Горячие природные источники — альтернативный способ получения энергии. Природные источники энергии


Источники природной энергии | Строительный журнал

05.02.2018 Опубликовано в рубрике:&nbspДругие

Природная энергия — это энергия, получаемая из природных источников — солнца, воды, ветров и даже из самой Земли. Многие природные источники являются чистыми и возобновляемыми, но не все. Одна из наиболее загрязняющих форм используемой человеком энергии — ископаемого топлива — получена из природных источников. В XXI веке ученые и заинтересованные люди во всем мире в значительной степени сосредоточелись на переключении потребления энергии из загрязняющих источников природной энергии в экологически чистые, устойчивые формы.

Солнечная энергия может быть создана двумя способами. Солнечные батареи поглощают солнечный свет, заставляя световые волны взаимодействовать с электронами на панели солнечных батарей и создавать электрический ток. Представлены солнечные батареи на сайте http://www.sunbeam.dp.ua. Данная энергия также может использоваться для нагрева вещей; присоединяя солнечный тепловой коллектор к трубам с циркулирующей водой, тепло от солнца перейдет в воду. Солнечная энергия является естественной, возобновляемой и чистой, что означает, что она мало или совсем не вредит окружающей среде. Многие научные эксперты считают важной частью изменения чистой, возобновляемой природной энергии.

Ветровые и гидроэнергетические источники используют природные силы для создания энергии. Помещая ветряные турбины или ветряные мельницы в постоянно продуваемых областях, ветер заставляет турбины вращаться, создавая электрический ток. Гидроэнергетика часто использует огромную энергию падающей воды, создавая систему плотин, где вода падает с более высокого возвышения, проходя через энергоемкие турбины. Как ветер, так и гидроэнергетика являются очень чистыми источниками энергии, хотя некоторые опасаются, что сохранение воды может быть связано с гидроэлектрическими ресурсами.

Природные энергетические источники считаются современными альтернативами ископаемым видам топлива . С 19-го века люди полагались на ископаемые виды топлива — уголь, газ и масло, чтобы управлять своими домами, лампами накаливания, запускать двигатели и самолеты. К сожалению, ископаемое топливо является очень медленно обновляющимся ресурсом и очень плохо для окружающей среды при сжигании.

Ископаемое топливо создается разрушением органических растений и животных, погребенных под камнями и почвой. Процесс создания ископаемого топлива чрезвычайно медленный. В результате использования человеком Земля очень быстро исчерпала ископаемое топливо. При сжигании такое топливо выделяет углекислый газ, диоксид азота и другие вредные химические вещества в окружающую среду, увеличивая уровни парниковых газов.

Естественная энергия, которая является возобновляемой и чистой, позволяет людям удовлетворять потребности в энергии без ущерба для окружающей среды. С 1970-х годов наука, правительство и граждане все больше осознают необходимость изобретения и совершенствования систем возобновляемых источников энергии. Переходя к возобновляемой и безопасной природной энергии, многие надеются поправить экологический ущерб с течением времени и привить экологические ценности будущим поколениям.

Автор: Анатолий Соколовский

sjthemes.com

Горячие природные источники - альтернативный способ получения энергии

Традиционные, т.е. не возобновляемые источники электроэнергии, постепенно уступают свои позиции тем, которые более безопасны в экологическом плане. К примеру, сжигание угля, которое всегда считалось наиболее эффективным, засоряет нашу среду обитания, ввиду чего человечество уже давно ищет альтернативу. И тут предпочтение отдается возобновляемым источникам энергии, таким, как геотермальные источники, которые позволяют получать энергию (тепловую, электрическую) из земных недр.

Что в этом случае является носителями

Каждый человек, учившийся в школе, помнит, что при более глубоком проникновении вглубь Земли увеличивается и температура. Внутренности нашей планеты являются хранилищем такого количества тепла, использование которого может избавить человечество от экологических катаклизмов. На сегодняшний день разработаны технологии, позволяющие как просто использовать природное тепло, так и преобразовывать его в электрическую энергию. Все, что для этого необходимо – это построить геотермальные электростанции.

В роли носителей геотермальной энергии выступают при этом природные источники (петро- и гидротермальные). В первом случае это энергия от тепла горных пород, во втором – энергия горячих подземных вод, которые под воздействием большого давления извергаются на поверхность. Разогретых до высокой температуры горных пород в недрах намного больше, однако здесь возникает проблема с добычей этого тепла. Требуются специальные технологии, при помощи которых на большие глубины будет закачиваться вода. Что же касается горячих водных источников, то они доставляют тепловую энергию сами.

