Альтернативные источники энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Характеристика невозобновляемых источников энергии и проблемы их использования

1.1 Уголь

1.2 Природный газ

1.3 Атомная энергия

1.4 Торф

1.5 Нефть

2. ДОБЫЧА НЕФТИ

3. ДОБЫЧА НЕФТИ В УКРАИНЕ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время актуальным стал вопрос перехода от традиционных источников энергии к альтернативным. Поэтому сейчас уже можно говорить о перспективах их массового применения, что актуально в условиях ограниченности запасов невозобновляемых источников. Однако нужно рассмотреть все аспекты использования альтернативных источников энергии.

Все источники энергии можно разделить на два класса:

1)Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Типичный пример такого источника - солнечное излучение с характерным периодом повторения 24 ч. Возобновляемая энергия присутствует в окружающей среде в виде энергии, не являющейся следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком.

В современной мировой практике к ВИЭ относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.

2)Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека. Вместо термина "невозобновляемый" часто используется термин "истощаемый".

1.Характеристика невозобновляемых источников энергии и проблемы их использования

1.1 Уголь

Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником. Главная роль в освоении угля как источника энергии принадлежит Англии. В 1774 - 1784 годах Дж. Уатт разработал и построил универсальный паровой двигатель, который в основных чертах не изменился до настоящего времени. Паровой двигатель превращал тепловую энергию, образующуюся при сгорании угля, в механическую энергию. Примитивные паровые машины использовались уже с начала 18 века, но только универсальная машина Уатта могла быть приспособлена к различным промышленным процессам. Уголь таким образом становился универсальным энергоносителем. Паровые суда и поезда облегчили передвижение, и уголь можно было перевозить по всей Англии и, в конце концов, по всему миру. Новые города росли вокруг заводов, работающих на энергии угля и ориентированных на мировой рынок. Можно сказать, что уголь и пар обеспечили победу капитализма над феодализмом и положили начало эпохе промышленного капитализма в Европе и Америке.

Еще в 1965 году уголь был самым важным энергоисточником в мире. В 1985 году уголь давал 31% производимой человечеством энергии. Уголь удобен для производства электричества и других промышленных процессов. Он дает дешевую энергию в странах, где этот энергоисточник доступен.

В качестве энергоисточника в основном используется природный и древесный уголь.

Природный уголь представляет собой продукт разложения болотнvых растений (их возраст - до 300 млн. лет). Растения отмирали, погружались в болото и были погребе ны под слоями песка. Постепенно образовывались толстые слои таких отложений. Эти отложения под действием давления, температуры и микроорганизмов превращались сначала в торф, а затем в уголь.

После добычи большая часть угля поступает на тепловые электростанции, где выделяющееся при его сгорании тепло нагревает воду до кипения, образующийся пар вращает турбины, связанные с электрическим генератором, который и вырабатывает электрический ток. При этом только одна треть тепла расходуется на производство электроэнергии, остальные же две трети тепловой энергии излучаются в атмосферу. Добыча угля - опасная профессия. Строжайшие требования должны предъявляться к системам вентиляции шахт, к технике безопасности на шахтах, к восстановлению земель, из которых добывается уголь.

1.2 ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

25% энергии в мире вырабатывается из природного газа. По добыче газа Россия устойчиво занимает первое место в мире.

Залежи природного газа обычно находятся вместе с нефтью, хотя существуют чисто газовые месторождения. Природный газ, как нефть и уголь, образовался в земле из останков растений и мелких животных.

Содержание энергии в природном газе почти такое же высокое, как в нефти. Природный газ используется как топливо на электростанциях, как бытовое топливо, как сырье в промышленности, и т. д.

Газ можно транспортировать к месту потребления по трубам. Можно снизить температуру, чтобы газ перешел в жидкое состояние. Тогда его можно перевозить в нефтяных танкерах.

Кроме того, что запасы этих энергоисточников ограничены, их огромным недостатком является загрязнение окружающей среды как в местном, так и во всепланетном масштабе. При этом масса образующихся газообразных или твердых продуктов сгорания, поступающих в окружающую среду, в несколько раз превышает массу использованного топлива. Например, при сжигании природного газа - в 5 раз, при сжигании угля - в 4 раза.

1.3 Атомная энергия

Сегодня во всем мире атомные электростанции (АЭС) дают примерно 17 % производимой на Земле электроэнергии. А доля атомной энергетики в мировом производстве всех видов энергии чуть больше 6 %. В России на десяти АЭС производится примерно 16 % электроэнергии.

В разных странах по-разному относятся к АЭС. Лидером в использовании энергии «мирного атома» является Франция. Там на АЭС вырабатывается около 4/5 всей электроэнергии. Германия, наоборот, приняла решение к 2020 году закрыть все АЭС на территории страны. В США после нескольких лет спада в ядерной энергетике она вновь объявлена одним из главных направлений энергетической стратегии. В Австрии народ на общенациональном референдуме принял решения не вводить в эксплуатацию единственную построенную там атомную станцию. Дания полностью отказалась от применения атомной энергии.

