Перспективи розвитку альтернативних джерел енергії

ПідготувавЯцько Юрій

Зараз, як ніколи раніш, гостро постало питання: що чекає на людство – енергетичне голодування чи енергетичний достаток? Очевидно, що зараз людство переживає енергетичну кризу: бажані потреби людства у електричній енергії у декілька разів перевищують виготовлення! І це при тому, що остання цифра є майже фантастичною – 27-30 трлн. кіловат-годин щороку.

Потреби людства

Цілком природно виникає питання, чи завжди використання енергії і виробництво електроенергії повинне супроводжуватися руйнуванням навколишнього середовища. І якщо правда, що будь-який вид людської діяльності неминуче впливає на природу, то ступінь цієї шкоди різний. Ми не можемо не впливати на середовище, у якій живемо, оскільки для підтримки життєвих процесів як таких необхідно поглинати і використовувати енергію.

Вплив людини на середовище

Дивно, що всього двісті років тому людство, крім енергії самої людини і тварин, володіло тільки трьома видами енергії, і І джерелом цих усіх трьох видів енергії було Сонце. Енергія вітру обертала крила вітряних млинів, на яких мололи зерно чи ткали. Для того щоб можна було скористатися енергією води, необхідно, щоб вода бігла вниз до моря від вище розташованого джерела, де річка наповняється за рахунок дощів, що випадають.

Види енергії людства двісті років тому

За останнє десятиліття інтерес до цих джерел енергії постійно зростає, оскільки в багатьох відносинах вони необмежені. У міру того як постачання палива стає менш надійним і більш дорогим, ці джерела стають усе більш привабливими і більш економічними. Підвищення цін на нафту і газ послужило головною причиною того, що ми знову звернули свою увагу на воду, вітер і Сонце.

Підвищення інтересу до альтернативних джерел енергії

Види енергії сучасного людства

Вітрова енергія

Вітер – найдоступніше поновлюване джерело енергії.

Переваги і недоліки вітроенергетики

Переваги

• Екологічно-чистий вид енергії. Виробництво електроенергії за допомогою "вітряків" не супроводжується викидами вуглекислого чи будь-якого іншого газу.

• Ергономіка. Вітрові електростанції займають мало місця і легко вписуються в будь-який ландшафт, а також відмінно поєднуються з іншими видами господарського використання території.

• Відновлювана енергія. Енергія вітру, на відміну від викопного палива, невичерпна.

• Краще рішення для важкодоступних місць. Для віддалених місць встановлення вітрових електрогенераторів може бути найкращим і найдешевшим рішенням.

• Нестабільність. Нестабільність полягає в відсутності гарантій отримання необхідної кількості електроенергії. На деяких ділянках суші сили вітру може виявитися недостатньо для вироблення необхідної кількості електроенергії.

• Відносно невисокий вихід електроенергії. Вітрові генератори значно поступаються у виробленні електроенергії дизельним генераторам, що призводить до необхідності встановлення відразу декількох турбін. Крім того, вітрові турбіни неефективні в період пікових навантажень.

• Висока вартість. Вартість установки потужністю 1 МВт становить 1 мільйон доларів.

• Небезпека для дикої природи. Обертові елементи турбіни становлять потенційну небезпеку для деяких видів живих організмів. Згідно зі статистикою, лопаті кожної встановленої турбіни є причиною загибелі не менш як чотирьох особин птахів на рік.

• Шумове забруднення. Шум від "вітряків" може викликати занепокоєння, як диких тварин, так і людей, які проживають поблизу.

Переваги і недоліки вітроенергетики

Недоліки

Види енергії сучасного людства

Сонячна енергія

Сонце щомиті дає Землі 80 трильйонів кіловат, тобто в кілька тисяч разів більше, ніж усі електростанції світу, потрібно тільки нею скористатися.

Переваги і недоліки сонячної енергії

Переваги

• Сонячна енергія є загальнодоступною і невичерпною.• Сонячна енергетика безпечна для довколишнього середовища. При

цьому деякі спеціалісти стверджують, що можливе масове запровадження сонячної енергетики може змінити альбедо поверхні Землі. Це в свою чергу може спричинити зміну клімату (хоча при нинішньому рівні розвитку сонячної енергетики це майже нереально).