О плюсах и минусах геотермальной энергетики

Если говорить о плюсах добычи геотермальной энергии, то речь идет о:

  • независимости от условий внешней среды, таких как время суток, окружающая температура, сезонные изменения;
  • неизменной эффективности, поскольку температура носителя остается постоянной;
  • высоком КПД.

Когда говорят о недостатках геотермальной энергетики, то в первую очередь отмечают следующие факты:

  • необходимо закачивать обратно в грунт термальные воды, что увеличивает финансирование; кроме этого, они ядовиты, поэтому нельзя осуществлять поверхностный сброс отработанных вод;
  • число термальных источников, которые пригодны к использованию в этих целях, невелико.

Однако, невзирая на перечисленные минусы, получение геотермальной энергии каждый год продолжает возрастать. Есть страны (напр. Филиппины, Исландия), где добыча энергии из геотермальных источников достигает 30% от общего объема.

Как можно использовать тепло из земных глубин

В зависимости от температуры природного источника, сферы использования такого тепла могут быть следующими:

  • средние и низкие температуры – применение в отопительных системах;
  • высокие температуры – получение электроэнергии.

Получение энергии из геотермальных источников для промышленности на данный момент не представляется возможным. Но вот для автономного теплоснабжения отдельных домов и коттеджей это вполне реально, нужно лишь установить тепловой насос. Такой подход является очень перспективным, поскольку дает возможность максимально эффективно использовать альтернативные (возобновляемые) источники энергии, не нанося вреда экологии.

 

Опыт использования геотермальной энергии в России и в мире

В нашей стране геотермальная энергия наиболее активно используется на Камчатке, Курильских островах, в Западной Сибири и на Северном Кавказе. В этих регионах природная горячая вода – источник тепла для отопления домов, теплиц, ферм для скота, систем полива. Поблизости от некоторых источников построены пансионаты и санатории, в которых проводятся лечебные процедуры.

Это касается не только России. В регионах, где количество термальных источников достаточно велико, их энергия тоже используется для отопления домов и обогрева теплиц, что позволяет выращивать овощи круглый год даже в холодном климате.

В странах, где геотермальное тепло широко используют при ведении хозяйства, цена электроэнергии наиболее низкая. А геотермальная энергетика в Исландии позволяет снизить расход такого дефицитного в стране природного ресурса, как каменный уголь.

Пять самых популярных курортов с гидротермальными источниками

В гидротермальных источниках содержится много полезных минералов. Это свойство природных вод было издавна известно людям, поэтому гидротермальные источники популярны во всем мире. Среди наиболее известных и популярных стоит назвать:

  1. Голубая лагуна в Исландии. Это своеобразный символ острова, бьет все рекорды по посещаемости туристами, которое ежегодно достигает 300 000. Источники имеют очень высокую температуру (в некоторых до 100 градусов). До 1999 г. на острове работала электростанция, на месте которой сейчас образовалось термальное озеро.
  2. Озеро Хевиз в Венгрии. Этот геотермальный источник занимает самую большую площадь – 4,7 гектар. На его берегу построен курорт, принимающий отдыхающих со всего мира круглый год. Тут можно поправить здоровье людям, страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата, имеющих гинекологические проблемы, а также с сердцем и сосудами. Особенность озера Хевиз – обновление через каждые 28 часов, поэтому температура воды в нем поддерживается на постоянном уровне.
  3. Ареналь в Коста-Рике. Расположен поблизости от действующего вулкана в центре страны. В воде из этого источника присутствует некоторое количество сульфатов и отсутствует неприятный запах. По сути, это дождевая вода, которая впиталась в землю и там нагрелась.
  4. Кусацу-Онсен в Японии. Еще в 19 веке местные жители изучили лечебные свойства этого источника. Подземная вода эффективна при лечении насморка, отравлений, расстройств пищеварения, ее употребление помогает снизить давление, нормализовать сон и привести в порядок нервную систему. По мнению японцев, если купаться в горячем источнике, то можно существенно продлить жизнь.
  5. Горячие источники Тюмени в России. Тюменская область известна большим количеством горячих источников, на месте выхода многих из них обустроены фонтаны и бассейны. У воды из тюменских источников рыжеватый оттенок и лечебные свойства.

asgard-service.com

Природные энергетические источники

Количество просмотров публикации Природные энергетические источники - 39

Основные генераторы энергии - это электрические станции: тепловые (ТЭС),гидравлически( ГЭС), атомные (АЭС), а также транспортные агрегаты (автомобили, тепловозы, теплоходы, тракторы и т.п.).Энергоносителями служат разные виды топлива: нефть, мазут, природный газ, уголь, бензин, дизельное топливо, уран, плутоний, а также гидроресурсы. Расширяется применение возобновляемых источников энергии (ВИА): ветряных, солнечных и приливных. При этом основным источником энергии пока остается органическое топливо. В разных странах вырабатывая на АЭС энергия составляет 10…20%, на ГЭС 4…20%. За счёт ВИЭ получают всœего 1…2% вырабатываемой энергии. Весьма важно, что на долю транспортных машин приходится более 60% суммарного количества вырабатываемой энергии.

