца прошлого века, ожидалось, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около 200000 электромобилей. Возможно, и нам стоит подумать об использовании солнечной энергии в широких масштабах. В частности, в Крыму с его “солнцеобильностью”.

С 1988 года на Керченском полуострове работает Крымская солнечная электростанция. Кажется, самим здравым смыслом определено ее место. Уж если где и строить такие станции, так это в первую очередь в краю курортов, санаториев, домов отдыха, туристских маршрутов; в краю, где надо много энергии, но еще важнее сохранить в чистоте окружающую среду, само благополучие которой, и прежде всего чистота воздуха, целебно для человека. Крымская СЭС невелика - мощность всего 5 МВт. В определенном смысле она - проба сил. Хотя, казалось бы, чего еще надо пробовать, когда известен опыт строительства гелиостанций в других странах.

На острове Сицилия еще в начале 80-х годов дала ток солнечная электростанция мощностью 1 МВт. Принцип ее работы тоже башенный. Зеркала фокусируют солнечные лучи на приемнике, расположенном на 50-метровой высоте. Там вырабатывается пар с температурой более 600 °С, который приводит в действие традиционную турбину с подключенным к ней генератором тока. Неоспоримо доказано, что на таком принципе могут работать электростанции мощностью 10-20 МВт, а также и гораздо больше, если группировать подобные модули, подсоединяя их друг к другу.

Несколько иного типа электростанция в Алькерии на юге Испании. Ее отличие в том, что сфокусированное на вершину башни солнечное тепло приводит в движение натриевый круговорот, а тот уже нагревает воду до образования пара. У такого варианта ряд преимуществ. Натриевый аккумулятор тепла обеспечивает не только непрерывную работу электростанции, но дает возможность частично накапливать избыточную энергию для работы в пасмурную погоду и ночью. Мощность испанской станции имеет всего 0,5 МВт. Но на ее принципе могут быть созданы куда более крупные - до 300 МВт. В установках этого типа концентрация солнечной анергии настолько высока, что КПД паротурбинного процесса здесь ничуть не хуже, чем на традиционных тепловых электростанциях. Тем не менее солнечные фотоэлементы уже сегодня находят свое специфическое применение. Они оказались практически незаменимыми источниками электрического тока в ракетах, спутниках и автоматических межпланетных станциях, а на Земле - в первую очередь для питания телефонных сетей в не электрифицированных районах или же для малых потребителей тока (радиоаппаратура, электрические бритвы и зажигалки и т.п.). Полупроводниковые солнечные батареи впервые были установлены на третьем советском искусственном спутнике Земли (запущенном на орбиту 15 мая 1958 г.).

Энергия ветра . На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры. И, тем не менее, всего одна электростанция, работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин. При использовании ветра возникает серьезная проблема: избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ее в периоды безветрия. Как же накапливать и сохранить впрок энергию ветра? Простейший способ состоит в том, что ветряное колесо движет насос, который накачивает воду в расположенный выше резервуар, а потом вода, стекая из него, приводит в действие водяную турбину и генератор постоянного или переменного тока. Существуют и другие способы и проекты: от обычных, хотя и маломощных аккумуляторных батарей до раскручивания гигантских маховиков или нагнетания сжатого воздуха в подземные пещеры и вплоть до производства водорода в качестве топлива. Особенно перспективным представляется последний способ. Электрический ток от ветроагрегата разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.

Морская энергия . В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 году британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения “морского” электричества по сравнению с другими его источниками, в частности - атомными. В мае 1988 года в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа, который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 кВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена “морской” электроэнергии с 1987 года снизилась вдесятеро.

Волны . Наиболее совершенен проект “Кивающая утка”, предложенный конструктором С. Солтером. Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это - 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 кВт/ч). Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.

Энергия рек . Примерно 1/5 часть энергии, потребляемой во всём мире, вырабатывают на ГЭС. Её получают, преобразуя энергию падающей воды в энергию вращения турбин, которая в свою очередь вращает генератор, вырабатывающий электричество. Гидростанции бывают очень мощными. Так, станция Итапу на реке Парана на границе между Бразилией и Парагваем развивает мощность до13 000 млн. кВт. Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют. В комплекте с аккумулятором они могут обеспечить энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую. Опытный образец бесплотинной мини-ГЭС успешно зарекомендовал себя на речках Горного Алтая.

...

Подобные документы

Типология альтернативной энергетики. Возобновляемая энергия в арабских странах. Ядерная энергетика и ее резервы в арабских странах. Переход к использованию альтернативных источников энергии. Достигнутые результаты в сфере альтернативной энергетики.

контрольная работа , добавлен 08.01.2017


Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.

реферат , добавлен 30.05.2016


Современное состояние мировой энергетики. Направления энергетической политики Республики Беларусь. Оценка эффективности ввода ядерных энергоисточников в Беларуси. Экономия электрической, тепловой энергии в быту. Характеристика люминесцентных ламп.

