Резервы альтернативной энергетики в арабских странах и варианты ее развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

резервы альтернативной энергетики в арабских странах и варианты ее развития



Содержание

1. типология альтернативной энергетики

2. ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В СФЕРЕ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

2.1 Возобновляемая энергия в арабских странах

2.2 Ядерная энергетика и ее резервы в арабских странах

3. переход к использованию альтернативных источников энергии

ЛИТЕРАТУРА

Приложение



1. Типология альтернативной энергетики См. Приложение 1. Типология альтернативной энергии.

Прежде чем говорить об альтернативной энергии следует определить границы понятия «альтернативная энергия» и что под ним подразумевается. По данным сборника об альтернативной энергии выделяется семь различных видов альтернативных источников энергии, такие как биоэнергия, солнечная энергия, энергия ветра, ядерная энергия, геотермальная энергия, водородная энергия и гидроэнергия. N. Schlager, J. Weisblatt. Alternative energy in 3 vols.- Thomson Gale, 2006.

Многие учёные замечают, что Ближний Восток несмотря на современный низкий уровень использования альтернативных источников энергии, обладает чрезвычайно высоким потенциалом для развития возобновляемых источник энергии, по причине того, что этот регион имеет предрасположенности для ее развития, поскольку владеет 45% всего мирового потенциала развития возобновляемой энергии. Специалисты в сфере энергетики указывают на тот факт, что такие виды возобновляемой энергии как энергия ветра, гидроэнергия и геотермальная энергия обладают достаточно скромным потенциалом, если сравнивать его с огромным потенциалом солнечной энергии в этом регионе. Однако, в общем эти виды топлива обладают энергетическим потенциалом равным 65,5 Mtoe, что составляют десятую часть от абсолютного потребления электроэнергии на Ближнем Востоке. А вкупе с солнечной энергией, потенциал которой на 2005 год оценивался в 54229 Mtoe, энергетический потенциал возобновляемой энергии региона Ближнего Востока оценивался на состояние 2005г. в размере 54 294,5 Mtoe в год, что превышает абсолютное количество электроэнергии, производимой на сей день на Ближнем Востоке в топливном эквиваленте практически в 73 раза, что указывает на целесообразность и экономическую выгоду развития альтернативных видов топлива в данном регионе. Brydon, J., Riahi, L., and Zissler, R. MENA Renewables Status Report, REN21/IRENA/UAE, Directorate of Energy and Climate Change, 2013. P.43

Таким образом, наиболее перспективным видом альтернативной энергии на Ближнем Востоке является солнечная энергия. Очевидным является тот факт, что этот вид энергии зависит от одного ресурса - солнечного света, иначе говоря инсоляции. Чем больше инсоляция в регионе, тем более высок потенциал развития этого вида энергии. Если проанализировать карту инсоляции, то можно заметить, что в регионе Ближнего Востока и Северной Африки наиболее большой уровень инсоляции в мире. Ключевым показателем, измеряющим уровень инсоляции является т.н. показатель прямой нормальной радиации DNR (Direct Normal Radiation). Так, на Ближнем Востоке этот показатель достигает отметки в 2050-2800 киловатт в час на один квадратный метр в год (kWh/m2/год), учитывая умеренную облачность, которая достигает 20% в год. Таким образом, эти показатели являются одними из лучших в мире, что делает этот регион наиболее благоприятным для развития солнечной энергии. Ibid. P. 45

1. Карта уровня DSR в арабских странах. URL: ww.nrel.gov/gis/images/swera/africa/africa_dir.jpg Дата обращения 15.04.2016.

Одним из наиболее сложных для развития видов альтернативной энергетики является ядерная. Ядерная энергия - вид энергии, получаемый из ядра атома. Есть два способа получения этого вида энергии: расщепление и синтез.

Сложности развития этого вида энергии связаны с нестабильностью в регионе, что может привести к использованию программы "мирного атома" в военных целях. Однако, многие страны, где политическая ситуация остаётся спокойной и стабильной продолжительное количество времени приступили к разработке программ по развитию "мирного атома". Nuclear new build: insights into financing and project management. NEA No. 7195.- OECD, 2015.