При оценке развития энергетики и формирования энергетической программы следует исходить не только из задачи выработки требуемого количества энергии, но и крайне важно учитывать имеющиеся ресурсы, экономические, экологические и социальные факторы.

Для получения целостного представления о перспективах и проблемах развития энергетики на ближайшее время целœесообразно оценить возможности каждого из направлений её развития, определяемых видом первичного источника.

Нефть. Установлено, что в недрах планеты имеется примерно 2000 млрд. т нефти, из которых надёжно разведано около 410млрд т. Ежегодное мировое потребление нефти приближается к 3 млрд. т. при естественном её воспроизводстве не более 1%. При планировании развития энергетики на перспективу приходится учитывать, с одной стороны, ограниченность природных запасов нефти, а с другой, − тот факт, что добыча нефти со временем усложняется. Уже сейчас примерно треть всœей получаемой нефти добывается из скважин, пробуренных в дне морей и океанов. Глубина подводных скважин всё увеличивается и уже достигает 2 км. Увеличивается и глубина наземных скважин. Целœесообразный предел глубин скважин для поиска нефти составляет 4…8 км.

Важное направление связано с развитием экономичных теплосиловых установок и в первую очередь дизелœей, на долю которых в настоящее время приходится до 30% суммарной установленной мощности транспортных энергетических установок. К сожалению, использование дизелœей приводит к загрязнению окружающей среды. Только судовые, тепловозные и промышленные дизели выбрасывают в год не менее 3 млн.т воздуха, загрязнённого оксидами азота͵ серы и углерода, углеводородами и сажей.

Уголь. Разведанные запасы угля в мире значительны, но качественно различны. Низкая калорийность углей ряда месторождений вызывает серьёзные трудности в их использовании. Эти угли невыгодно транспортировать на большие расстояния, так как значительная его часть составляют неорганические отходы. Можно перерабатывать эти угли в электрическую энергию на месте добычи. При этом при таком решении проблемы потребуется строительство сверхдальних линий электропередач (ЛЭП), в магистралях которых теряется до 10% энергии и в распределительных сетях - ещё около 40%.

Тем не менее, в ближайшей перспективе количество угля, используемого в качестве топлива в энергетике, хотя и медленно, но возрастать и превысит 9 млрд.т.

Часть добытого угля станет сырьём для производства на месте синтетического жидкого топлива, технология получения которого активно совершенствуется.

Газ. Принято считать, что запасы природного газа на Земле составляют примерно 250 трлн. м. куб., причём из них надёжно разведано 80…90 трлн. м. куб.

Содержание метана в природном газе, который является чистым видом органического топлива, достигает 95%. При этом грамотное применение природного газа требует его предварительной переработки для извлечения таких ценных компонентов, как этан, гелий, этилен и т. п.

Кроме обычного природного газа имеются его большие запасы, связанные с водой в зонах вечной мерзлоты и океане. Есть ещё газ, растворённый в подземной гидросфере. Запасы такого газа значительны и расположены во всœех регионах планеты. Разрабатываются технологии поднятия на поверхность подземных вод с последующим их возвращением обратно под Землю после отделœения содержащегося в них газа.

Практика убедительно показала, что применение газа (в основном, метана) в качестве энергетического топлива эффективно. Можно прогнозировать, что в ближайшей перспективе приоритет будет за природным газом. И это несмотря на то, что добыча газа усложняется из-за крайне важно сти всё большего углубления скважин и трудностями транспортирования.

Атомная энергетика. Сегодня на ядерную энергию приходится около 6% мирового топливо – энергетического баланса и 17% производимой электроэнергии.

Наибольшая доля АЭС в производстве электроэнергии во Франции (75%), Литве (73%), Бельгии (~57%), Болгарии, Словацкой Республике, Швеции, Украинœе, Республике Корея (от 43 до 47%).

Тепловые реакторы на уране – 235 используют природный уран неэффективно (менее 1%). По этой причине они бывают основой атомной энергетики лишь ограниченное время. Так за время жизни (50 лет) тепловой реактор мощностью 1 ГВт потребляет около 10 тыс. т природного урана при потенциально мировом ресурсе ~ 10 млн.т. Отсюда очевидно, что неизбежным становится использование в ядерном топливном цикле продуктов распада и в первую очередь плутония.