контрольная работа , добавлен 18.10.2010


Создание институциональной базы в арабских странах. Инвестиционные возможности для развития возобновляемой энергетики. Стратегическое планирование развития возобновляемых источников энергии стран Ближнего Востока. Стратегии развития ядерной энергии.

курсовая работа , добавлен 08.01.2017


Геотермальная энергия и ее использование. Применение гидроэнергетических ресурсов. Перспективные технологии солнечной энергетики. Принцип работы ветроустановок. Энергия волн и течений. Состояние и перспективы развития альтернативной энергетики в России.

реферат , добавлен 16.06.2009


Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.

дипломная работа , добавлен 24.06.2015


Индикаторы для оценки функционирования и основные принципы устойчивого развития в сфере электроэнергетики и использования альтернативных источников энергии. Характеристика развития электроэнергетики в Швеции и Литве, экосертификация электроэнергии.

практическая работа , добавлен 07.02.2013


Основные виды альтернативной энергии. Биоэнергетика, энергия ветра, Солнца, приливов и отливов, океанов. Перспективные способы получения энергии. Совокупная мощность ветроэлектростанций Китая, Индии и США. Доля альтернативной энергетики в России.

презентация , добавлен 25.05.2016


Динамика развития возобновляемых источников энергии в мире и России. Ветроэнергетика как отрасль энергетики. Устройство ветрогенератора - установки для преобразования кинетической энергии ветрового потока. Перспективы развития ветроэнергетики в России.

реферат , добавлен 04.06.2015


Состояние атомной энергетики. Особенности размещения атомной энергетики. Долгосрочные прогнозы. Оценка потенциальных возможностей атомной энергетики. Двухэтапное развитие атомной энергетики. Долгосрочные прогнозы. Варианты структуры атомной энергетики.

Для получения любого вида энергии необходим определенный источник. Как известно, существуют традиционные и нетрадиционные источники энергии, то есть альтернативные.

Традиционными источниками энергии являются нефть, уголь, природный газ. Запасы данных источников энергии исчерпаемы, подлежат длительному восстановлению, а также отрицательно отражаются на экологическом состоянии планеты. Поэтому, большинством стран мира в качестве основного направления развития энергетики определено производство энергии с помощью альтернативных источников энергии. Альтернативные источники энергии относятся к возобновляемым ресурсам, они более экологичны и экономичны.

Основная классификация альтернативных источников энергии

№ п/п	Вид альтернативного источника энергии	Способ применения
1	Энергия солнечного излучения	Фотоэлектрическая панель (ФЭП) Солнечный коллектор Солнечная электростанция (СЭС)
2		Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) Ветряная электростанция (ВЭС)
3	Гидроэнергия	Гидроэлектростанция (ГЭС)
4		Приливная электростанция (ПЭС)
5	Энергия волн океанов и морей	Волновая электростанция (ВЭС)
6		Геотермальная станция (ГеоТЭС)
7	Энергия биомассы (биоэнергия)	Переработка твердых, жидких и газообразных видов биотоплива термохимическими, физико-химическими, либо биохимическими методами

Энергия электромагнитного солнечного излучения

Она может использоваться для выработки как электроэнергии, как и тепловой энергии. Прямое преобразование солнечной радиации в электроэнергию производится как путем прямого преобразования за счет явления внутреннего фотоэффекта на фотоэлектрических панелях, так и косвенно с использованием термодинамических методов (получение пара с высоким давлением ) .

Получение тепловой энергии из солнечной производится за счет поглощения данной энергии и дальнейшего нагрева поверхности и теплоносителя, как специальными коллекторами, так и при помощи использования приемов «солнечной архитектуры».

Совокупность установок для преобразования энергии Солнца составляет солнечную электростанцию.

Кинетическая энергия ветра

Она служит для преобразования в механическую, тепловую, а также, чаще всего, в электроэнергию. Чтобы получить механическую энергию из кинетической энергии воздушных масс применяют элементарные ветряные мельницы. Однако, для дальнейшего преобразования полученной механической энергии необходимо использование ветрогенератора .

Ветрогенератор позволяет преобразовать механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию. Существует возможность накопления полученной электроэнергии при помощи аккумуляторных батарей и использования только при необходимости. Такая установка будет называться ветроэнергетической, или ветроустановкой. Совокупность нескольких ветроустановок будет называться ветряной электростанцией.

Преобразование ветровой энергии в тепловую энергию может производиться как косвенно (путем преобразования механической энергии в электрическую энергию, и затем, использованием полученной энергии для питания электрических приборов отопления), так и напрямую (прямое преобразование механической энергии в тепловую с нагревом теплоносителя производится путем применения вихревого теплогенератора)

Гидроэнергия

Гидроэнергия представляет собой солнечную энергию, преобразованную в потенциальную энергию, накопленную в плотине или водохранилище естественных и искусственных водоемов. Гидроэнергию можно преобразовывать в механическую либо электроэнергию с помощью гидротурбин. Данные установки называют гидроэлектростанциями (ГЭС).