2. Достигнутые результаты в сфере альтернативной энергетики

Как уже было заключено ранее исследуемый регион имеет большой потенциал для развития альтернативных источников энергии. Однако, несмотря на этот факт на состояние 2012 года уровень разработки возобновляемых источников энергии в арабских странах находился на чрезвычайно низком уровне в сравнении со среднемировым уровнем и составлял лишь 1% от общего потребления энергии. Лишь пять государств региона ( Египет, Иордания,, Ливан Марокко и Йемен) достигли больше 1% потребления возобновляемых ресурсов, но ни одно из этих государств не достигает уровня больше 5%. D.R.Jalilvand. Renewable Energy for the Middle East and North Africa // Friedrich Ebert Stiftung, 2012.. P.3 С периода 2000-2012 годов потребление возобновляемых ресурсов сократилось практически в половину с 1.7% до 1% в среднем в рассматриваемом регионе. Лишь некоторым странам таким как Ирак, Иордания и Ливан удалось увеличить долю возобновляемых источников энергии. Таким образом, такое положение дел на Ближнем Востоке привело к тому, что в 2008 году средний показатель по использованию возобновляемых источников энергии на Ближнем Востоке был одним из самых низких в мире 1%, в то время как несмотря на то, что наблюдалась такая же ситуация сокращения использования альтернативной энергии в мире показатель к 2008 г. в мире достиг 12.9 %, что намного выше показателя на Ближнем Востоке. Следует также обратить внимание на тот факт, что в рассматриваемый период с 2000-2012 г. в исследуемом регионе наблюдалось общее увеличение потребления электроэнергии на 66%. В то же время абсолютное использование возобновляемых ресурсов увеличилось лишь на 5%, в то времени как потребление возобновляемой энергии в мире увеличивается на 17,8 % ежегодно, что иллюстрирует насколько сильно отстаёт развитие альтернативной энергии в данном регионе. Использованы данные World Bank Database

2. Доля установленных мощностей электроэнергии в зависимости от технологии. Составлена по данным REN 21 и RCREEE

Если посмотреть на ситуацию в арабских странах на сегодняшний момент, то можно заметить, что глобальных изменений не произошло. Доля возобновляемой энергии в среднем по региону составляет 6% от общего производства электроэнергии. Однако, этот показатель учитывает производство энергии крупными гидроэлектростанциями, которые функционируют на Ближнем Востоке уже долгое время. Если рассмотреть показатель производство электроэнергии от возобновляемых источников, исключив из него энергию, произведённую гидроэлектростанциями, то доля этой энергии составит лишь 1% от общего производства энергии.

По этой причине для стимулирования развития возобновляемой энергии большинство арабских государств стали создавать департаменты или отделы внутри министерств энергии для развития и продвижения этого вида энергии. Quality Infrasructure for Renewable Energt Technologies. - IRENA, 2015. С. 54

Некоторые страны уже приступили к созданию инструментов государственных инвестиций в возобновляемую энергетику, такие как национальные фонды возобновляемой энергетики. Также создаются компании, которые вносят свой вклад в финансирование проектов по развитию возобновляемой энергии. Ibid. С. 61

Однако, ключевая проблема развития и продвижения альтернативной энергетики в арабских странах заключается в том, что цены на энергию в арабских странах уже низкие, что мешает увеличению конкурентоспособности энергии, произведённой из альтернативных источников.

Несмотря на то, что арабский регион обладает большим потенциалом для развития возобновляемой энергетики ее развитие до сих пор находится в плачевном состоянии. Рассмотрим достигнутые результаты по развитию альтернативных источников энергии в арабских странах.

2.1 Возобновляемая энергия в арабских странах

Как уже было сказано доля возобновляемой энергии составляет 6%, что в абсолютных данных равно приблизительно 12GW. Renewable Capacity Statistics 2016.- IRENA, 2016. С. 10-15 При этом 5% всей возобновляемой энергии производится из гидроресурсов. Таким образом, на данный момент гидроэнергетика - самый развитый вид возобновляемой энергии в регионе.

Самая развития система гидроэнергии располагается в Египте, где производится около 2,8 GW энергии. В то время, как в таких странах как Ирак, Марокко, Сирия и Судан производится около 1,5 GW электроэнергии в каждой стране.

Есть вероятность, что такая развитая гидроэнергетика будет использоваться в будущем для перехода к специальным гидроаккумулирующим электростанциям, которые смогут помочь развитию других видов альтернативной электроэнергии. Пример такой станции уже можно обнаружить на Ближнем Востоке в Марокко - 460 MW гидроэлектростанцию в Афураре , которая используется как гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС). Использованы данные ONEE [URL: http://www.one.org.ma Дата обращения 17.04.16.