Недоліки

• Залежність від погодних умов. Залежність від зміни дня і ночі.• Треба мати можливість акумулювати енергію.• Зараз досить дорогим є спорудження електростанцій такого типу.• Треба час від часу очищувати поверхні батарей від бруду і пилу.• Атмосфера над електростанціями досить сильно нагрівається.

Види енергії сучасного людства

Енергія води

Багато тисячолітть вірно служить людині енергія, що міститься в текучій воді. Запаси ціеї енергії величезні. Люди навчились використовувати цю енергію раніше за всі інші. Коли настала доба електрики, водяне колесо заново відродилося, але тепер вже у вигляді водяної турбіни.

Переваги і недоліки гідроенергетики

Переваги

Недоліки

• використання відновлюваної енергії• є дуже дешевою електроенергією• робота не супроводжується шкідливими викидами в

атмосферу• швидкий (щодо ТЕЦ / ТЕС) вихід на режим видачі робочої

потужності після включення станції

• затоплення орних земель• будівництво ведеться там, де є великі запаси енергії води• на гірських річках небезпечно через високу сейсмічность районів• скорочені і нерегульовані попуски води з водосховищ по 10-15 днів

призводять до перебудови унікальних заплавних екосистем по всьому руслу річок, як наслідок, забруднення річок, скорочення трофічних ланцюгів, зниження чисельності риб, елімінація безхребетних водних тварин, зникнення місць гніздування багатьох видів перелітних птахів, недостатнє зволоження заплавній ґрунту, негативні рослинні сукцесії

Види енергії сучасного людства

Енергія морських припливів

Дещо більшим від ресурсів гідроенергії є світовий ресурс енергії морських хвиль та припливів.  Найбільш поширеним способом використання енергії морів та океанів є спорудження припливних електростанцій (ПЕС).

Переваги і недоліки припливної енергетики

Переваги

Недоліки

• мінімум  поверхні на суші;• не забруднюється атмосфера;• безкоштовне джерело.

• Небезпечно  для  судноплавства;• в  морі  займає  досить  великий  простір.• Приливні енергії також є небезпечною для морських тварин

і птахів. 

Види енергії сучасного людства

Біоенергетика

Завдяки потужному розвитку ринку біопалива у найближчі роки ми зможемо повністю відмовитися від викопних видів палива. Фінські вчені стверджують, що у найближчі 20-30 років біопаливо зможе забезпечити

усі енергетичні потреби

Особливості біоенергетики

• Перша фундаментальна особливість біоенергетики полягає в тому, що будь-які живі об’єкти є термодинамічно відкритими системами, які успішно функціонують лише за умов постійного обміну речовиною та енергією з навколишнім середовищем.

• Друга надзвичайно важлива особливість біоенергетики пов’язана з тим, що обмінні процеси у клітинах проходять за умов відсутності значних коливань температури, тиску та об’єму.

Види енергії сучасного людства

Енергія Світового Океану

Відомо, що запаси енергії у Світовому океані колосальні. Так теплова енергія, що відповідає перегріву поверхневих вод порівняно з донними на 20 градусів, становить приблизно 1026 Дж. Проте, поки що люди вміють використовувати лише дуже малі частки цих енергій, причому ціною великих інвестицій, що повільно окуповують себе. До останніх часів використання енергії океану здавалося нерентабельним.

Переваги і недоліки енергії океанів

Переваги

Недоліки

• стабільність і незалежність від примх природи; ·• створення економічно виправданих споруд потребує лише деякої

доробки таких широко відомих пристроїв, як теплообмінники та турбіни

• вартість та масштаби установок. Технічна реалізація використання джерел можлива за таких умов: • освоєння тільки найбільш потужних течій; • наявність припливів зі збільшеною амплітудою; • наявність енергії хвиль, достатньої для використання; • наявність ділянок океану зі значною різницею солоності між річковим стоком і морською водою з температурним перепадом у 20°С, щоб ефективно здійснити цикл Карно.

Отже, широкомасштабне впровадження альтернативних джерел енергії дозволить зробити суттєвий крок у зменшенні енергетичної залежності різних країн світу, охороні довкілля та створенні умов для екологічного життя.

Спасибі за увагу