Быстрый реактор, обеспечивающий возможность на каждое разделившееся ядро воспроизводить более одного ядра нового ядерного топлива, позволяет резко увеличить использование природного урана (~ 200 раз). Реальной становится атомная энергетика мощностью 4000 ГВт, функционирующая в течение 2500 лет.

При этом крупные аварии, проблемы нераспространения ядерного оружия, обращения с облученным ядерным топливом и радиоактивными отходами привели к нереализованности первоначальных планов.

Большая работа проводится по повышению эксплуатационной безопасности. Разрабатываемые реакторы третьего-четвёртого поколений характеризуются оценкой риска для человека менее чем 10 в минус 7 степени, что существенно выше, чем на ТЭЦ.

Атомная энергетика, отвечающая современным требованиям безопасности и экономичности, способна в период после 2020 года обеспечить существенную часть прироста мировых потребностей в энергопроизводстве, объективно крайне важно го вследствие роста населœения планеты. Атомная энергетика позволит стабилизировать потребление обычных топлив и выбросов химического горения.

ГЭС. Гидростанции дают относительно небольшое количество электроэнергии. Значительная инœерционность ТЭС и АЭС при смене режимов и наиболее высокая экономичность при работе на одном заданном установившемся режиме приводит к крайне важно сти использования ГЭС в качестве регуляторов Единой энергетической системы.

Практика создания крупных ГЭС с большими водохранилищами неминуемо связана с потерей для сельского хозяйства больших площадей пахотной земли, лугов и лесов, а большие искусственные водоёмы со временем приводят к экологически неблагоприятным последствиям.

Одновременно не вызывает сомнений целœесообразность более широкого использования гидроэнергетики малых водных потоков с помощью так называемых рукавных переносных электростанций, состоящих из небольших генераторов и гидротурбин. Хотя мощность таких установок невелика – 1…5 кВт, но себестоимость киловатт-часа оказывается ниже, чем у аналогичных по мощности электростанций на базе ДВС.

ВИА. К числу возобновляемых источников энергии обычно относят солнечную энергию во всœех её проявлениях: получаемую Землёй теплоту солнечного излучения, энергию ветра, приливов и отливов, энергию волн, а также прирост биомассы на Земле, биогаз из отходов животноводства и др. Размещено на реф.рфПо оптимистическим оценкам, без ущерба для окружающей среды за счёт ВИЭ в принципе можно получить в несколько раз больше энергии, чем вырабатывается в мире в настоящее время.

Известно, что энергоустановки, работающие на углеродсодержащем топливе, выбрасывают в окружающую среду углекислый газ, улавливать который пока невозможно. В итоге растёт его концентрация, нарушая тепловой баланс планеты, что приводит к её разогреву (парниковому эффекту).

Такой неблагоприятной перспективы можно избежать путём расширения использования возобновляемых источников энергии. По оценкам специалистов вклад ВИЭ в мировую энергетику к 2020 году составит 9-10%.

Солнечная энергия является естественной для Земли, ей обязано своим существованием всё живое. Освоение методов и средств использования солнечной энергии в производстве и быту уже в настоящее время превращается в задачу глобальную для всœего человечества.

Геотермальные энергоустановки используют температуру Земли. Это бывают природные подземные запасы горячей воды или пара, а также закачка воды вглубь земли. Естественно, применение таких установок целœесообразно в отдельных районах, к примеру на Камчатке, в Исландии.

Внимание ученых – энергетиков привлекают перспективы использования

возобновляемой биомассы, ежегодный прирост которой оценивается в 107 млрд. т. Энергия, которой обладает такое количество биомассы, эквивалентна 40 млрд. т нефти.

Из зелёной массы в результате переработки получают высокооктановое топливо в виде эфиров и спиртов.

Энергосбережение. Задача обеспечения энергией путём наращивания энергетического потенциала непосильна даже для самых высокоразвитых стран. Для того чтобы темпы наращивания энерговооружённости были реальными, крайне важно проводить активную энергосберегающую политику в двух направлениях: повышать экономичность самих энергетических установок и таким образом получать большее количество энергии, и повсœеместно сокращать потери энергии и энергоресурсов.