На данный момент все виды альтернативной энергии за искореним гидроэнергии составляют лишь 1% от всей производимой в арабских странах электроэнергии. В то же время наибольшую долю от этой энергии составляет энергия, произведённая из ветра и солнца. Так, совокупно энергия, производимая из солнца и ветра составляет 0,5% от всей производимой энергии на Ближнем Востоке.

К сожалению данные по производству возобновляемой электроэнергии обновляются не каждый год, поэтому последние агрегированные подсчёты были произведены в 2014 году. Так, в конце 2013 года арабские страны произвели около 1000MW энергии путём использования силы ветра. Египет является страной-лидером по производству энергии от силы ветра, где уровень производства достиг отметки 550 MW на начало 2014 г. За ним следует Марокко, где производится около 290 MW электроэнергии от ветра. Тунис занимает третье место по количеству произведённой ветряной энергии - 154 MW. Следует заметить, что наибольший уровень производства энергии путём использования энергии ветра, был достигнут в период с 2005 по 2010 г. На настоящий момент наблюдается спад в этой области. Для подсчетов использовались данные ONEE, REN 21 и Renewable Capacity Statistics 2016.- IRENA, 2016.

Самое большое количество проектов было реализовано в Марокко. Крупнейшей ветряной электростанцией в Марокко является станция Тарфайя, которая была закончена в 2011 г. Мощность электростанции оценивается в 200MW, однако существует возможность увеличения производительности станции до 300MW. Также на территории Марокко работают 3 маленькие ветреные электростанции Аль Каудия Аль Байда, мощность которой 50MW, станция Кап Сим, мощность которой 60MW, а также станция Лафардж, мощность которой 10MW. I. El-Husseini. Ibid P.9

Одна из крупнейших ветреных станций в регионе располагается в Египте. Zafarana Wind Farm была построена в 2005 г. Ее мощность оценивается в 305 MW. Планируется увеличить производительность станции до 540 MW в 2017 г.

Если говорить о реализованных проектах в Тунисе, то действующей ветряной электростанцией является станция Sidi Daoud Wind Farm, мощность которой достаточно низкая по сравнению с похожими проектами в других арабских странах - 50 MW. Для подсчетов использовались данные REN 21, IRENA statistics и Renewable Capacity Statistics 2016.- IRENA, 2016.

Несмотря на то, что арабские страны обладают наиболее благоприятными условиями для развития солнечной энергии в мире, большинство проектов по установке солнечных электростанций находятся на стадии разработки. Однако, уже можно найти определённые результаты в этой области. Как уже было установлено ранее, солнечная энергия может производится двумя основными путями: путём установки фотоэлектрических элементов (PV) и использования концентрированной солнечной энергии, производимой на специальных солнечных электростанциях (CSP)

Рассмотрим степень развитости первого типа электроэнергии, получаемой из солнца, а именно из фотоэлектрических элементов (PV).Так, к концу 2013 года Объединённые Арабские Эмираты (ОАЭ) смогли выработать около 33 MW электроэнергии, полученной от инсоляции. В то же время Саудовская Аравия смогла достигнуть отметки в 19 MW по количеству энергии в год, выработанной при помощи солнечных станций. За ней следует Египет, Мавритания и Марокко, показатели которых находятся примерно на одном уровне и составляют 15 MW. Использованы данные REN 21 [Интернет ресурс]: Дата обращения 17.04.16. URL: http://www.ren21.net/

Рассмотрим использования концентрированной солнечной энергии в арабских странах (GSP). Так, на начало 2014 года лишь четыре арабских государства использовали технологию концентрированной солнечной энергии. Наиболее популярным видом использования этого типа энергии являются т.н. интегрированные элементы с технологией концентрированной солнечной энергии в парогазовые электростанции, использующие технологию парогазового цикла, который будет рассмотрен позднее. Такие станции можно обнаружить в трёх странах: Алжире, Марокко и Египте. ОАЭ удалось построить электростанцию использующую только технологию CSP без использования парогазового цикла. Такая станции, построенная в 2013 г., носит название Shams 1, и мощность ее составляет 100 MW. MENA Renewabe Status Report.- REN21, 2013.

