16.3. Рішення енергетичної проблеми

Енергетика - основа розвитку промисловості, сільського та комунального господарства. Однак нині існуюча енергетика на основі вичерпних джерел енергії не може забезпечити сталого розвитку, крім того, сучасні технології видобутку та переробки енергії сполучені з забрудненням навколишнього середовища.

У гіпотезі про сталий світовій спільноті не відкидається можливість використання традиційних джерел енергії, які живлять сучасну цивілізацію. Більш того, передбачається, що зросте частка атомної енергетики.

Будуть збережені всі галузі теплоенергетики (з переважним розвитком екологічно чистого варіанту вугільної енергетики, тому що запаси вугілля більше, ніж нафти чи газу. Однак до 30% енергії буде виходити за рахунок нетрадиційної енергетики з екологічно чистих і невичерпних джерел. Широке поширення отримає енергозбереження.

Загальна кількість споживаної енергії не буде істотно знижено, але енергетика стане менш екологічно небезпечною і більш економною.

Розглянемо основні варіанти нетрадиційної енергетики і можливості енергозбереження.

Геліоенергетика (одержання електричної або теплової енергії за рахунок сонячної енергії) - один з найперспективніших напрямків нетрадиційної енергетики. За прогнозами, до 2020 р. геліоенергетика даватиме від 5 до 25% світового виробництва енергії. Дослідження з геліоенергетики частково фінансуються Світовим банком за програмою "Сонячна ініціатива"

Розрізняють два основних варіанти геліоенергетики - фізичний і біологічний. При фізичному варіанті енергія акумулюється сонячними колекторами, сонячними елементами на напівпровідниках або концентрується системою дзеркал.

Сонячні колектори застосовуються в Японії, Ізраїлі, Туреччині, Греції, Кіпрі, Єгипті для нагрівання води та опалення. Ряд підприємств РФ виготовляють кілька типів сонячних сушарок для сільськогосподарських продуктів, що дозволяє скоротити витрати енергії на одиницю сухого продукту на 40%. Випускаються в РФ і вдосконалені плоскі сонячні колектори та комплексні водонагрівальні установки.

Сонячні елементи (фотоелектричні перетворювачі, ФЕП) використовуються в космічних апаратах і нетрадиційних транспортних засобах (солнцемобилях, солнцеяхтах, сонцеліт). Однак економічніша геліоенергетика з використанням системи дзеркал, які нагрівають масло в трубах сонячних електростанцій (СЕС). Енергія, одержувана на СЕС, в 5-7 разів дешевше, ніж енергія ФЕП. Недоліком СЕС є дуже великі витрати металу на їх спорудження (у перерахунку на одиницю виробленої енергії вони в 10-12 разів вище, ніж при виробництві енергії на ТЕС чи АЕС). Витрати цементу при цьому ще вище - в 50-70 разів. СЕС займають великі площі, і тому їх будівництво перспективно тільки в пустелях. На південь від Лос-Анджелеса побудована СЕС потужністю 80 МВт, причому витрати на її будівництво швидко окупилися, одержувана енергія на 1/3 дешевше, ніж енергія АЕС.

При використанні ресурсів сонячної енергії в пустелі , де немає виробництв і порівняно невисока щільність населення (наприклад, в пустелі Гобі), виникає проблема ефективної передачі виробленої енергії в райони, де вона може бути використана. На думку американських футурологів (К.Флейвін та ін.), найбільш перспективним є виробництво водню на місці отримання електроенергії, а потім його транспортування по трубопроводах. Водневий варіант транспорту енергії, зрозуміло, може бути реалізований лише за гарантії захисту від тероризму, тому що водень - вибухонебезпечний газ.

При біологічному варіанті геліоенергетики використовується сонячна енергія, накопичена в процесі фотосинтезу в органічній речовині рослин (зазвичай в деревині). Кількість діоксиду вуглецю, яке виділяється при спалюванні рослинної маси, так само його засвоєнню при зростанні рослин. Австрія планує в найближчі роки отримувати від спалювання деревини до 1/3 необхідної їй електроенергії. Для цих же цілей у Великобританії планується засадити лісом близько 1 млн. га земель, непридатних для сільськогосподарського використання. Використовуються швидкозростаючі породи, такі як тополя, зрізання якого виробляють вже через 3 роки після посадки (висота дерев - близько 4 м, діаметр стволиков - більше 6 см).