Вопреки мифу о дешевизне атомной энергии, она является самой дорогой, если учесть все расходы, включая добычу и транспортировку радиоактивного сырья, строительство АЭС, переработку и захоронение радиоактивных отходов . Например, строительство АЭС в 5 раз дороже, чем строительство обычной газовой ТЭЦ. Несмотря на применение дорогостоящих мер безопасности, применение атомной энергии опасно для общества и для живой природы.

1.4 ТОРФ

Торф - ценнейший природный материал. Это самое молодое ископаемое, образующееся на болотах при разложении отмерших частей деревьев, кустарников, трав и мхов. По сути, это молодой уголь. Растения после отмирания попадают в сильно увлажненную, бедную кислородом среду и разлагаются только частично, поэтому их остатки из года в год накапливаются.

Основные достоинства торфа как энергоносителя:

· низкая себестоимость,

· малое количество образующихся при сжигании соединений серы,

· достаточно полное сгорание (малое количество образующейся золы)

Недостатки:

· низкая теплота сгорания,

· трудности сжигания из-за высокого содержания влаги (до 65%). При высокой степени прессования (торфяной брикет) влажность снижается, но при этом повышается стоимость.

Многие специалисты считают, что торф является перспективным топливом. Но, также как и другие виды ископаемых ресурсов, торф расходуется быстрее, чем образуется. Кроме этого, для добычи торфа осушаются болота - ценнейший ресурс питания рек, место обитания множества ценных видов живых организмов.

1.5 Нефть

Нефть является не только источником энергии. Она служит также сырьем для нефтехимической промышленности, производства пластмасс и даже лекарств. Приблизительно 90% всей добываемой нефти используют в качестве топлива, остальная часть используется для получения нефтехимических продуктов. Такое расточительство явно неразумно.

Некоторые составляющие сырой (необработанной) нефти использовались для получения энергии сотни лет. Современная же нефтяная промышленность родилась в Пенсильвании в 1859 году. С тех пор нефтяная промышленность уверенно развивалась и сейчас лидирует на мировом рынке энергоисточников. Сырая нефть распределена на Земле неравномерно, и также неравномерно потребляется жителями Земли. Основные запасы нефти (не считая России) сосредоточены на Ближнем Востоке, в Латинской Америке и Африке. Крупные потребители нефти - США и европейские страны, где её запасы не так велики. Промышленно развитые страны повысили свой жизненный уровень в первую очередь именно благодаря большему потреблению нефти, чем в бедных странах. Территориальное разделение производства и потребления нефти в мире породило крупномасштабную международную торговлю, которая из экономического явления превратилась в политическое и таит в себе опасность возникновения энергетических и экономических кризисов. Недаром нефть часто называют «черным золотом».

Нефть - это сложная смесь углеводородов, представляющая собой продукт разложения одноклеточных растений и организмов, живших сотни миллионов лет назад. Погибая, они формировали отложения на глубинах от 30 метров до 8 километров.

Прежде чем добывать нефть, надо провести геологическую разведку, то есть найти залежи ископаемого. Потом бурят скважины с помощью буровых установок, чтобы добывать нефть из земных глубин. Затем сырая нефть поступает на нефтеперерабатывающие заводы, где из нее получают бензин, керосин, дизельное топливо, парафин, битум и другие нефтепродукты. Нефть также может поступать на тепловые электростанции для сжигания.

Много нефти и нефтепродуктов потребляет транспорт. Но сейчас возрос интерес к разработке электромобилей, к использованию газов метана и пропана в двигателях грузовиков и автобусов, и т. д. В дальнейшем эти меры помогут заменить нефть.

Нефть легко транспортировать. Обычно её транспортируют по нефтепроводам или морем в нефтеналивных танкерах.

Нефть - очень ограниченный по запасам энергоисточник. Трудно сказать, на сколько еще хватит запасов нефти. Они могут быть истощены через 50 - 100 лет, если не будут найдены новые залежи. В любом случае, мы срочно должны найти замену нефти. Необходимо найти другие энергоисточники, безопасные для окружающей среды и которых хватит надолго.

2. ДОБЫЧА НЕФТИ

Нефть и газ играют значительную роль в экономике любого государства. Продукты нефтегазопереработки - основа всех видов топлива для транспорта, ценное сырье для химической промышленности.

Из нефти при ее переработке получают бензин, керосин, дизельное топливо, смазочные масла, мазут парафин, битум и другие нефтепродукты.

Химическая переработка нефти и газа дает различные полимерные соединения: синтетические каучуки и волокна, пластмассы и краски.

До 1917 года основным нефтедобывающим районом был Кавказ. Открываются новые месторождения в Азербайджане, Туркмении, Дагестане, на Сахалине.

В предвоенные и военные годы вводятся месторождения в Пермской, Оренбургской областях, в Башкирии и Татарии.

Во второй половине ХХ столетия введены в эксплуатацию площади Западной Сибири. Принимаются меры по созданию Прикаспийского нефтегазового комплекса.