Рассмотрим более подробно производство солнечной электроэнергии по отдельным странам. Так, на начало 2014 г. мощности Алжира в концентрированной солнечной энергии (CSP) достигли отметки в 25 MW, если выделить именно солнечную фракцию из комбинированных станций, использующих парогазовый цикл. Там же мощности с использованием технологии PV достигают 7.1 MW. В Египте ситуация с CSP похожа. Мощности на конец 2014 г. достигли 20 MW, что равно уровню Марокко по этому же показателю.

Если суммировать энергию, произведённую с использованием технологии CSP по всем арабским странам, то этот показатель составит около 165 MW, а в сумме с PV составит 302 MW, что составляет лишь 1/3 от энергии, произведённой с использованием силы ветра, мощности которой составляют 1002 MW. Использованы данные RCREEE и REN21 Для более подробной информации можно посмотреть по таблицу ниже

Учитывая вышесказанное, рассмотрим проекты электростанций, которые уже были реализованы в арабских странах. Так, в Египте в 2010 г. было закончено строительство комбинированной солнечно-газовой электростанции Кураймат, мощность выделенной фракции возобновляемой солнечной энергии которой оценивается в 62 MW. Похожая станция Хасси Р' Мел с меньшей мощностью в 25 MW солнечной энергии была в это же время построена в Алжире. В 2011 г. в Марокко было закончено строительство солнечно термальной Айн Бени Матар, мощность которой около 20 MW солнечной энергии. Все эти станции используют одну и ту же технологию параболоцилиндрических концентраторов, которая позволяет использовать энергию солнца как для нагрева воды, так и для производства электричества. I. El-Husseini. A New Source of Power.The Potential for Renewable Energy in the MENA Region.- Booz & Co, 2014, P.9

Говоря об остальных видах альтернативной энергии, следует сказать, что лишь Иордания, Катар и ОАЭ единственные страны на Ближнем Востоке, которые используют модернизированную биомассу для выработки электроэнергии, однако на данный момент мощности, производимые этим источником энергии слишком малы. Ibid

2.2 Ядерная энергетика и ее резервы в арабских странах

Одним из наиболее противоречивых видов альтернативной энергетики является ядерная. Ядерная энергия - вид энергии, получаемый из ядра атома. Есть два способа получения этого вида энергии: расщепление и синтез. Говоря о ресурсах, которые требуются для развития этого вида энергии, то на первый план в данном случае выходит уран, который является наиболее важным элементом для производства ядерной энергии. Это связано в первую очередь с тем, что атомы урана такие большие и тяжёлые, что их достаточно легко расщеплять, в процессе чего выделяется колоссальное количество энергии. Таким образом, цель атомных станций заключается в расщеплении урана для получения большого количества термоядерной энергии. Uranium 2014. Resources, Production and Demand.- OECD, 2014. Следует заметить, что на Ближнем Востоке располагаются достаточно большие запасы урана, а также минералов, при разработке которых уран является побочным продуктом, в частности фосфаты. Наиболее крупные месторождения урана располагаются в Алжире, где добыча урана является экономически невыгодным. Станет выгодным только в связи с развитием ядерного сектора энергии. На данный момент разведанное количество урана составляет 26000 <USD 260/kgU. Такое количество является достаточно большим, поскольку в передовом ядерном государстве Ближнего Востока - Иране располагается лишь 3 386 <USD 260/kgU и 3 386 <USD 130/kgU. Также крупные месторождения урана располагаются в Иордании, где было обнаружено 50 000 <USD 260/kgU и 50 000 <USD 130/kgU. Говоря об уране как о побочном продукте производства, следует обратить внимание на Марокко. Марокко является первой страной в мире по производству и разработке фосфорсодержащего сырья, чьи достоверные запасы составляют, по разным данным, от 20 до 22 млрд т. Следует отметить, что, помимо крупных запасов, марокканские фосфаты привлекательны с точки зрения содержания урана: показатели PPM здесь 115 (месторождение Хурибга) и 155 (месторождение Сафи). Они уступают только США - на месторождении во Флориде этот показатель достигает 180. Согласно данным ONEE, имеются отдельные, по всей видимости, немногочисленные, случаи содержания урана в фосфатах на уровне 500-600 PPM. Для сравнения - на российском месторождении Кола значение показателя всего 10 PPM. Ibid. P.130-140

