СодержаниеВведение 3
Глава 1. Альтернативные источники энергии: виды и классификация 5
1.1. Виды альтернативных источников энергии в мире 5
1.2. Классификация возобновляемых источников энергии 9
Глава 2. Виды альтернативных ресурсов энергетики в современных условиях 11
2.1. Солнечная энергетика 11
2.2. Ветроэнергетика 13
2.3. Энергетика морей и океанов 16
2.4. Геотермальная энергетика 19
2.5. Новые виды энергоносителей 20
Глава 3. Экологические проблемы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии 23
3.1. Проблема взаимодействия энергетики и экологии 23
3.2. Экологические последствия развития солнечной энергетики 24
3.3. Влияние ветроэнергетики на природную среду 26
3.4. Возможные экологические проявления геотермальной энергетики 30
3.5. Экологические последствия использования энергии океана 32
3.6. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок 34
Заключение 36
Список литературы 40
Список литературыВведениеВведение
«Альтернативные ресурсы энергии, виды, классификация, перспективы» – одна из важных и актуальных тем на сегодняшний день.
Тема курсовой работы актуальна потому, что при существующем уров-не научно–технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органических топлив (уголь, нефть, газ), гидро-энергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако, по ре-зультатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Осталь-ная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других ис-точников энергии – нетрадиционных и возобновляемых.
Данная тема достаточно подробно освещена в научных трудах сле-дующих авторов: Апполонов Ю.Е., Миклашевич И.В.,Благородов В.Н. Твайделл Дж., Уэйр А.
Таким образом актуальность темы исследования не вызывает сомнений.
Обязательным элементом данного пункта курсовой работы является формулировка объекта и предмета исследования.
Объект исследования – альтернативные ресурсы энергии.
Предмет исследования – виды альтернативных ресурсов энергетики: солнечная, ветроэнергетика и др.
Актуальность данного исследования определила цель и задачи работы:
Цель работы – рассмотреть альтернативные ресурсы энергии, виды, классификация, перспективы.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1.Исследовать альтернативные источники энергии: виды и классифика-цию;
2.На основании теоретического анализа изучения проблемы, системати-зировать знания о видах альтернативных ресурсов энергетики в современных условиях;
3.Рассмотреть сущность и специфику понятий экологических проблем использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.
4.Систематизировать и обобщить существующие в специальной литера-туре, научные подходы к данной проблеме.
5.Предложить собственное виденье на данную проблему и найти пути её разрешения.
Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в обоб-щении научного знания по данной проблеме.
Успешность выполнения задач по написанию курсовой работы в наи-большей степени зависит от выбранных методов исследования.
В работе использовались методы как эмпирического исследования: сравнительно–сопоставительный, наблюдение, так и используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования: абстрагирова-ние, анализ, синтез и дедукция.
Структура курсовой работы выражается в ее содержании.
Для раскрытия поставленной темы определена следующая структура: работа состоит из введения, трех глав заключения, списка использованной литературы. Название глав отображает их содержание.
Глава 1. Альтернативные источники энергии: виды и классификация
1.1. Виды альтернативных источников энергии в мире
Становление и развитие человеческой цивилизации всегда было связа-но с развитием и совершенствованием энергетики и зависело от нее. Госу-дарство, которое обладает значительными энергоресурсами и развитой энер-госетью, быстрее увеличивает промышленный, оборонный и социально–политический потенциал. Практически электротеплоэнергетика является сис-темообразующей отраслью любой экономики, а значит и государства . От ее состояния зависят уровень и темпы социально–экономического развития лю-бой страны.
На протяжении нескольких веков основными энергоносителями в мире были и, вероятно, будут (уголь, торф, нефть, газ). Большую роль в общем ба-лансе энергий играет также электроэнергия, получаемая на гидроэлектро-станциях, а в последние 50 лет атомная энергетика.
Россия занимает одно из ведущих мест в мире по добыче углеводород-ных источников энергии (табл. 1).
На сегодняшний день суммарная мощность отечественных электро-станций превышает 215 млн. кВт. Свыше 20% ее составляют гидроэлектро-станции, более 10% – атомные электростанции и почти 70% – тепловые стан-ции, работающие на газе (63%) и на твердом топливе (28%).
Общая протяженность всех линий электропередач (ЛЭП) превышает 2,5 млн. км. В 2006 г. электропотребление в РФ составило 878 млрд. кВт/час. В перспективе ожидается дальнейший рост потребления .
Длительное время основой всего топливно–энергетического комплекса (ТЭК) в мире был уголь, но постепенно его доля снижается с 56% в 1950 г., до 30% в 1970 г. и до 28% в 2006 г.
На первое место выдвинулись нефть и газ, но, по прогнозам специали-стов, уголь будет оставаться еще длительное время важной составляющей мирового энергетического баланса, так как промышленные запасы его вели-ки и исчисляются 15,0 трлн. т условного топлива (усл. т), то есть практически их хватит на 100–200 лет (по другим данным на 200–300 лет) .
