Файл: Содержание Введение Альтернативные источники энергии Солнечная энергия.docx
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание:
Введение
1. Альтернативные источники энергии
2. Солнечная энергия
3. Использование ветровой и солнечной энергии в Тольятти.
Заключение
Введение
Ученые предупреждают о возможном исчерпании известных и доступных для использования запасов нефти и газа, об истощении других важнейших ресурсов: железной и медной руды, никеля, марганца, алюминия, хрома и т.д. За 40 лет после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю предыдущую историю человечества. Конечно, о полном (или абсолютном) исчерпании ресурсов говорить еще рано (по мере расширения поисковых работ достоверные запасы отдельных ресурсов даже возросли), но это слабое утешение.
Сегодня энергетика мира базируется на невозобновляемых источниках энергии. В качестве главных энергоносителей выступают нефть, газ и уголь. Ближайшие перспективы развития энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей и, прежде всего с тем, чтобы попытаться уменьшить долю жидкого топлива. Но можно сказать, что человечество уже сегодня вступило в переходный период - от энергетики, базирующейся на органических природных ресурсах, которые ограничены, к энергетике на практически неисчерпаемой основе.
Большие надежды в мире возлагаются на так называемые альтернативные источники энергии, преимущество которых заключается в их возобновимости и в том, что это экологически чистые источники энергии.
Истощение ресурсов заставляет вырабатывать ресурсосберегающую политику, широко использовать вторичное сырье. Во многих странах прилагаются огромные усилия для экономии энергии и сырья. Сегодня уже около 1/3 всей массы используемых в мире металлов - алюминия, меди, цинка, свинца и олова - добывается из отходов и вторичного сырья. В ряде стран приняты государственные программы экономии энергии.
Энергетическая и сырьевая проблемы становятся все более острыми в России, хотя ее доля в мировой добыче нефти, газа, в производстве металлов, минеральных удобрений значительна. Это объясняется, в частности, тем, что наша страна в расчете на единицу национального дохода расходует слишком много топлива, электроэнергии, металла. Металла, например, расходуется в 2,4 раза больше, чем в США. На выплавку 1т. меди расходуется в 3 раза больше энергии, чем в ФРГ. А из вторичных ресурсов производится примерно 1/3 черных и цветных металлов. Тогда как в ФРГ соответствующая доля равна 60%.
Для решения этих проблем требуются усилия всех стран.
1. Альтернативные источники энергии
Все большую популярность в мире приобретают альтернативные источники энергии. Их преимущество заключается в возобновимости энергетических ресурсов. К таким источникам можно отнести:
энергию солнца,
энергию ветра,
энергию приливов,
глубинное тепло Земли,
топливо из биомассы.
Уже построены гелиостанции в США (Калифорнии). Они имеют экономические показатели, не уступающие станциям других типов. В ряде стран созданы геотермальные станции - в США (станция Гейзерс в США имеет мощность 1 млн. кВт), России, на Филиппинах и в Италии; приливные - во Франции, Канаде, России и КНР; ветровые - в США и Дании.
Созданием топлива из биомасс активно занимаются практически во всем мире и даже есть страны, которые уже перешли на этот вид топлива в определенной мере (в Финляндии потребности в горючем уже на 20% удовлетворяются за счет биотоплива, а лидирует в ЕС по использованию биомассы в качестве источника энергии Германия). Конечно, надо понимать, что на то, чтобы полностью заменить ту же нефть (применение) биотопливом должен пройти определенный срок. А пока необходимо проводить дальнейшие исследования в этой области. Но уже сейчас можно увидеть основные преимущества биодизельного топлива:
в выхлопе гораздо меньше токсичных отходов, сажи (на 50%) и выбросов СО и СО2;
оно дешевле нефтепродуктов;
может использоваться как в чистом виде, так и в смеси с привычным топливом;
в смеси пригодно для любого дизельного двигателя практически без переделки;
само по себе значительно безопаснее для окружающей среды, чем обычное топливо (менее токсично, чем обычная поваренная соль);
легко разлагается микроорганизмами (на 90% за 3 недели);
продлевает жизнь двигателя (не образуется нагар в цилиндрах);
не имеет неприятного запаха.