Говоря о ресурсах, которые требуются для развития этого вида энергии, то на первый план в данном случае выходит уран, который является наиболее важным элементом для производства ядерной энергии. Это связано в первую очередь с тем, что атомы урана такие большие и тяжёлые, что их достаточно легко расщеплять, в процессе чего выделяется колоссальное количество энергии. Таким образом, цель атомных станций заключается в расщеплении урана для получения большого количества термоядерной энергии. Ibid. P. 171. Следует заметить, что на Ближнем Востоке располагаются достаточно большие запасы урана, а также минералов, при разработке которых уран является побочным продуктом, в частности фосфаты. Наиболее крупные месторождения урана располагаются в Алжире, где добыча урана является экономически невыгодным. Станет выгодным только в связи с развитием ядерного сектора энергии. На данный момент разведанное количество урана составляет 26000 <USD 260/kgU. Такое количество является достаточно большим, поскольку в передовом ядерном государстве Ближнего Востока - Иране располагается лишь 3 386 <USD 260/kgU и 3 386 <USD 130/kgU. Также крупные месторождения урана располагаются в Иордании, где было обнаружено 50 000 <USD 260/kgU и 50 000 <USD 130/kgU. Говоря об уране как о побочном продукте производства, следует обратить внимание на Марокко. Марокко является первой страной в мире по производству и разработке фосфорсодержащего сырья, чьи достоверные запасы составляют, по разным данным, от 20 до 22 млрд т. Следует отметить, что, помимо крупных запасов, марокканские фосфаты привлекательны с точки зрения содержания урана: показатели PPM здесь 115 (месторождение Хурибга) и 155 (месторождение Сафи). Они уступают только США - на месторождении во Флориде этот показатель достигает 180. Согласно данным ONEE, имеются отдельные, по всей видимости, немногочисленные, случаи содержания урана в фосфатах на уровне 500-600 PPM. Для сравнения - на российском месторождении Кола значение показателя всего 10 PPM.

Ключевая проблема развития ядерной энергии связана с ролью, которую сыграла катастрофа на Фукусиме. В связи с катастрофой мировое сообщество стало задумываться о демонтаже АЭС, что связано с высокой вероятностью нестабильной ситуации. Такого же мнения придерживаются и арабские страны. Также в связи с высокой нестабильностью в регионе и вероятностью использования ядерной энергии в военных целях развитие атомной энергии осложняется ещё больше.Adnan Shihab-Eldin. Nuclear Power in the Middle East Following Fukashima.- International Seminar on Planetary Emergencies, 2012 Такое положение дел приводит к тому, что многие страны, которые анонсировали программы развития ядерной энергии, заморозили их реализацию, в т.ч. Саудовская Аравия, ОАЭ и Кувейт. Ibid Планы по развитию ядерной энергии будут рассмотрены позднее.



3. Переход к использованию альтернативных источников энергии

Учитывая огромный потенциал возобновляемых источников энергии и множество преимуществ, которые даёт использование этих видов топлива, следует рассмотреть возможность перехода к возобновляемыми источникам энергии, как основного вида топлива. Следует заметить, что переход не может быть осуществлён моментально, поскольку большинство электростанций, автомобилей используют невозобновляемых источники энергии, и как следствие изменения, которые следует сделать для перехода на возобновляемых источники энергии носят долгосрочный характер. Из этого следует вывод, что следует использовать один или несколько видов традиционного топлива в качестве средства для перехода от традиционного невозобновляемого топлива к возобновляемым. Многими учёными обсуждалась использования энергии ядерного синтеза и энергии газа как моста для перехода к возобновляемым источникам энергии. Возникает вопрос почему именно эти виды топлива? Причина кроется в факторе, который уже был рассмотрен раннее в данном исследовании, а именно во вреде окружающей среде. При получение энергии из нефти и угля происходит выброс большого количества углекислого газа в атмосферу. Известно, что при накоплении большого количества диоксида углерода в атмосфере приводит к парниковому эффекту. Об этом говорил в своих выступления известный политический деятель и лауреат Нобелевской премии мира 2007 г. за защиту окружающей среды и исследовании климата Альберт Гор. См. Al Gore. Averting the climate crisis. [Интернет ресурс] Дата обращения: 17.04.16 URL: https://www.ted.com/talks/al_gore_on_averting_climate_crisis Таким образом, накопление двуокиси углерода в атмосфере может привести в долгосрочной перспективе к глобальному потеплению, что разрушит экосистему Земли и приведёт к глобальной катастрофе. Об этом Вы уже говорили. А поскольку ядерная и газовая энергия производит гораздо меньше выбросов углекислого газа в атмосферу именно эти два вида топлива были избраны как мост для перехода. Однако следует учитывать тот факт, что на Ближнем Востоке достаточно сложно обстоит ситуация с развитием ядерной энергии, поскольку попытки развития атомных электростанций расцениваются как попытки создания ядерного потенциала, что является нарушением программы мирного атома. Но об этом надо сказать по-другому. Таким образом, приоритетным переходным видом энергии к альтернативным видам топлива, , который уже широко используется на Ближнем Востоке, является газ.