Преобразование энергии приливов и отливов в электроэнергию производится на приливных электрических станциях двумя способами:

1. Первый способ по принципу преобразования энергии аналогичен преобразованию энергии на гидроэлектростанции путем вращения турбины, связанной с электрогенератором;
2. При втором способе используется энергия движения воды; данный способ основан на перепаде уровня воды при приливах и отливах.

Энергия волн используется для получения механической и электрической энергии. Преобразование происходит на специальных волновых электростанциях, принцип работы которых основан на оказании воздействия волн на следующие применяемые устройства: поплавки, маятники, лопасти. Перемещение данных устройств образует механическую энергию, которая далее при помощи электрогенератора преобразуется в электроэнергию.

Геотермальная энергия или энергия тепла Земли

Она может использоваться по прямому назначению, либо для получения электроэнергии. Преобразование энергии происходит на геотермальных станциях – ГеоТЭС.

Источники геотермальной энергии могут быть высоко- и низкопотенциальными. К высокопотенциальным источникам относятся гидротермальные ресурсы (термальная вода ). Их применяют для отопления помещений.

Низкопотенциальные источники энергии, в свою очередь, бывают естественными (воздух атмосферы, грунтовая вода, сам грунт) и искусственными (вентиляционный воздух помещения, отработанные воздух, вода или тепло). Данные источники применяют для кондиционирования, теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Биоэнергию производят из разных видов биологического сырья, которое получается после переработки биоотходов. Из твердых (щепа, пеллеты, древесина, солома), жидких (биоэтанол, биометанол, биодизель) и газообразных (биогаз, биоводород) видов биологического топлива путем термохимических (пиролиз, сжигание), физико-химических (биоконверсия), либо биохимических (анаэробное брожение биомассы) методов преобразования получают тепловую или электрическую энергию.

Преимущества и недостатки альтернативных источников энергии следует рассматривать в индивидуальном порядке, однако выделим несколько общих плюсов и минусов, характерных для всех источников.

Плюсы использования альтернативных источников энергии

• Возобновляемость
• Экологический аспект.
• Широкое распространение, доступность.
• Низкая себестоимость производства энергии в обозримом будущем.

Минусы применения альтернативных источников энергии

• Непостоянство, зависимость от погодных условий и времени суток.
• Невысокий коэффициент полезного действия (за исключение водных источников энергии).
• Высокая стоимость
• Недостаточная единичная мощность установок.

Альтернативная энергетика - это нетрадиционные способы получения, передачи и использования энергии. Известна также как «зелёная» энергия». Под альтернативными источниками понимаются возобновляемые ресурсы (такие как вода, солнечный свет, ветер, энергия волн, геотермальные источники, нетрадиционное сжигание возобновляемого топлива).

Базируется на трёх принципах:

1. Возобновляемость.
2. Экологичность.
3. Экономичность.

Альтернативная энергетика должна решить несколько остро стоящих в мире проблем: трата полезных ископаемых и выделение в атмосферу углекислого газа (это происходит при стандартных способах добычи энергии через газ, нефть и т.д.), что влечёт за собой глобальное потепление, необратимое изменение экологии и парниковый эффект.

Развитие альтернативной энергетики

Направление считается новым, хотя попытки использовать энергию ветра, воды и солнца предпринимались ещё в 18 веке. В 1774 году издан первый научный труд по гидротехническому строительству - «Гидравлическая архитектура». Автор работы - французский инженер Бернар Форест де Белидор. После издания труда почти на 50 лет развитие зелёного направления застыло.

• 1846 - первая ветроустановка, проектировщик - Пол ла Кур.
• 1861 - патент на изобретение солнечной электростанции.
• 1881 - постройка гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде.
• 1913 - сооружение первой геотермальной станции, инженер - итальянец Пьеро Джинори Конти.
• 1931 - постройка первой промышленной ветряной станции в Крыму.
• 1957 - установка в Нидерландах мощной ветротурбины (200 кВт), подключённой к государственной сети.
• 1966 - строительство первой станции, вырабатывающей энергию на основе волн (Франция).

Новый толчок в развитии альтернативная энергетика получила в период жёсткого кризиса 1970 годов. С 90-ых годов по начало 21 века в мире зафиксировано критическое количество аварий на электростанциях, что стало дополнительным стимулом разработки зелёной энергии.

Альтернативная энергетика в России

Доля альтернативной энергетики в нашей стране занимает примерно 1% (по данным Минэнерго). К 2020 году планируется увеличить этот показатель до 4,5%. Развитие зелёной энергии будет проводиться не только средствами Правительства. РФ привлекает частных предпринимателей, обещая небольшой возврат средств (2,5 копеек за 1 кВт в час) тем бизнесменам, которые вплотную займутся альтернативными разработками.