Коэффициент полезного использования энергоресурсов в Украинœе составляет примерно 40%. Следовательно, 60% - это потери, из которых примерно 20% бывают отнесены к предотвратимым. Важно заметить, что для снижения энергопотребления требуется активное проведение соответствующей государственной политики с внедрением прогрессивных технологий и оборудования. Можно обеспечить значительную экономию энергии и в социально−бытовой сфере, если, к примеру, усилить теплозащитную способность строящих зданий. Сегодня существуют строи- тельные материалы, позволяющие экономить до 50% теплоты, расходуемых на обогрев зданий. Стены зданий, покрытые специальными прозрачными панелями, пропускают теплоту лучей солнца и не отдают теплоту наружу. Значительную экономию даёт переход для освещения на люминœесцентные лампы, которые потребляют энергии примерно в 8 раз меньше чем лампы накаливания. Внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий − дело долгое, трудное и дорогое, но неизбежное и в конечном итоге окупаемое

Экология и защита окружающей среды. Развитие энергетики неразрывно связано с проблемами экологии и зашиты окружающей среды. Электростанции, использующие уголь, вбрасывают ежегодно около 300…350 млн. т золы, свыше 100…120 млн. т оксидов серы и азота. Зола угольных ТЭС содержит радиоактивные изотопы калия, радия и тория, количество которых почти в 10 раз больше (по дозе облучения), чем в выбросах нормально работающих АЭС. По сравнению с лучшими станциями мира наши станции выбрасывают на порядок больше твёрдых частиц, в 3 раза больше серы, в 2 раза - оксидов азота. Серные газы в окружающей среде особенно вредны для населœения, животного мира, почвы и водоёмов. Современные очистные сооружения требуют больших средств. Вполне справедливо утверждение, что чистую энергетику бесплатно получить невозможно. Передовые промышленно развитые страны расходуют до 5% валового национального продукта.

Серьёзные экологические проблемы возникают с развитием атомной энергетики и, в частности, связанных с крайне важно стью захоронения на длительный срок её отходов.

Развитие атомной энергетики осложняется реакцией растительного и животного мира на радиоактивные нуклиды, накапливающиеся в почве. В случае если к естественным нуклидам мир эволюционно приспособился, то иначе реагируют они на искусственные нуклиды, которые хорошо усваиваются растениями и животными. Οʜᴎ могут накапливаться до концентрации в 70…100 раз большей, чем в окружающей почве, что очень опасно.

Определённые трудности возникают на Земле и в связи с задачей сохранения для людей запасов пресной воды, широко используемой в качестве теплоносителя в энергетических системах. Известно, что в настоящее время запасы пресной воды составляют всœего 2,8% от массы Земли и только 0,3% доступны для использования человеком. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, задача экономии пресной воды или замена её опреснённой морской является актуальной уже в настоящее время.

Всё сказанное свидетельствует о том, что подход к проблемам развития энергетики только с позиций экономических неприемлем. Необходимо увязывать экономические аспекты с социальными и экологическими.

referatwork.ru

Происхождение природных источников энергии - Справочник химика 21

    Учитывая сказанное, а также практическую доступность неограниченных запасов сырья (воды) для получения водорода, можно предположить, что со временем он все в большей степени будет заменять нефть, природные газы, уголь и другие невозобновляемые первичные источники энергии органического происхождения. [c.8]

    Жиры и масла природного происхождения — важные составные части нашей пищи и источники энергии. Твердые жиры животного происхождения являются эфирами преимущественно насыщенных кислот, жидкие растительные масла имеют в составе молекул группы —НС=СН —. Различие в температурах плавления связано с тем, что насыщенные углеводородные цепи могут быть упакованы плотнее, чем ненасыщенные, тем более, что непредельный фрагмент в жирных кислотах имеет всегда конфигурацию, поэтому цепи изогнуты и не могут плотно прилегать друг к другу. Животные жиры ценятся выше, чем масла, поэтому значительное количество масел превращают гидрированием в маргарин (см. разд. 27.1.4.2). В последнее время было установлено, что растительные масла лучше, чем жиры, усваиваются организмом и снижают уровень холестерина в крови, однако этот вопрос еще далеко не ясен. [c.723]

    Происхождение природных источников энергии [c.29]

    Наша планета богата различными полезными ископаемыми, среди которых особое место занимают горючие породы органического происхождения к а у с т о б и о л и т ы природный и попутный газы, нефть, твердые горючие ископаемые (торф, горючие сланцы, ископаемые угли). Их особое значение объясняется тем, что они являются не только источниками энергии, но и ценнейшим сырьем для химической промышленности. [c.13]

    Углеводородные газы являются одним иэ главных источников теплоты и энергии, а также важнейшим сырьем для химической промышленности. Газы по происхождению распределяются на природные и искусственные. К углеводородным газам природного происхождения относят газы, добываемые с чисто газовых месторождений, попутные газы, добываемые совместно с нефтью, и газы газоконденсатных месторождений (см. 58). [c.271]