Известно несколько способов добычи:

Ш Фонтанная добыча, когда пластовое давление намного больше гидростатического давления и нефть с газом при помощи собственной энергии поднимается на поверхность.

Ш Газлифтный способ добычи нефти, когда нефть на поверхность поднимает газ, закачиваемый в скважину. Есть такое понятие как эрлифт т.е. закачка воздуха, но поскольку это представляет опасность, от эрлифта отказались.

Ш Добыча нефти при помощи установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) или как называют бесштанговым насосом. В скважину на трубах НКТ спускается насос с двигателем и производит откачку жидкости. Существует много мнений, многие говорят, что этот способ добычи можно отнести к варварским способам т.к. данная установка способна забирать столько, сколько не дает сам нефтяной пласт.

Ш Добыча нефти при помощи штангового насоса. Насос спускается в скважину на штангах и производит откачку жидкости, медленно, равномерно.

3. ДОБЫЧА НЕФТИ В УКРАИНЕ

источник энергия нефть альтернативный

Украина -- одна из старейших нефтедобывающих стран мира. Здесь находятся три крупнейших нефтяных района:

ь Прикарпатский,

ь Днепровско-Донецкий,

ь Причерноморский.

Промышленная разработка нефтяных месторождений в районе Борислава началась в 1886 г. В 1908-1910 гг. в Западной Украине добывали до 1,5-2 млн. т нефти в год. На то время это был третий показатель в мире (после США и России).

Прикарпатский нефтегазоносный район охватывает территорию вдоль северо-восточных склонов Карпат. Сегодня в Прикарпатье эксплуатируются Бориславское, Долинское, Северодолинское и Рипнянское месторождения. Нефть залегает на глубине 1000-3500 м.

Днепровско-Донецкий нефтегазоносный район охватывает Днепровско-Донецкую впадину, тянется на 650-700 км узкой полосой (80-150 км) на Левобережье Украины. Важнейшими месторождениями этого района являются: Прилуцкое, Охтырское, Радченковское, Глинско-Розбышевское. Нефть Днепровско-Донецкого района высококачественна, содержит много легких фракций, дает высокий выход бензина, характеризуется малым содержанием серы.

Причерноморский нефтегазоносный район охватывает Причерноморскую впадину, степной Крым, Керченский полуостров, а также северо-западную часть акватории Черного и Азовского морей. На Керченском полуострове еще в 1866 г. начались первые буровые работы.

Крупнейшие месторождения нефти находятся в Сумской области, где в 1994 г. было добыто 1,5 млн. т нефти, что составляет 48% общегосударственной добычи. В Черниговской области добыча нефти составляла 687 тыс. т (22%), в Ивано-Франковской -- 569 тыс. т (18%).

Большинство крупных украинских месторождений нефти исчерпаны практически до проектного уровня. Например, уровень нефтедобычи Лелякивского месторождения достиг 59%, при проектном уровне 62,2%, Прилуцкого -- 53,2% при 56,6%, Качанивского -- 43,5% при 45,6%, Долинского -- 30,6% при 33,7%.

Объемы перекачки нефти в 1997 г. составляли 64 млн. 386,2 тыс. т, что на 812,8 тыс. т меньше, чем в 1996 г., в том числе объемы перекачки транзитной нефти почти достигли уровня 1996 г. (99,0%), но на 2,5% уменьшились объемы перекачки нефти по Украине.

Общая мощность отечественных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) составляет почти 60 млн. т в год, но они загружены приблизительно на 29%. Объемы переработанной отечественными НПЗ нефти в настоящее время составляют 12,8 млн. т.

ВЫВОДЫ

Потребление нефти во всем мире прогрессивно растет, что, в свою очередь, определяется развитием техники и промышленности, ростом населения. В начале 20-го столетия потребление энергии удваивалось за 50 лет, а теперь -каждые 15 лет.

Запасы нефти и газа в мире не столь велики, и при интенсивном использовании могут скоро оскудеть. К тому же нефть и нефтяные газы являются основным сырьем для химической промышленности, которая развивается опережающими темпами. Поэтому для будущего необходимо сохранить нефть и газ прежде всего как сырье для химической промышленности, заменив нефть как топливо другими источниками энергии.

Нефть и газ играют значительную роль в экономике любого государства. Продукты нефтегазопереработки - основа всех видов топлива для транспорта, ценное сырье для химической промышленности.

Из нефти при ее переработке получают бензин, керосин, дизельное топливо, смазочные масла, мазут парафин, битум и другие нефтепродукты.

Химическая переработка нефти и газа дает различные полимерные соединения: синтетические каучуки и волокна, пластмассы и краски.

Большинство крупных украинских месторождений нефти исчерпаны практически до проектного уровня.

ЛИТЕРАТУРА

1. Химия. Большой справочник для школьников и поступающих в ВУЗы. Издательство «Дрофа». М. 1999 г.

2. Компьютерная энциклопедия «Природа»

3. Компьютерная энциклопедия «Наука»

Размещено на Allbest.ru