Потенциал развития зелёной энергии в РФ огромен:

• океанские и морские побережья, Сахалин, Камчатка, Чукотка и др. территории ввиду малой заселённости и застроенности могут использоваться в качестве источников ветровой энергии;
• источники солнечной энергии в совокупности превышают то количество ресурсов, которые производятся путём переработки нефти и газа, - наиболее благоприятны в этом отношении Краснодарский и Ставропольский края, Дальний Восток, Северный Кавказ и др.

(Крупнейшая солнечная электростанция на Алтае, Россия )

В последние годы финансирование этой отрасли сократилось: планка в 333 млрд рублей опустилась до 700 млн. Это объясняется мировым экономическим кризисом и наличие неотложных проблем. На данный момент альтернативная энергетика не является приоритетным направлением в промышленности России.

Альтернативная энергетика стран мира

(Ветряные генераторы в Дании )

Наиболее динамично развивается гидроэнергетика (ввиду доступности водных ресурсов). Ветровая и солнечная энергия значительно отстают, хотя некоторые страны предпочитают двигаться именнов этих направлениях.

Так, с помощью ветряных установок добывается энергии (от общего числа):

• 28% в Дании;
• 19% в Португалии;
• 16% в Испании;
• 15% в Ирландии.

Спрос на солнечную энергию ниже, чем предложение: устанавливается половина источников от того числа, которое могут обеспечить производители.

(Солнечная электростанция в Германии )

ТОП-5 лидеров по производству зелёной энергии (данные портала вести.ру):

1. США (24,7%) - (все типы ресурсов, более всего задействован солнечный свет).
2. Германия - 11,7% (все виды альтернативных ресурсов).
3. Испания - 7,8% (ветряные источники).
4. Китай - 7,6% (все типы источников, половина из них - ветряная энергетика).
5. Бразилия - 5% (биотопливо, солнечные и ветряные источники).

(Крупнейшая солнечная электростанция в Испании )

Одна из наиболее труднорешаемых проблем - финансы. Зачастую пользоваться традиционными источниками энергии дешевле, чем устанавливать новое оборудование. Одним из потенциально позитивных решений этой задачи является резкое поднятие цен на свет, газ и т.д., чтобы вынудить людей экономить и со временем полностью перейти на альтернативные источники.

Прогнозы развития сильно варьируются. Так, Wind Energy Association обещает,ч то к 2020 году доля зелёной энергии вырастет до 12%, а EREC предполагает, что в 2030 году уже 35% энергопотребления в мире будет обеспечиваться из возобновляемых источников.

«Необходим объективный подход к ядерной энергетике. Обе стороны должны осознать неотъемлемое право на объективную, а не тактическую информацию, выгодную одной из сторон. Каждый должен сознательно идти на риск.

Обычно риск считается приемлемым, если при сравнении серьезности последствий его теоретическая вероятность намного ниже вероятности природных катастроф, которые рассматриваются как неизбежные и никогда не принимаются в расчет в повседневной жизни … Я не знаю другой области человеческой деятельности кроме атомной энергетики, где было бы так много сделано для оценки риска и гарантии безопасности».

Кардинал Х. Шверк (Швейцария) .

Введение.

Среди величайших достижений ХХ века наряду с генной и полупроводниковой технологиями открытие атомной энергии и овладение ею занимает особое место.

Человечество получило доступ к громадному и потенциально опасному источнику энергии, который нельзя ни закрыть, ни забыть, его нужно использовать не во вред, а на пользу человечеству.

У атомной энергии две «родовые» функции – военная, разрушительная и энергетическая – созидательная. По мере уничтожения устрашающих ядерных арсеналов, созданных в период холодной войны, атомная энергия будет проникать внутрь цивилизованного общества в виде тепла, электричества, медицинских изотопов, ядерных технологий, нашедших применение в промышленности, космосе, сельском хозяйстве, археологии, судебной медицине и т.д.

В XXI веке истощение энергоресурса уже не будет первым ограничивающим фактором. Главным становится фактор ограничения предела экологической емкости среды обитания.

Прогресс, достигнутый в превращении атомной энергии в безопасное, чистое и действенное средство удовлетворения растущих глобальных энергетических потребностей, не может быть достигнут никакой другой технологией, несмотря на привлекательность энергии ветра, солнца и других, «возобновляемых» источников энергии.

Однако бытующее в обществе представление об атомной энергии по-прежнему окутано мифами и страхами, которые абсолютно не соответствуют фактическому положению дел, и, в основном, опираются исключительно на чувства и эмоции.

В том случае, Когда голосованием предлагается решать вопросы об опасности там, где действуют законы природы (по терминологии В.И.Вернадского, когда «общественное мнение» опережает «общественное понимание») , как это ни парадоксально, происходит преуменьшение экологической опасности.