Біологічним варіантом геліоенергетики є отримання біогазу, а також швельгаза, який утворюється при термічній обробці (піролізі) органічних побутових відходів у спеціальних установках, де вони в анаеробних умовах нагріваються до температури 400-700 градусів. (В цьому випадку затрачається певна кількість теплової енергії з традиційних джерел.)

У РФ розроблені установки для отримання біогазу на фермах з 30 головами великої рогатої худоби (вже працює 20 установок) та індивідуальні біогазові установки на 50-200 кг органічних відходів на день, що дозволяють отримувати 2,5-12 м3 біогазу. У РБ були створені дослідні зразки таких установок, але справа до їх впровадження у виробництво не дійшло. Перспективи розвитку фізичного варіанту геліоенергетики в республіці також обмежені, тому що на її території недостатньо кількість сонячних днів у році .

Вітроенергетика - один з найбільш розвинених і перспективних варіантів нетрадиційної енергетики, при якій використовується екологічно чистий і невичерпне джерело енергії - вітер. Нині найбільшого розвитку вітроенергетика досягла в Німеччині, Англії, Голландії, Данії, США (тільки в штаті Каліфорнія є 15 тисяч вітряків). Найбільш виправдані невеликі вітряки (вітряні енергетичні установки, ВЕУ) потужністю до 15 КВт, хоча споруджуються і установки потужністю 100-500 КВт. Зазвичай на одному майданчику встановлюється велика кількість ВЕУ, що утворюють т. н. вітрову ферму. Найбільша ферма споруджена в Каліфорнії і включає близько 1000 ВЕУ, її загальна потужність - 100 МВт.

Невеликі ВЕУ - ідеальні джерела енергії для ферм. Вони можуть бути підключені до центральної системи енергопостачання , що дає фермі енергію в період безвітря і, навпаки, приймаючої надлишки енергії від ВЕУ в особливо вітряну погоду. Зручні невеликі вітряки для дачних ділянок. За прогнозами футурологів в деяких країнах частка електроенергії, яка виходить на ВЕУ, в майбутньому може скласти 10%.

Росія за потужністю ВЕУ відстала від розвинених країн Заходу і навіть Індії на кілька порядків. Так, встановлена потужність ВЕУ, підключених до електричних мереж у 2000 р. в деяких країнах світу становила (в МВт): Німеччина - 6113, Іспанія - 2250, США - 2554, Данія - 2140, Індія - 1167. У Росії потужність вітроустановок складає всього 5 МВт. У РБ перші ВЕУ змонтовані в Туймазинском районі на Белебеєвською височини.

Геотермальна енергетика - отримання теплової або електричної енергії за рахунок тепла земних глибин, один з варіантів нетрадиційної енергетики. Економічно ефективна геотермальна енергетика в районах, де гарячі води наближені до поверхні земної кори, що має місце в районах активної вулканічної діяльності з численними гейзерами (Камчатка, Курили, острова Японського архіпелагу). У РФ перспективним районом для розвитку геотермальної енергетики є також Північний Кавказ.

Сьогодні геотермальна енергія в широких масштабах використовується в США, Мексиці та Філіппінах. Її частка в енергетиці Філіппін становить 19%, Мексики - 4%, США (з урахуванням її використання "напряму" для опалення, тобто без переробки в електричну енергію) - близько 1%. Сумарна енергія всіх Геотес США перевищує 2 млн. КВт. Геотермальна енергія забезпечує теплом столицю Ісландії Рейк'явік . У РФ на Камчатці діє одна Геотес потужністю 11 МВт і будується ще одна потужністю 200 МВт.

Розвиток геотермальної енергетики стримується обмеженістю числа районів, де вона економічно ефективна. Крім того, екологічну небезпеку становлять сильно засолені води , які виходять після конденсування гарячої пари.

припливів-енергетика - отримання електричної енергії за рахунок використання енергії припливів і відливів; один з варіантів нетрадиційної енергетики. Приливно-відливні електростанції (ПЕС) подібні звичайним ГЕС на річках, але "водосховище" заповнюється під час припливу. При цьому лопаті турбіни обертаються і при підвищенні рівня води, і при зниженні. Нині ПЕС обмеженою потужності поширені в багатьох країнах світу.