В связи с этим огромное внимание уделяется развитию проектов, которые используют не только солнечную энергию, но и газ как альтернативный вид топлива в ночное время, когда основной источник энергии недоступен для использования



ЛИТЕРАТУРА

1. Симоненко В.Е. Инвестиции в мировом сегменте разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений и их финансирование. Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук.- М, 2015.

2. Суржко Л.Ф., Финкельштейн З.И. Утилизация нефти в почве и воде микробными клетками // Микробиология. 1995. - №3.

3. Тарко А.М Антропогенные изменения глобальных биосферных процессов. Математическое моделирование. - М.: Физматлит, 2005.

4. Тарко А.М.. Можем ли мы затормозить глобальное потепление? // Россия в окружающем мире: 2008

5. Уткин А.И. Энергетические ресурсы и геополитика // Экосоциология как новое направление анализа соотношения экологии и общества и его практические задачи. Сборник статей.- М.: Полис, 2010.

6. Шамраев А.В., Шорина Т.С.. Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды // ВЕСТНИК ОГУ №6(100)/июнь`2009.- ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет, 2009.

7. Adnan Shihab-Eldin. Nuclear Power in the Middle East Following Fukashima.- International Seminar on Planetary Emergencies, 2012

8. Al-Katiri L. A Roadmap for Renewables Energy in the Middle East and North Africa.- The Oxford Institute for Energy studies, 2014.

9. Bachellerie, Imen. Renewable Energy in the GCC Countries: Resources, Potential and Prospects.- Gulf Research Center, 2012

10. Branker, K., Pathak, M.J.M., and Pearce, J.M.,. `A review of solar photovoltaic levelized cost of electricity', Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011.

11. Brydon, J., Riahi, L., and Zissler, R. MENA Renewables Status Report, REN21/IRENA/UAE, Directorate of Energy and Climate Change, 2013

12. Cecil V. Crabb, Jr. The energy crisis, the Middle East, and american foreign policy.// World Affairs. Vol. 136, No.1. - World Affairs Institute, 1973.

13. Chesshire J. Alternative Energy Futures.// Built Environment, Vol. 5, No. 4. Energy, Citiesand Society, 1979.

14. Cherubini, F. et al. `Energy- and greenhouse gas-based LCA of biofuel and bioenergy systems: Key issues, ranges and recommendations', Resources, Conservation and Recycling, Vol. 53, Elsevier, Amsterdam, 2009.

15. Ernst and Young, ESIA and Eversheds.Developing Renewable Energy Projects. A Guide to Achieving Success in the Middle East, 2013

16. Haass R. N.. The new Middle East // World Affairs. Vol. 85, No.6. - Council on Foreign Policy, 2006

17. Investment opportunities in the GCC.- IRENA, 2015.

18. International status and prospects of nuclear power.- Vienna: IAEA, 2010

19. Jalilvand D.R. Renewable Energy for the Middle East and North Africa // Friedrich Ebert Stiftung, 2012

20. Liaqat Ali. Financing new and Renewable sources of Energy // Economic and Political Weekly, Vol. 16, No. 20, 1981.

альтернативный энергетика возобновляемый ядерный



Приложение 1

Типология альтернативных источников энергии.

Альтернативный источник энергии - способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле.

Виды альтернативной энергетики: солнечная энергетика, ветроэнергетика, биомассовая энергетика, волновая энергетика, градиент-температурная энергетика, эффект запоминания формы, приливная энергетика, геотермальная энергия.

Солнечная энергетика - преобразование солнечной энергии в электроэнергию фотоэлектрическим и термодинамическим методами. Для фотоэлектрического метода используются фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) с непосредственным преобразованием энергии световых квантов (фотонов) в электроэнергию.