Поэтому одной из важнейших задач, стоящих в настоящее время перед учеными, является задача достижения «общественного понимания» экологических проблем, в том числе – атомной энергетике.

Активность экологических движений должна приветствоваться, но она должна быть конструктивной, а не разрушительной.

Хорошо организованный и цивилизованный диалог между специалистами и общественностью, безусловно, полезен.

Цель нашего проекта – анализ информации, необходимой для выработки собственного осознанного отношения к проблемам развития энергетики вообще и атомной энергетики в частности.

Научно-технический прогресс, энергия и человеческое общество. Источники энергии.

Человечество живет в едином, взаимосвязанном мире, и наиболее серьезные энергетические, экологические и социально-экономические проблемы приобрели глобальный масштаб.

Развитие энергетике связано с развитием человеческого общества, научно-техническим прогрессом, который, с одной стороны, ведет к значительному подъему уровня жизни людей, но с другой оказывает воздействие на окружающую человека природную среду. К числу важнейших глобальных проблем относятся:

• рост численности населения Земли и обеспечение его продовольствием;
• обеспечение растущих потребностей мирового хозяйства в энергии и природных ресурсов;
• охрана природной среды, в том числе и здоровья человека, от разрушительного антропогенного воздействия технического прогресса.

Такие экологические угрозы, как парниковый эффект и необратимые изменения климата, истощение озонового слоя, кислотные дожди (осадки), сокращение биологического разнообразия, увеличение содержания токсичных веществ в окружающей среде, требуют новой стратегии развития человечества, предусматривающей согласованное функционирование экономики и экосистемы. Разумеется, потребности современного общества должны удовлетворяться с учётом потребности будущих поколений. Потребление энергии является одним из важных факторов развития экономики и уровня жизни людей. За последние 140 лет потребление энергии во всём мире возросло примерно в 20 раз, а численность населения планеты – в 4 раза (24).

С учётом темпов нынешнего роста численности населения и необходимости улучшения уровня жизни будущих поколений Мировой Энергетический Конгресс прогнозирует рост глобального потребления энергии на 50-100% к 2020 году и на 140-320% к 2050г. (3,25).

Что же такое энергия вообще? Согласно современным научным представлениям, энергия-это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, которая не возникает из ничего и не исчезает, а только может переходить из одной формы в другую в соответствии с законом сохранения энергии.

Энергия может проявляться в различных формах: кинетическая, потенциальная, химическая, электрическая, тепловая, ядерная.

Для удовлетворения нашей потребности в энергии существуют возобновляемые и невозобновляемые источники.

Солнце, ветер, гидроэнергия, приливы и некоторые другие источники энергии называют возобновляемыми потому, что их использование человеком практически не изменяет их запасы. Уголь, нефть, газ, торф, уран относятся к невозобнавляемым источникам энергии, и при переработке они теряются безвозвратно.

По прогнозам Международного энергетического агентства потребности в первичных энергоносителях в первом десятилетии ХХ1-го века будут удовлетворены в следующих соотношениях: нефть- не более 40%, газ- менее 24%, твёрдые виды топлива (в основном уголь) – менее 30%, ядерная энергия -7%, гидроэнергетика – 7%, возобновляемые виды энергии – менее 1%. Региональное потребление первичных энергоносителей может иметь отклонения от мировых тенденций.

Основное количество энергии человечество получает и будет получать в ближайшем будущем, расходуя невозобновляемые источники.

Такие природные ресурсы, как: уголь, нефть, газ –практически невосстанавливаемые, не смотря на то, что их запасы на сегодняшний день во всем мире очень велики, но они все равно когда-либо закончатся. Самое главное то, что при работе ТЭС происходит отравление окружающей среды.

Широко бытующее утверждение об экологической «чистоте» возобновляемых источников энергии справедливо, лишь, если иметь в виду только конечную стадию – энергопроизводящую станцию. Из всех этих видов возобновляемых источников энергии только гидроэнергия в настоящий момент вносит серьёзный вклад во всемирное производство электроэнергии (17%).

Гидроэнергетика.

В большинстве промышленно развитых стран незадействованным на сегодня остался лишь незначительный по объёму гидроэнергетический потенциал.

Так,в европейской части страны с наиболее напряжённым топливным балансом использование гидроэнергетических ресурсов достигло 50%, а их экономический потенциал практически исчерпан.

Гидроэнергетические сооружения в потенциале несут в себе опасность крупных катастроф. Так, в 1979 году авария на плотине в Морви (Индия) унесла около 15 тысяч жизней. В Европе в 1963 году авария плотины в Вайонт (Италия) привела к гибели 3 тысячи человек.

Неблагоприятное воздействие гидроэнергетики на окружающую среду, в основном, сводится к следующему: затопление с/х угодий и населённых пунктов, нарушение водного баланса, что ведёт к изменению существования флоры и фауны, климатические последствия (изменение теплового баланса, увеличение количества осадков, скорости ветра, облачности и т.д.).