Однако форма и вид его использования будут значительно модифици-рованы. Уголь обогатят специальными энергетическими добавками, раздро-бят, переведут в жидкие суспензии, которые можно будет транспортировать по трубам. Это позволит поднять его энергоемкость, значительно снизить за-грязнение природной среды шлаками и химическими отходами при сжига-нии.
Важным отрицательным фактором производства тепла и электроэнер-гии, связанных с углеводородными энергоносителями, является массовое и все увеличивающееся загрязнение биосферы (воздуха, воды, почвы) опасны-ми химическими отходами в жидкой, твердой, газообразной и аэрозольной формах. Таким образом, всей экосистеме ежедневно наносится прямой, кос-венный или потенциальный ущерб, последствия которого мы уже ощущаем сейчас.
Так, тепловая электростанция средней мощности (ТЭС) с коэффициен-том полезного действия 33–39% более половины вырабатываемой энергии возвращает в окружающую среду, поднимая ее температуру. В течение года только одна станция дает до 43 тыс. т золы, 220 тыс. т окиси и закиси серы, около 30–40 тыс. т окислов азота, двуокись углерода и других опасных для живой природы веществ.
Загрязнение атмосферы химическими веществами – основной фактор неблагоприятного воздействия на экологию. Сюда входят сотни млн. тонн окислов азота, серы, углекислоты, твердых и жидких веществ, в том числе и в форме аэрозолей. Глобальное загрязнение атмосферы приводит к измене-нию климата, увеличению потока жесткого ультрафиолетового (УФ) излуче-ния на поверхность Земли, увеличению числа кислотных дождей, усилению парникового эффекта, увеличению числа различных заболеваний среди лю-дей и животных.
Загрязнение почвы твердыми и жидкими отходами промышленности, строительства, городского хозяйства и сельскохозяйственного производства, а также часто необоснованное вмешательство человека в режим водоснабже-ния почв в условиях поливного земледелия и мелиоративных преобразований с крупномасштабным применением пестицидов и удобрений, оказывает не-благоприятное влияние на экологию земли и воды.
Если атмосфера и почва принимают на себя основной объем всех за-грязнений, то естественные водоемы (озера, реки, моря и океаны) служат природными накопителями химических отходов человеческой деятельности.
За счет регулярных осадков (дождь, снег), а в период весенних и осен-них половодий и стоков поверхностных вод в водоемы попадают и накапли-ваются сотни тонн химических и биологических веществ. – Сюда же в при-родные водные объекты попадают "использованные" в промышленности, сельском хозяйстве и энергетике большие объемы вод–охладителей с изме-ненным химическим составом, повышенной температурой и биологическими примесями, которые также накапливаются и неблагоприятно влияют на био-сферу водоемов, вызывая изменения их состава и свойств и оказывая вредное воздействие на все живое.
Ученые предупреждают – над человечеством нависла угроза глобаль-ного экологического крушения, когда дальнейшее загрязнение окружающей среды чревато необратимыми последствиями для человека, подобно ядерной катастрофе. На повестку дня поставлен вопрос – как уберечь планету от гро-зящей катастрофы.
Ясно, что одному государству с такой глобальной проблемой не спра-виться. Браться за ее решение надо сообща – всему мировому сообществу . Это многие понимают. Свидетельством тому является вступление в силу с 16 февраля 2005 г. "Киотского протокола к Рамочной конвенции ООН об изме-нении климата" – международного правового акта, подписанного почти все-ми государствами мира, но ратифицированного только 55 стран. К сожале-нию, некоторые страны (США, Китай и ряд других), казалось бы понимаю-щие важность такого шага, не присоединились к протоколу.
Участники Конвенции добровольно берут на себя обязательства огра-ничить до определенного уровня выбросы в атмосферу вредных и опасных веществ национальной промышленностью и транспортными средствами. В частности, государства взяли на себя обязательства сократить свои антропо-генные выбросы парниковых газов на 5% по сравнению с 1990 г. в период с 2008 по 2012 г.
Для решения проблемы уменьшения количества выбросов в околозем-ное пространство вредных и опасных веществ в каждом государстве имеются разработанные и проверенные технические решения, методы борьбы с за-грязнениями и достаточно эффективные технологии. Сюда входит:
строительство очистных сооружений с современной технологией;
установка пылегазоулавливающих и специальных фильтров;
создание малоотходных или безотходных технологий;
утилизация всех видов отходов для их вторичного использования;
разработка и широкое применение замкнутых циклов использования воды и воздуха;
применение биологических методов борьбы с вредителями и болезня-ми лесных и сельскохозяйственных растений;
щадящее использование техники; улучшение конструкции всех видов двигателей, машин и механизмов;
поиски новых (альтернативных) видов топлива и энергоносителей.
К альтернативным или как их иногда называют возобновляемым ис-точникам энергии (ВИЭ) относят солнечную, ветровую, геотермальную, энергию приливов, волновую, биоэнергетику и энергию разности температур глубин морей и океанов .
В настоящего времени создание промышленных установок и получение энергии от всех указанных видов источников составляет 1,6% от всей полу-чаемой энергии. Однако в ряде стран, где этой проблемой занимаются уже довольно продолжительное время (от 10 до 20 лет), этот показатель значи-тельно превышает мировой .