Кроме того, к альтернативным источникам энергии многие люди также относят и атомную энергетику. Атомная энергетика (как и биотопливо) является наиболее передовым видом энергии. Например, Западная Европа лидирует по его развитию.
Известно, что работа АЭС почти не вредит природе - их выбросы нулевые (в противовес ТЭС отравляют атмосферу миллионами тонн ядовитых выбросов). Но с этим видом энергии еще неизвестно пока.
Дело в том, что вероятны аварии и до сих пор не решена проблема захоронения отходов атомных электростанций.
Развитие атомной энергетики приобретает особое значение в контексте реализации Парижского соглашения, которое ставит цель сокращения выбросов в атмосферу. Многие страны, включая страны ЕС, США, Китай и Японию, принимают различные стратегии по достижению углеродной нейтральности на горизонте 2030–2060 годов. В этой связи важно помнить, что атомная энергетика является низкоуглеродным источником генерации, прямые выбросы СО2 от АЭС практически равны нулю.
По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), выбросы парниковых газов от атомной энергетики на всем жизненном цикле равны 12 тоннам СО2‑эквивалента на ГВт·ч. Для сравнения: ветроэлектростанции – 11 т СО2‑эквивалента на ГВт·ч, гидростанции – 24 т СО2‑эквивалента на ГВт·ч, солнечные установки – 48 т СО2‑эквивалента на ГВт·ч, газ – 490 т СО2‑эквивалента на ГВт·ч, уголь – 820 т СО2‑эквивалента на ГВт·ч. АЭС в России обеспечивают недопущение выбросов более 100 млн тонн СО2‑эквивалента ежегодно, что составляет порядка 7 % от всех выбросов парниковых газов в стране. Если же оценивать планетарные масштабы, то работа всех АЭС в мире дает экономию выбросов парниковых газов на уровне 2 млрд тонн СО2‑эквивалента в год, что соразмерно поглощающей способности всего лесного массива планеты.
Стройплощадка БРЕСТ-ОД-300Источник: energotek.ru
Соответствие требованиям устойчивого развития означает не только минимальный уровень выбросов парниковых газов, но также и отсутствие риска отрицательного воздействия на окружающую среду и здоровье человека. При безусловно низком уровне углеродного следа до последнего времени на уровне официальных международных органов оставался нерешенным вопрос относительно второй части требований. Сложность этого вопроса была связана не столько с отсутствием необходимой фактологии, сколько с отдельными политическими и экономическими аспектами.
В апреле 2021 года вышло исследование Объединенного исследовательского центра (Joint research center) при Еврокомиссии, в котором приведены детальные критерии и выкладки по сравнению атомной энергетики с другими видами генерации по таким параметрам как материалоемкость
, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, влияние на здоровье и продолжительность жизни человека. Ключевой вывод исследования – атомная энергетика по уровню воздействия на окружающую среду сопоставима с другими традиционно «зелеными» видами электроэнергии.
При этом исследование показывает, что атомная энергетика имеет самую низкую материалоемкость по сравнению с другими низкоуглеродными видами генерации. Например, металлоёмкость для производства 1 МВт·ч электроэнергии на АЭС в 13 раз меньше, чем у ветрогенерации. Также важно, что для АЭС требуется сравнительно небольшая площадь: например, для установки ветропарка мощностью 1 ГВт необходимо 950 га земли, а для АЭС аналогичной мощности – 28 га. При этом АЭС обеспечивают стабильную базовую нагрузку сетей, которая не зависит от погодных условий, 24 часа в сутки 7 дней в неделю на протяжении минимум 60 лет. Это единственный источник электроэнергии, который обладает совокупностью таких характеристик.
В этой связи удивляет позиция ЕС, где с 2018 года в рамках разработки европейской климатической стратегии «зеленая сделка» продолжается дискуссия о месте атомной энергетики в низкоуглеродном будущем. В марте 2021 года главы 7 стран ЕС (Франция, Польша, Венгрия, Румыния, Чехия, Словакия и Словения) письменно обратились в Европейскую комиссию с заявлением о том, что атомная энергетика вносит незаменимый вклад в борьбу с изменениями климата, поэтому данный источник генерации должен входить в перечень одобренных мер для достижения углеродной нейтральности. Однако до сих пор, несмотря на все отчеты и рекомендации экспертов, вопрос признания статуса атомной энергетики в числе «устойчивых» источников чистой генерации не решен.