Перегораживание русла реки приводит к заливанию водоёма и эрозии берегов, ухудшению самоочищения проточных вод и уменьшению содержания кислорода, затруднения свободное движение рыб.

С увеличением масштабов гидротехнического сооружения растёт и масштаб воздействия на окружающую среду.

Энергия ветра.

Энергия ветра в больших масштабах оказалась ненадёжной, неэкономичной и, главное, неспособной давать электроэнергию в нужных количествах.

Строительство ветряных установок усложняется необходимостью изготовления лопастей турбины больших размеров. Так, по проекту ФРГ установка мощностью 2-3 МВт должна иметь диаметр ветрового колеса 100м, причём она производит такой шум, что возникает необходимость отключения её в ночное время.

В штате Огайо была построена крупнейшая в мире ветросиловая установка 10МВт. Проработав несколько суток, была продана на слом по цене 10дол. За тонну. В радиусе нескольких километров жить стало невозможно из-за инфразвука, совпадающего с альфа-ритмом головного мозга, что вызывает психические заболевания.

К серьёзным негативным последствиям использование энергии ветра можно отнести помехи для воздушного сообщения и для распространения радио-и телеволн, нарушения путей миграции птиц, климатические изменения вследствие нарушения естественной циркуляции воздушных потоков.

Солнечная энергия.

Солнечная энергия. Техническое использование солнечной энергии осуществляется в нескольких формах: применение низко – и высокотемпературного оборудования, прямое преобразование солнечной энергии в электрическую на фотоэлектрическом оборудовании.

Принципиальными особенностями солнечного излучения являются огромные потенциальные ресурсы (в 4000 раз превышает прогнозируемые энергопотребности человечества в 2020 году) и низкая интенсивность. Так, среднесуточная интенсивность солнечного излучения для средней полосы европейской части России составляет 150Вт/м, что в 1000раз меньше тепловых потоков в котлах ТЭС.

К сожалению, пока не видно, какими путями эти огромные потенциальные ресурсы можно реализовать в больших количествах. Одним из наиболее важных препятствий является низкая интенсивность солнечного излучения, что проблему необходимости концентрирования солнечной энергии в сотни раз ещё до того, как она превратится в тепло. Практическая реализация концентрации солнечной энергии требует отчуждения огромных земельных площадей. Для размещения солнечной электростанции (СЭС) мощностью 1000МВт (Эл) в средней полосе европейской части необходима площадь при 10%к.п.д. в 67км2. К этому надо добавить ещё и земли, которые потребуются отвести под различные промышленные предприятия, изготавливающие материалы для строительства и эксплуатации СЭС.

Следует подчеркнуть, что материалоёмкость, затраты времени и людских ресурсов в солнечной энергетике в 500 раз больше, чем в традиционной энергетике на органическом топливе и в атомной энергетике.

Действующая в Крыму СЭС мощностью 5 МВт потребила в 1988 году на собственные нужды в 20 раз больше энергии, чем произвела.

Геотермальная энергия

Отрицательными экологическими последствиями использования геотермальной энергии подземных источников горячей воды является возможность пробуждения сейсмической активности в районе электростанции, опасность локального оседания грунтов, эмиссия отравляющих газов (пары ртути, сероводорода, аммиака, двуокиси и окиси углерода, метана), которые представляют опасность для человека, животных и растений.

Проведенные исследования показали, что возможная роль возобновляемых источников энергии не выходит за пределы вспомогательного энергоресурса, решающего региональные проблемы. Ресурсы таких источников, как гидроэнергетика, энергия ветра, морских волн и приливов, недостаточны. Солнечная энергетика и энергия геотермальная с теоретически неограниченными ресурсами характеризуются чрезвычайно низкой интенсивностью поступающей энергии.

Кроме того необходимо помнить, что с использованием новых видов энергии возникает и новый тип экологических последствий, которые могут привести к изменению природных условий в глобальных масштабах и которые пока в полной мере трудно представить. Исследования последних лет показали, что на определенные планы с термоядерным синтезом (проект ИТЭР) преждевременно рассчитывать.

Тепловые электростанции.

Тепловые электростанции (ТЭС) появились в конце 19-ого века почти одновременно в России, США и Германии, а вскоре и в других странах. Первая центральная электрическая станция была введена в эксплуатацию в Нью-Йорке в 1882 году для осветительных целей. Первая крупная тепловая электростанция с паровыми турбинами вступила в строй в 1906 году в Москве. Сегодня ни один более или менее крупный город не обходится без собственных электростанций. Тепловая электростанция – сложное и обширное хозяйство, порой она занимает территорию в 70 га, помимо главного корпуса, где размещаются энергоблоки, здесь располагаются различные вспомогательные производственные установки и сооружения, электрические распределительные устройства, лаборатории, мастерские, склады и т.д. Генераторы тепловых электростанций вырабатывают ток напряжением в десятки киловольт. Мощность теплоэлектростанций сегодня достигает сотен МВт. В США существует ТЭС мощностью 1,2-1,5 млн. кВт и более. В нашей стране от них поступает к потребителям наибольшая часть получаемой электроэнергии (69%). Особый вид тепловых электростанций – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Эти предприятия производят энергию и тепло одновременно, поэтому коэффициент полезного действия используемого топлива у них достигает 70%, а у обычных тепловых электростанций лишь 30-35%. ТЭЦ всегда размещают вблизи потребителей – в крупных городах, так как передавать тепло (пар, горячую воду) без больших потерь можно максимум на 15-20 километров.