    Вопросы, связанные с промышленным производством всех продуктов, дающих биотехнологии источники углерода и энергии для роста микроорганизмов н биосинтеза, в этой главе подробно рассматриваться не будут. Здесь будут кратко изложены основы технологии наиболее важных веществ, в первую очередь субстратов для биосинтеза микробного белка. К ним относятсяУпара-финовые углеводороды нормального строения етанол, этанол, метан как компонент природного газа и углеводы различного происхождения, прежде всего гидролизаты растительного сырья. Белок одноклеточных можно получать с утилизацией некоторых отходов целлюлозно-бумажного производства, химической и нефтехимической промышленности, которые, однако, не применяются в других процессах микробиологического синтеза. [c.33]

    Таким образом, основные природные источники энергии имеют биологическое происхождение и содержат главным образом углерод. В связи с этим естественно возникают различные вопросы. Откуда берется энергия у живых существ Какую роль играет углерод в энергоносителях Как [c.34]

    Твердые топлива, используемые как источник энергии и сырье для химического производства, подразделяются на топлива естественного происхождения — природные и топлива искусственные — синтетические. К природным топливам относятся торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцы. Они называются также ископаемыми твердыми топливами. Искусственными топливами являются каменноугольный, торфяной и нефтяной кокс, полученные пирогенетической переработкой различных видов природного топлива, а также брикеты и угольная пыль — продукты механической переработки твердого топлива. [c.154]

    Топливо — это материал, служащий источником энергии. Название топлива, как правило, отражает его природу или назначение (например, горючие вещества, ядерное топливо, ракетное топливо и т. д.). В горючих веществах основной составной частью является углерод. Эти вещества находят широкое применение для получения энергии или служат сырьем в химической промышленности. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ и пр.) и искусственное (кокс, моторные топлива и пр.), а по агрегатному состоянию — на твердое, жидкое и газообразное. Мировые запасы энергии различных источников приведены в таблице 34, а виды топлива — в таблице 35. [c.170]

    Вопрос о происхождении веществ, из которых строятся растительные организмы, составляет предмет научного спора уже в течение столетий, поскольку процесс питания растений (в отличие от животных) не поддается непосредственному наблюдению. Только в XIX столетии было окончательно установлено, что растения строят свои организмы из атмос( рного углекислого газа, всасываемой из почвы воды, а также азота, фосфора, серы, калия и других элементов, входящих в состав неорганических веществ, которыми питаются растения. Углекислый газ и вода, служащие основным питанием растений,—очень простые, энергетически бедные соединения, характеризующиеся низкой химической активностью, тогда как основные соединения растительного (а также животного), происхождения имеют, как правило, очень сложный состав, высокое энергетическое содержание и, при определенных условиях, относительно большую химическую активность. Таким образом, естественно предположить, что построение растительных организмов из природного сырья должно происходить под воздействием некоего мощного источника энергии, которая может быть превращена в химическую энергию сложных соединений. Только во второй половине XIX столетия было точно установлено, что источником этой энергии является Солнце (его световая энергия). [c.35]

    Топливо —это природные или искусственные горючие органические вещества, служащие источником энергии и сырьем для промышленности, в первую очередь для химической промышленности. Все виды топлива по агрегатному состоянию делят на твердое, жидкое и газообразное, а по происхождению — на природное (естественное) и искусственное (см. табл. 5). Искусственное топливо получают различными приемами переработки естественного. [c.190]

    Половину высушенной растительной массы как сельскохозяйственного, так и "лесного" происхождения составляет один из самых распространенных биополимеров - полисахарид целлюлоза, являющийся ценным источником энергии и углерода. Почти не вызывает ни у кого сомнения, что целлюлоза должна рассматриваться в качестве основного питательного сырья для биотехнологических процессов. Однако необходимым условием подготовки данного материала к использованию в качестве биотехнологического сырья является ее гидролиз до простых водорастворимых сахаров (глюкозы, целлобиозы). Как ни странно, но это до сих пор представляет довольно трудную задачу. Наибольшие сложности встречаются при попытках утилизации древесины, в которой целлюлоза находится в комплексе с гемицеллюлозой и лигнином. Лигноцеллюлозные комплексы характеризуются очень высокой степенью устойчивости к природным [c.49]

    Жиры и масла — сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот нормального строения, содержащих в цепи от 8 до 24 атомов углерода. Жиры и масла природного происхождения -важные составные части пищи и источники энергии. [c.424]

    Получение тепловой энергии от сжигания топлива. Основным источником тепловой энергии для печей является топливо. Топливом называется вещество, которое при нагревании в присутствии кислорода активно окисляется (сгорает) с выделением значительного количества тепла. Наибольшее значение для промышленных печей имеет углеродистое топливо. Углеродистое топливо бывает твердое, жидкое и газообразное. По происхождению топливо подразделяется на природное и искусственное. Основные разновидности топлива — уголь, нефть и природный газ. [c.13]