Например, в Дании – 12%, Испании, Италии. Германии – 2,7%, США Великобритании и Швеции 2,2–2,4%.
Энергия, получаемая от этих источников, как правило, дороже тради-ционной, но это целесообразно в тех регионах, где имеются эти источники и куда завозить топливо и проводить ЛЭП невыгодно.Литература:
1. Апполонов Ю.Е., Миклашевич И.В. О комплексном использова-нии нетрадиционных возобновляемых источников энергии // Энергетическое строительство, № 1, 2004. С. 15–18.
2. Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. – М.: О-во «Знание», 2005.
3. Благородов В.Н. Проблемы и перспективы использования нетра-диционных возобновляемых источников энергии // Энергетик, 2000, № 10, с. 16–18.
4. Братенков В.Н., Хаванов П.А., Вэскер Л.Я. Теплоснабжение ма-лых населенных пунктов. – М.: Стройиздат, 1988. – 223 с.
5. Быстраков Ю.И., Колосов А.В. Экономика и экология. – М., 2003. – 259 с.
6. Долгов В.Н. Перспективы создания подземных атомных электро-станций на базе корабельных технологий // Судостроение, № 5, 2002, с. 32–36.
7. Ильин А.К., Ковалев О.П. Нетрадиционная энергетика в Примор-ском крае: ресурсы и технические возможности. Владивосток: ДВО РАН, 2004. – 40 с.
8. Калашников Н.П. Альтернативные источники энергии. – М.: О-во «Знание», 1987.
9. Калинин Ю.Я., Дубинин А.Б. Нетрадиционные способы получе-ния энергии. – Саратов: СПИ, 2003. – 70 с.
10. Ключи от XXI века: Сб. статей.– М., 2004. – 317 с. – (пер. с фр. яз.)
11. Лабунцов Д.А. Физические основы энергетики. – М.: Изд–во МЭИ, 2000.
12. Марочек В.И., Соловьев С.П. Пасынки энергетики. – М.: Знание, 1981. – 64 с.
13. Муругов В.П., Каргиев В.М. Методология развития автономных энергосистем в сельском хозяйстве с использованием возобнов-ляемых источников энергии. Санкт–Петербург, 2003.
14. Нетрадиционные источники энергии. – М. Знание, 2005. – 95 с.
15. Нетрадиционные источники энергии. – М. МЭИ, 2003.
16. Нетрадиционные источники энергии: рекоменд. библиогр. обзор/ сост. Л.М. Кузнецова. – М.: Книга, 2004.
17. Никкинен Рейо Энергетическое сравнение систем централизо-ванного теплоснабжения России и Финляндии // Теплоэнергети-ка, 2003, № 4, с. 75–78.
18. Перспективы развития альтернативной энергетики и ее воздейст-вие на окружающую среду / В.В.Алексеев, Н.А.Рустамов, К.В.Чекарев, Л.А.Ковешников. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2003, с. 152.
19. Поляков В.А. Автономное теплоснабжение // Энергетическое строительство, № 10, 2004, с. 11–14.
20. Проблемы и перспективы развития мировой энергетики. – М.: Знание, 2002. – 48 с.
21. Смирнов П.Н., Наседкин С.П. К оценке экономической эффек-тивности солнечных установок горячего водоснабжения // Техно-логия судостроения, 2001, № 5. С. 86–88.
22. Солнечные фотоэлектрические системы // Возобновляемая энер-гия, 2002, № 1, с. 15–17.
23. Стахорский Р., Малышев В. Водород – экологически чистый ис-точник будущего // Энергия промышленного производства, 2004. № 2.
24. Стребков Д.С., Тихомиров А.В. Задачи энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в усло-виях многоукладной экономики // Энергетическое строительство, № 8, 2004, с. 20–25.
25. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. – М. Энергоатомиздат. 2000. – 392 с.
26. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие/ Л.Д. Богуславский, В.И. Ливчак, В.П. Титов и др.; Под ред. Л.Д. Богуславского и В.И. Ливчака. – М.: Стройиздат, 2000. – 624 с.
27. Энергосмесь для мира будущего // Аспекты. 2000. № 3, 4.
28. Янтовский Е.И. Потоки энергии и эксергии. – М.: Наука, 1988. – 144 с.
29. Chauffe eau et piscines tirent le marche du sobairethermu // Usine non, 1998, № 2638, p 74–76.
30. Solar energy utilization on the verge of market introduction – facts and figures / Rasch W., Sanchez F., Winter C.–J // 15th Congr. World Energy Counc., Madrid, Sept. 20–25, 1992. Div. 3. Pt.1–(Madrid)– P. 279–300.
31. Ресурсные, социально–экономические и экологические аспекты промышленного использования торфа, биомассы и других нетра-диционных возобновляемых источников энергии в России на перспективу до 2020 года / Комитет Государственной Думы по природным ресурсам и природопользованию. – Режим доступа: http://www.duma.gov.ru/cnature/.
|
|