Россия в этой части придерживается однозначной позиции о перспективности АЭС для обеспечения низкоуглеродного развития экономики. В настоящее время ВЭБ.РФ при участии профильных ведомств и заинтересованного бизнеса подготовлена редакция таксономии «зеленых» проектов, которая фиксирует параметры «зеленой» квалификации различных видов деятельности. Атомная энергетика отнесена к «зеленым» видам. Также низкоуглеродный «зеленый» характер этого вида электроэнергии фиксируют и другие программные документы федерального уровня, которые в настоящее время проходят процесс официального нормативного закрепления и будут приняты до конца этого года.
Отмечу, что признание атомной энергетики в составе низкоуглеродных «зеленых» и устойчивых видов генерации на уровне законодательства и нормативных актов стран – это важнейший этап в борьбе с изменениями климата и в реализации климатических обязательств. При этом зачастую за отказом стран от использования мирного атома следуют явно негативные экономические и социальные последствия. Например, Германия, которая не использует атомную энергетику с 2011 года, сегодня имеет один из самых высоких тарифов на электроэнергию в Европе (30,5 евроцента/кВт·ч или порядка 26,8 рублей/кВт·ч) из-за повышения цен на 25 % в 2010–2013 годах. По данным Международного энергетического агентства, полный отказ от атомной энергетики и замещение ее ВИЭ в Европе будет на 500 млрд долларов дороже, чем принятие решения о продлении срока эксплуатации действующих АЭС.
Позицию, согласно которой атомная энергетика вносит существенный вклад в борьбу с изменениями климата, разделяют и авторитетные международные организации. По данным все того же Международного энергетического агентства, гипотетический отказ от атомной энергетики может привести к дополнительным выбросам в атмосферу углекислого газа в размере 4 млрд тонн в период до 2040 года.
Безопасность атомной генерации
Очевидно, что широкое использование атомной энергии в большинстве развитых стран, в том числе в США, которые в последние месяцы активно декларируют климатическую повестку, говорит не только об экономической целесообразности, но и об экологичности и безопасности этого вида производства.
Важно понимать, что корректное производство атомной энергии абсолютно безопасно. Этой сфере уделяется особое внимание при проектировании АЭС, существуют высочайшие стандарты, постоянный контроль со стороны международных организаций. Началу строительства атомной электростанции предшествует многолетний всесторонний анализ проекта, лицензирование, разработка местного нормативного ядерного регулирования, применения стандартов безопасности Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) и обязательная экологическая оценка.
Мы абсолютно убеждены, что атомная энергетика сегодня – это высокотехнологичная, экологичная, безопасная, современная отрасль, где внедряются наиболее передовые технологии. За атомной энергетикой не только настоящее, но и будущее. Без использования мирного атома решить задачи климатической повестки в среднесрочной перспективе будет невозможно.
2. Солнечная энергия
Часто говорят, что новое - хорошо забытое старое. Как ни странно, к солнечной тепловой энергии эти слова тоже относятся. Раскопки археологов показали, что в стенах бань и некоторых других построек Древнего Рима были проложены каналы, по которым проходил теплый воздух от нагреваемой солнечным излучением части зданий и создавал комфортную температуру во всех помещениях.
Хотя многие из нас этого и не подозревают, способ получения электроэнергии из солнечного света известен более ста лет. Явление фотоэлектричества впервые наблюдал Эдмон Беккерель в 1839г. Проводя серию экспериментов по электричеству, он погрузил 2 металлических электрода в проводящий раствор и подвергал установку воздействию солнечного света. Между электродами возникло небольшое электрическое напряжение. Появление в начале 50-х годов солнечных элементов, разработанных в лаборатории Белла, произвело революцию в электронной промышленности. Космическая индустрия была бы без них практически беспомощна. Легкие солнечные генераторы энергии позволили совершенно по-иному подойти к проблеме создания искусственных спутников Земли. Кроме того, солнечная энергия может использоваться в солнечных домах.