Перша ПЕС в Росії створена в Кислого губі Білого моря і має потужність 400 КВт.

Енергозбереження - зменшення питомих витрат енергії, один з найважливіших елементів стратегії створення суспільства сталого розвитку. Значно підвищити ККД використання енергоносіїв можна при децентралізації виробництва електроенергії та переході від надпотужних ТЕС, у яких невисокий ККД отримання енергії через великі теплових відходів, до невеликих Блок-ТЕЦ з потужністю від 100 КВт до 10 МВт з використанням теплових відходів для опалення найближчих кварталів будинків. Блок-ТЕЦ, крім того, викликають незначне забруднення атмосфери.

Важливий резерв в енергозбереженні - використання нових технологічних схем і рішень, що дозволяють виробляти продукцію з меншими витратами енергії. У металургії перехід від мартенівської плавки до конверторного способу виробництва сталі дозволяє затрачати на отримання 1 т готового продукту в 2 рази менше енергії. У 10 разів економиться енергія, якщо сталь виплавляється не з чавуну (а той - з руди), а з металобрухту. В 3 рази менше витрачається енергії на виробництво скла з битого посуду, в порівнянні з процесом варіння його з первинної сировини і т.д.

Енергозбереження можливо за рахунок оптимізації територіальної структури виробництва і зменшення довжини перевезень (заміна гігантів пивоварної промисловості МІНІПИВОВАРНЯ, аналогічно хлібозаводів - Мініпекарні, переробка металобрухту без транспортування на металургійні комбінати і т . д.).

Великі резерви енергозбереження - у транспорті. Використання досконаліших двигунів внутрішнього згоряння і спеціальних присадок-каталізаторів дозволяє автомобілю витрачати на 1 км шляху приблизно в 2 рази менше пального, ніж він витрачає сьогодні . Можливо значне підвищення ККД тепловозів, теплоходів, електровозів, літаків і т.д.

Багато енергії можна заощадити в побуті, оскільки велику частину енергії людина витрачає на систему життєзабезпечення (енергія їжі становить не більше 5 -7%). Так, флюоресцентная лампочка потужністю в 18 Вт дає стільки ж світла, скільки лампочка розжарювання в 75 Вт. Заміна ними ламп розжарювання дозволить скоротити споживання електроенергії на освітлення приблизно в 4 рази. Крім того, нові лампочки в 7 разів довговічніші, ніж старі, що дозволить економити і ресурси.

Теплоізоляція стін дозволить різко скоротити витрати енергії на обігрів житла. Мається принципова можливість скоротити приблизно в 2 рази витрата електроенергії при використанні холодильників, телевізорів тощо Великі можливості таїть у собі енергозбереження в сільському господарстві (див. розділ 10.10).

Резерви енергозбереження в РБ дуже великі, так як сьогодні наші галузі господарства та побутове обслуговування значно більш енергоємні, ніж у розвинених країнах. Енергоємність в розрахунку на одиницю ВВП в РБ (як і в РФ) в 1,5-2 рази вище середньосвітових значень і в 2,5-3 рази вище, ніж у Європі.

Тест для самоконтролю до розділу 16.3

1. Частка нетрадиційної енергетики в енергетичному бюджеті суспільства сталого розвитку складе:

А) 10%; Б) 20%; В) 30%; Г) 50%.

2. Біологічним варіантом геліоенергетики є:

А) використання дзеркал для концентрації сонячного світла;

Б) використання фотохімічних елементів;

В) використання сонячних колекторів; Г) спалювання біомаси.

3. У США штатом-рекордсменом за кількістю вітряних електроустановок є:

А) Техас; Б) Канзас; В) Колорадо; Г) Каліфорнія.

4. В якій країні використання геотермальної енергії наближається до 20% енергетичного бюджету?

А) Мексиці; Б) Японії; В) Філіппінах; Г) Індонезії.

5. Енергозбереження в промисловості можливе за рахунок:

А) оптимізації територіальної структури виробництва і зменшення довжини перевезень;

Б) підвищення ККД двигунів; В) використання нових технологій;

Г) вірні всі відповіді.