    Все промышленные или развивающиеся страны в будущем должны выбрать наиболее целесообразное направление использования растительного сырья, причём каждая страна встретится со своими специфическими проблемами. Практическое применение растительного сырья ставит две основные цели производство химических продуктов и энергии из возобновляемых источников вместо истощающегося ископаемого сырья растительного происхождения — нефти, природного газа, каменного угля утилизацию от- [c.400]

    Повреждение подавляющего большинства материалов органической природы объясняется способностью микроорганизмов использовать материал в целом или его отдельные компоненты в качестве источника углерода и энергии. Это относится к материалам как природного происхождения, так и синтезированным человеком. [c.666]

    Разразившийся в 70-х годах XX в. и продолжаюш,ийся сегодня нефтяной кризис явился началом переходного периода в развитии мировой энергетической системы. Наиболее характерные черты этого периода — окончание эры дешевой нефти, проведение активной энергосберегающей политики практически во всех сферах человеческой деятельности, разработка и последовательное внедрение программы энергообеспечения на основе использования нетрадиционных ископаемых видов топлив и возобновляемых источников энергии. Вместе с тем объективная оценка сложившегося в настоящее время положения с ресурсами углеводородного сырья (нефть, природный газ) и других ископаемых топлив, а также перспективной динамики и структуры их потребления позволяет утверждать, что при рациональном использовании нефть еще долго может оставаться основным источником энергообеспечения коммунального и транспортного хозяйства России. Однако это не исключает того, что по мере создания определенных технических и экономических предпосылок будет возрастать роль угля, горючих сланцев, торфа и других возобновляемых сырьевых ресурсов, к которым относятся продукты животного и растительного происхождения, и в первую очередь древесина, а также маслосодержащие растения подсолнечник, рапс, соя и т. д. [c.310]

    Важным фактором является невозобновляемость запасов нефти, природного газа и других полезных ископаемых. Поэтому образующийся при сгорании топлив из этих ресурсов углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу, способствует возникновению парникового эффекта. С этой точки зрения более предпочтительны топлива, вырабатываемые из возобновляемого источника энергии — сырья растительного происхождения. Использование топлив из этого сырья не нарушает баланс между кислородом и углекислым газом в атмосфере, поскольку при сгорании тогшив растительного происхождения вьщеляется такое количество СО2, которое было потреблено из атмосферы растениями за период их жизни. [c.32]

    А. Ф. Добрянский 1301 предложил новую и очень оригинальиук> теорию образования и превращения нефти в природе. Различие в составе санропелей ничтожно по сравнению с разнообразием нефтей поэтому А. Ф. Добрянский считает, что это разнообразие зависит не от различия в источниках происхождения нефтей, как предполагали все прежние исследователи, а от условий превращения первичной нефти с единым составом и физико-химическими свойствами. Эта первичная нефть под влиянием температуры, каталитических воздействий, геологической и геохимической обстановки подвергается дальнейшим превращениям, в результате чего и образуются различные нефти. Эти превращения необратимы и сводятся к перераспределению водорода I энергии под каталитическим влиянием природных алюмосиликатов, глин и подобных минералов прн участии энергии земных недр. [c.335]

    Самопроизвольный процесс—процесс, способный протекать в направлении, описываемом соответствующим уравнением или без необходимой затраты энергии внешнего источника. Для любого С. п. изменение свободной энергии является отрицательной величиной Сапонины — гликозиды природного происхождения, у которых агликон имеет стероидную или тритерпеноидную структуру. Строение агликона является основным признаком для классификации сапонинов на стероцдные и тритерпенокщные. Сапонины характеризуются широким диапазоном фармакологической активности  [c.265]

    РАДИОАКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, отличающиеся радиоактивностью. Используются с конца 19 в. Различают Р. м. природного и искусственного происхождения. Из всех природных и искусственно созданных элементов реакция деления практически осуществлена и реально освоена для ззи 235у гзэрц (см. Ядерное горючее). Их ядра могут делиться под действием нейтронов, выделяя громадное количество энергии. Уран и торий служат источниками новых делящихся материалов в соответствии с ядерными реакциями, протекающими в ядерном реак- [c.275]

chem21.info

Природные источники энергии | "Номинал-Т"

27.09.2013

Наш мир нельзя представить без энергии. Как правило, при упоминании источников энергии, мы вспоминаем про нефть, газ, уголь. Но, как известно, их запасы в недрах земли не безграничны. Чтобы однажды человечество не исчерпало все энергетические ресурсы, необходимо вовремя остановиться и подумать об альтернативных источниках энергии.

Такими источниками для нас являются солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды и энергия земли.