Размещение электростанций зависит от двух основных факторов – топливно-энергетических ресурсов и потребителей энергии, поэтому тепловые электростанции размещаются в районах топливных баз при наличии малокалорийного топлива – его не выгодно далеко перевозить. Например, Канско-Ачинский уголь использует Берёзовская ГРЭС-1 (ГРЭС – государственная районная электростанция). На попутном нефтяном газе работают две Сургутские электростанции. Если же электростанции используют высококалорийное топливо, которое выдерживает дальние перевозки (природный газ), они строятся ближе к местам потребления электроэнергии.

Тепловая энергетика оказывает огромное влияние на окружающую среду, загрязняет воду и атмосферный воздух. Самая грязная и экологически опасная – угольная электростанция. При мощности в 1 млрд. Вт она ежегодно выбрасывает в атмосферу 36,5 млрд. куб. метров горячих газов, содержащих пыль, вредные вещества и 100 млн. куб. метров пара. В отходы идут 50 млн. куб. метров сточных вод, в которых содержится 82 тонны серной кислоты, 26 тонн хлоридов, 41 тонна фосфатов и 500 тонн твёрдой извести. Ко всем этим выбросам необходимо добавить углекислый газ – результат сгорания угля. Наконец, остаётся 360 тысяч тонн золы, которую приходится складировать. В целом для работы угольной электростанции ежегодно требуется 1 млн. тонн угля, 150 млн. кубических метров воды и 30 млрд. кубических метров воздуха. Если учесть, что такие электростанции работают десятилетиями, то их воздействие на окружающую среду можно сравнить с вулканической деятельностью. Каждый крупный город имеет несколько подобных «вулканов». Например, энергией и теплом Москву обеспечивает 15 теплоэлектроцентралей. В течение 20-ого века тепловые электростанции существенно повысили концентрацию ряда газов в атмосфере. Так, концентрация углекислого газа выросла на 25% и продолжает ежегодно увеличиваться на 0,5%, вдвое выросла концентрация метана и увеличивается на 0,9% в год, постоянно растут концентрации оксидов азота и двуокиси серы. Насыщенный парами воздух разъедает здания и сооружения, ранее устойчивые соединения становятся неустойчивыми, нерастворимые вещества переходят в растворимые и т.д. Избыточное поступление питательных веществ в водоёмы ведёт к их ускоренному «старению», заболевают леса, повышается уровень напряжения электромагнитных полей. Всё это чрезвычайно негативно сказывается на здоровье людей, риск преждевременной смерти увеличивается. Кроме того, повышенное содержание углекислого газа и метана в атмосфере является одной из причин возникновения парникового эффекта.

Парниковый эффект.

Есть несколько точек зрения на эту проблему. Согласно недавним решениям ООН для улучшения климата Земли наиболее развитый государства, такие как США, Япония и страны Европейского союза, обязаны сократить к 2012 году объём выброса тепличных газов на 6% по сравнению с 1990 годом. Однако многие специалисты считают, что и этого недостаточно. Они настаивают на 60%, по их мнению, в борьбу должны включиться не только развитые страны, но и все остальные. Но есть и другая точка зрения: В 1997 году почти 1700 американских учёных подписали обращение к президенту страны, где поставили под сомнение сам подход к решению проблемы. Выбрасываемый промышленностью углекислый газ практически не влияет на климат, считают они. Вулканические извержения, другие природные катаклизмы поставляют подобных соединений куда больше. Например, учёные обратили внимание, что из подпочвенных слоёв тундры в последнее время стало выделяться больше углекислого газа и метана, чем прежде, а по оценкам учёных здесь содержится примерно треть всех земных углесодержащих газов. Было установлено, что с каждого кв. метра тундры вода уносит 5 граммов углесодержащих веществ, примерно половина из них растворяется в реках, озёрах, ручьях, а затем поступает в атмосферу, остальные уходят в Северный Ледовитый океан. Средняя температура поверхности Земли за последний год поднялась на полградуса, но, по словам экспертов, им потребуется несколько лет,