Інформація, релевантна " 16.3. Рішення енергетичної проблеми "

1. Ефективність доместикації визначається конкретним призначенням тваринного
   енергетичну ефективність, в т. ч. за рахунок меншого навантаження на пасовища. Умовами ініціювання процесу доместикації є дефіцит біоресурсів і наявність стабільного джерела автотрофного або гетеротрофного харчування. Так, богарне землеробство практикувало посіви напередодні дощів, лиманове - посадка у вологі грунту, розташовані поблизу від водойм, палового - з підпалом трави і
   
2. 6.1.4. Стратегічна оцінка стану відносин між С1 ± 1А і РФ
     енергетичні ресурси не здатні вирішити кризу російської системи охорони здоров'я та демографічні проблеми; вони не використовуються в цілях модернізації старіючої інфраструктури нафтогазової промисловості, і нарешті, вони не сприяють встановленню миру на Північному Кавказі. Навпаки, ми є свідками розповсюджується із загрозливими темпами корупції, спроб Кремля затиснути (надати
   
3. Виділення педагогічної проблеми, її вивчення і визначення мети рішення (бажаного результату)
     рішення являє собою пошук і вибір шляхів для досягнення потрібного педагогічного результату. Перший прийом у його підготовці та прийнятті - виділення педагогічної проблеми, її вивчення, з'ясування, визначення мети її рішення. Педагог, зіткнувшись з якоюсь труднощами в роботі або виявивши, що досягаються результати не ті, які хотілося б мати, замислюється над причинами їх. У чому
   
4. Семінари
     рішень або пошуку нових ідей. Найбільш відомі і популярні такі заходи, як корпоративний семінар для розвитку корпоративної культури, стратегічні сесії, мозковий штурм. На ринку послуг пропонуються семінари з дуже конкретним проблемам, що виникають в компаніях. Наприклад, із запрошеними експертами можна обговорити проблеми збору боргів, оптимізацію документообігу, управлінський
   
5. Як зміцнити державу?
     енергетичний фактор. В даний час в Росії є шанси утвердитися на міжнародній арені в якості найважливішого сполучної ланки в контексті глобальних енергетичних інтересів. Однак робити ставку тільки на енергетичні можливості було б неправильно. Провідні західні країни ставлять перед собою завдання диверсифікації енергетичних потоків, пошуку нових енергоджерел; і не виключено,
   
6. 2.6. Показники безвідходності промислових виробництв
     енергетичних ресурсів, або їх сукупності можуть застосуються відповідно приватні або сумарні показники безвідходності. Нижче наводиться техніко-економічні та екологічні показники без-отходности, які дають оцінку ступеня використання сировинних і паливно-енергетичних ресурсів. В основу такої оцінки Полж витрати праці на виробництво споживаних ресурсів. При цьому
   
7. Право ДЕРЖАВНОЇ власності
     енергетична система; системи транспорту загального користування, зв'язку та інформації кошти республіканського бюджету; республіканський національний банк республіканські резервні, страхові та інші фонди; майно вищих і середніх спеціальних закладів; майно державних підприємств; або. Інше майно, що становить матеріальну основу суверенітету України
   
8. Демократичний стиль.
     рішення спільне рішення: обговорюються проблеми або можливості з працівниками, разом приходять до єдиного рішення автономний: співробітники вирішують самі без завдання обмежень, контроль і відповідальність залишаються за
   
9. Технічні праці К. Е. Ціолковського.
     енергетичний рівень за допомогою застосування променевої енергії Сонця, енергії вітру, водоспадів і морських хвиль. Кінцевою метою було створення матеріально-технічної бази суспільства загальнопланетарного і космічного діапазону. Засобами для цього повинні були стати швидкий поїзд на повітряній подушці і системи наземно-космічних поїздів; суцільнометалевий дирижабль і поїзди дирижаблів; ряд
   
10. ПРИРОДНІ РЕСУРСИ
      енергетичною базою. Склад використовуваних людьми ресурсів з часом змінюється. Земля віддала людині в першу чергу те, що лежало на її поверхні. У сучасному господарстві застосовуються всі відомі науці хімічні елементи та їх сполуки, енергія атомного ядра. Навіть вода і повітря, які зовсім недавно розглядалися як засоби біологічного існування людини і всього живого
    