Термодинамические установки, преобразующие энергию солнца вначале в тепло, а затем в механическую и далее в электрическую энергию, содержат "солнечный котел", турбину и генератор. Однако солнечное излучение, падающее на Землю, обладает рядом характерных особенностей: низкой плотностью потока энергии, суточной и сезонной цикличностью, зависимостью от погодных условий. Поэтому изменения тепловых режимов могут вносить серьезные ограничения в работу системы. Подобная система должна иметь аккумулирующее устройство для исключения случайных колебаний режимов эксплуатации или обеспечения необходимого изменения производства энергии во времени. При проектировании солнечных энергетических станций необходимо правильно оценивать метеорологические факторы.

Геотермальная энергетика - способ получения электроэнергии путем преобразования внутреннего тепла Земли (энергии горячих пароводяных источников) в электрическую энергию.

Этот способ получения электроэнергии основан на факте, что температура пород с глубиной растет, и на уровне 2-3 км от поверхности Земли превышает 100°С. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции.

Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.

Стоимость "топлива" такой электростанции определяется затратами на продуктивные скважины и систему сбора пара и является относительно невысокой. Стоимость самой электростанции при этом невелика, так как она не имеет топки, котельной установки и дымовой трубы.

К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под земли газы могут содержать отравляющие вещества. Кроме того, для постройки геотермальной электростанции необходимы определенные геологические условия.

Ветроэнергетика - это отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра (кинетической энергии воздушных масс в атмосфере).

Ветряная электростанция - установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

Для получения энергии ветра применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров; вертикальные роторы и др.

Производство ветряных электростанций очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные ветряные электростанции даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряных электростанций вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для использования ветряных электростанций необходимы огромные площади, много больше, чем для других типов электрогенераторов.

Волновая энергетика - способ получения электрической энергии путем преобразования потенциальной энергии волн в кинетическую энергию пульсаций и оформлении пульсаций в однонаправленное усилие, вращающее вал электрогенератора.

По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает гораздо большей удельной мощностью. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт/м. При высоте волн в 2 м мощность достигает 80 кВт/м. То есть, при освоении поверхности океанов не может быть нехватки энергии. В механическую и электрическую энергию можно использовать только часть мощности волнения, но для воды коэффициент преобразования выше, чем для воздуха - до 85 процентов.

Приливная энергетика, как и прочие виды альтернативной энергетики, является возобновляемым источником энергии.

Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн - перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены гидротурбины, которые вращают генератор.

Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

Недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым - условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения.

Градиент-температурная энергетика. Этот способ добычи энергии основан на разности температур. Он не слишком широко распространен. С его помощью можно вырабатывать достаточно большое количество энергии при умеренной себестоимости производства электроэнергии.

Большинство градиент-температурных электростанций расположено на морском побережье и используют для работы морскую воду. Мировой океан поглощает почти 70% солнечной энергии, падающей на Землю. Перепад температур между холодными водами на глубине в несколько сотен метров и теплыми водами на поверхности океана представляет собой огромный источник энергии, оцениваемый в 20-40 тысяч ТВт, из которых практически может быть использовано лишь 4 ТВт.

Вместе с тем, морские теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона.

Биомассовая энергетика. При гниении биомассы (навоз, умершие организмы, растения) выделяется биогаз с высоким содержанием метана, который и используется для обогрева, выработки электроэнергии и пр.

Существуют предприятия (свинарники и коровники и др.), которые сами обеспечивают себя электроэнергией и теплом за счет того, что имеют несколько больших "чанов", куда сбрасывают большие массы навоза от животных. В этих герметичных баках навоз гниет, а выделившийся газ идет на нужды фермы.

Еще одним преимуществом этого вида энергетики является то, что в результате использования влажного навоза для получения энергии, от навоза остается сухой остаток являющийся прекрасным удобрением для полей.

Также в качестве биотоплива могут быть использованы быстрорастущие водоросли и некоторые виды органических отходов (стебли кукурузы, тростника и пр.).

Эффект запоминания формы - физическое явление, впервые обнаруженное советскими учеными Курдюмовым и Хондросом в 1949 году.

Эффект запоминания формы наблюдается в особых сплавах и заключается в том, что детали из них восстанавливают после деформации свою начальную форму при тепловом воздействии. При восстановлении первоначальной формы может совершаться работа, значительно превосходящая ту, которая была затрачена на деформацию в холодном состоянии. Таким образом, при восстановлении первоначальной формы сплавы вырабатывают значительно количество тепла (энергии).

Основным недостатком эффекта восстановления формы является низкий КПД - всего 5-6 процентов.

Размещено на Allbest.ru