чтобы определить, свидетельствуют ли данные показатели об ускорении глобального потепления. По мнению учёных, парниковых эффект – результат того, что климат Земли постоянно меняется. Возможно, сейчас происходит потепление, так как заканчивается последний ледниковый период, а колебания климата связаны с солнечной активностью, появлением пятен, увеличением излучаемого тепла. Опасности, связанные с повышением концентрации углекислого газа в атмосфере состоят в повышении температуры Земли. Но общепринятые оценки метеорологов показывают, что повышение содержания углекислого газа в атмосфере приведёт к повышению температуры практически только в высоких широтах, особенно в Северном полушарии, причём в основном это потепление произойдёт зимой. По оценки специалистом Института сельхозметеорологии Роскомгидромета повышение концентрации этого газа в атмосфере в два раза приведёт к удвоению полезной сельскохозяйственной площади России, с 5 до 11 млн. кв. километров. В различных источниках также указываются возможные повышения уровня Мирового океана в пределах от 0,2 до 1,4м, многие утверждают, что скоро нас ожидает великий потоп. Но почти все ледники Северного полушария растаяли около 9 тысяч лет назад, осталась только Гренландия. Но и она вместе со льдами Северного Ледовитого океана не повысит при таянии уровень Мирового океана даже на 1мм.

Основные показатели стран, развивающих теплоэнергетику

Показатель	Франция	Швеция	Япония	Германия	Великобритания		Россия
На душу населения, т
Диоксид углерода CO 2
Оксид серы, SO 2
Оксид азота, NO x
Зола
Шлаки
Зола, не улавливаемая фильтрами
Высвобождённые радионуклиды, Ки

Из таблицы совершенно очевидно, что все ведущие страны, даже при очень развитой технологии, не могут избавиться от огромных выбросов, отравляющих атмосферу. Оксид серы, диоксид углерода, способствуют развитию сердечнососудистых и онкологических заболеваний, которые по смертности являются ведущими в мире. Обращает на себя внимание тот факт, что при работе ТЭС так же, как и при работе АЭС, образуются радионуклиды, которые на ТЭС никак не улавливаются.

Приливные электростанции.

Уровень воды в течение суток меняет 4 раза, такие колебания особенно заметны в заливах и устьях рек, впадающих в море. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины. ПЭС двустороннего действия (турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно) способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 часов с перерывами в 1-2 часа четыре раза в сутки.

Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 году во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда приливов составляет 8,4 м. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2,5 раза превосходит расходы на возведение ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной электростанции оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему Франции и эффективно используется. В 1968 году на Баренцевом море вступила в строй опытно-промышленная ПЭС проектной мощностью 800 кВт. Место её строительства – Кислая губа представляет собой узкий залив шириной 150 м и длиной 450 м. Существуют проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт (Кольская) и 4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливов составляет 7-10 м. Планируется также использовать огромный энергетический потенциал Охотского моря, где местами, например в Пенжинской губе, высота приливов достигает 12,9 м, а в Гижигинской губе – 12-14 м. В 1985 году была пущена в эксплуатацию ПЭС в заливе Фанди в Канаде мощностью 20 МВт (амплитуда приливов здесь составляет 19,6 м). В Китае построены три приливные электростанции небольшой мощности. В Великобритании разрабатывается проект ПЭС мощностью 1000 МВт в устье реки Северн, где средняя амплитуда приливов составляет 16,3 м.

С точки зрения экологии ПЭС имеют бесспорное преимущество перед тепловыми электростанциями, сжигающими нефть и каменный уголь. Благоприятные предпосылки для более широкого использования энергии морских приливов связаны с возможностью применения недавно созданной геликоидной турбины Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин, сокращая расходы на их строительство. Первые бесплотинные ПЭС намечено соорудить в ближайшие годы в Южной Корее.

Солнечные космические электростанции.

Получать и использовать «чистую» солнечную энергию на поверхности Земли мешает атмосфера, поэтому появляются проекты размещения солнечных электростанций в космосе, на околоземной орбите. У таких станций есть несколько достоинств: невесомость позволяет создать многокилометровые конструкции, которые необходимы для получения энергии; преобразование одного вида энергии в другой неизбежно сопровождается выделением тепла, и сброс его в космос позволит предотвратить опасное перегревание земной атмосферы.

К проектированию солнечных космических электростанций (СКЭС) конструкторы приступили ещё в конце 60-ых годов 20-ого века. Было предложено несколько вариантов транспортировки энергии из космоса на Землю, но наиболее рациональным было признано предложение использовать её на месте выработки, для этого необходимо перенести основных потребителей электроэнергии (металлургия, машиностроение, химическая промышленность) на спутник Земли Луну или астероиды. Любой вариант СКЭС предполагает, что это колоссальное сооружение, причём не одно. Даже самая маленькая СКЭС должна весить десятки тысяч тонн. Современные средства выведения в состоянии доставить на низкую – опорную орбиту необходимое количество блоков, узлов и панелей солнечных батарей.

Строительство солнечных космических электростанций сейчас кажется фантастикой, но в скором времени, возможно, появится первая СКЭС, которая даст начало новому уровню развития энергетики.