11. Тема 10. Слідчі ситуації і тактичні комбінації. Фактор раптовості, тактичне рішення.
      рішення. Взаємозв'язок слідчої ситуації і тактичного рішення. Контрольні питання: Сформулюйте поняття: слідчий прийом і рекомендація, слідча ситуація, тактична комбінація і операція. Тактичне рішення і тактичний прем: їх класифікація і джерела формування. Які критерії допустимості тактичних прийомів у кримінальному судочинстві? У чому полягає тактичний
    
12. Державний контроль у житловій сфері
      вирішення населенням питань місцевого значення, а також питань володіння, користування і розпорядження муніципальною власністю. Органи державної житлової інспекції мають право: проводити інспекційні обстеження і перевірки підконтрольних об'єктів відповідно до завдань та функцій, визначених Положенням про державну житлової інспекції в Російській Федерації;
    
13. § 1. Проблема. Навчальна проблема
      вирішення "(С.І. Ожегов). Ось кілька прикладів: проблеми екології; національна проблема в станах колишнього СРСР; проблеми ринкової економіки; проблеми термоядерного синтезу; проблеми сучасного уроку; проблеми розвиваючого навчання в початковій школі і т.д. Ці проблеми вирішують народи, країни, політичні діячі, вчені, педагоги і т.п. Чому виникають проблеми? Вони виникають тому, що
    
14. Аналіз діяльності: визначення потреб навчання постійних співробітників.
      вирішенні проблеми. По-перше, необхідно з'ясувати, чи існує проблема взагалі. Якщо вона існує, то які конкретні причини цього: співробітники, які не знають, що робити; прийняті норми і стандарти; обмеження самої системи; недостатність навчання. Досить імовірно, що це - проблема небажання. У цьому випадку варто спробувати змінити порядок винагород, уста-новив систему стимулювання
    
15. Проблемне навчання
      вирішення проблемних завдань і ситуацій, що надають значні, але в той же час посильні труднощі, породжувати прагнення учнів до самостійного добування нового знання, формувати потребу в подальшому розвитку, зміцнювати впевненість у своїх силах і здібностях, посилювати мотивацію навчання, пізнавальний інтерес. Керівник занять, педагог не повідомляє знань у готовому
    
16. § 5. Зовнішні функції Російської держави
      вирішення міжнародних і міжнаціональних конфліктів. Сучасний світ потребує нового погляді на глобальні проблеми і мети XXI в. І Росія здатна генерувати тут великі оригінальні ідеї. Функція оборони країни також продовжує залишатися в ряду основних, бо одним з найважливіших аспектів зміцнення державності є забезпечення військової безпеки Російської Федерації.
    
17. ОУНЮА. ІСТОРІЯ ФІЛОСОФІЇ: ІСТОРІЯ АБО ФІЛОСОФІЯ? Матеріали конференції молодих вчених, 2000
      проблеми співвідношення між зазначеними дослідними установками. У першій групі доповідей справжня проблема розглядається в загальному вигляді, в другій - стосовно до тієї чи іншої конкретної історико-філософської теми або
    
18. Контрольні питання по § 3 1.
      проблеми сенсу життя людини? 2. Як пов'язана проблема сенсу життя з теоретичної та практичної плідністю філософії? 3. Що таке метафізична аксіоматика? 4. Яке співвідношення раціонального та ірраціонального в проблемі сенсу життя людини? 5. Що означає «трансцендирование до змісту»: його експлікація, розуміння або «буття в
    
19. Повідомлення
      Проблема етнічної приналежності венедів в античних джерелах. Проблема слов'ян і антів в Візантійських джерелах. Слов'яни на
    
20. 3J. Вимірювання ймовірностей в атомній фізиці
      енергетичними рівнями, тим інтенсивнішою буде відповідна спектральна лінія. Якщо ймовірність переходу висока, то спостерігається яскрава лінія, якщо ймовірність такого переходу низька, то ми бачимо тьмяну лінію, а якщо ймовірність дорівнює нулю, ми не бачимо нічого. (Якщо всупереч даної теорії ми не бачимо лінію там, де вона повинна була б бути присутнім, то відповідний перехід називається