Солнечное излучение может пригодиться для обеспечения теплоснабжения или электрической энергии. Главными плюсами этого источника энергии являются его легкая восполняемость, отсутствие шума, экологичность при преобразовании в другие виды энергии.

Минусы также очевидны – это  отсутствие излучения при пасмурной погоде и в ночное время, необходимость большого пространства для построения солнечных электростанций, а также то, что в гелиоустановках применяют токсичные вещества, которые после использования необходимо куда-то устранять.

Одним из альтернативных источников энергии является ветряная энергия, вырабатываемая специально сконструированным ветрогенератором.

Главной движущей силой его, как следует из названия, является ветер. Ветер дует с определенной силой, которую направляют на вращение ветряного колеса.  Колесо, в свою очередь, начинает вращать ротор электрогенератора.

Главным достоинством данной конструкции является неограниченность вырабатываемой энергии, особенно в  местах, где постоянно ветрено.  Ветряные генераторы не загрязняют окружающую среду вредными выбросами.

Минусом данного источника энергии является нестабильность его работы и небольшая мощность, им вырабатываемая. Также недостатком является и то, что ветрогенератор – это довольно  шумное устройство. Поэтому устанавливать их лучше подальше от жилого сектора.

Далее следует отметить такой источник энергии как земля. Геотермальная энергия находится глубоко в недрах земли. Ведь еще из школьных программ по географии и физике мы знаем, что земное ядро имеет огромную температуру. На Земле существуют такие места, где раскаленная магма выходит наружу, и бьют горячие источники. Энергия этих источников может использоваться для теплоснабжения, либо производства электричества.

Достоинствами такого источника энергии является его постоянство и неисчерпаемые запасы. На него не влияют ни погода, ни время года.

К минусам относят очень серьезную минерализацию термальных источников и чаще всего там находятся токсичные вещества, которые требуют специальной утилизации. Такую воду нельзя просто слить в природе, чтобы она попала в реку или море, ее требуется вернуть в глубокие  слои земли.

ua-electronics.com

нефть, природный газ, уголь, гидроэнергетика. Альтернативные источники получения энергии. Влияние энергетики на природную среду

В конце прошлого века мировые разведанные запасы нефти оценивались величиной в 250 млрд т. На начало XX в. их оставшаяся часть составляла около 140 млрд т (примерно 1 трлн баррелей). При добыче нефти в мире в 3 млрд т в год (уровень стабилизации конца XX в.) этих резервов хватит на 4045 лет (табл. 7.4). Таблица 7.4 Время исчерпания резервов различных источников энергии при уровне потребления 2000 г. и прогнозируемые ресурсы

Источник энергии

Резерв, млрд тут

Прогноз

Время исчерпания, лет

мир

Россия

Нефть

200

350 млрд т

40

30

Газ

150

500 трлн м3

60

90

Уголь

1000

15 трлн т

300

600

АЭС (уран)

90

20 млн т

120

200

Все виды

1440

100

-

150

Перспективу использования любого ресурса для обеспечения энергетики обозримого будущего удобно оценивать временем, определяемым следующим образом. Отношением запасов рассматриваемого источника к величине половины предполагаемого ежегодного энергопотребления середины столетия, т.е. к величине порядка 15 млрд тут/год. Неопределенность в оценке прогнозируемых запасов нефти (от 300 до 600 млрд т) и газа (от 400 до 650 трлн м3) обусловлена во многом политическими и рыночными причинами. Верхняя оценка даст человечеству энергии примерно на 140 лет. Хотя подтвержденных к настоящему времени мировых запасов нефти 162,2 млрд т при современном их потреблении хватит приблизительно на 40 лет. На рис. 7.3 показан ход времени исчерпания ресурса нефти за последние годы. Принимая во внимание показанную зависимость, и учитывая, что более 60% доказанных мировых запасов сосредоточены в странах Ближнего Востока, можно предположить, что возможные неразведанные запасы нефти не превышают имеющиеся резервы. Новые месторождения, открытые за последние 20 лет, не компенсируют ежегодные потери нефти. В любом случае «эпоха нефти» закончится в первой половине этого столетия.

Рис. 7.3. Время исчерпания мировых запасов нефти

Разведанные мировые запасы природного газа оцениваются на начало XXI в. в 150 трлн м3. При современном уровне потребления их должно хватить более чем на 60 лет. Однако перспективы увеличения имеющихся запасов природного газа значительно оптимистичнее. Природный газ в первой половине XXI в. станет доминирующим энергоносителем, но и «эпоха газа», как основного компонента ТЭБ закончится в нынешнем столетии. Три четверти имеющихся литосферных запасов источников энергии составляет уголь, являющийся с экологической точки зрения самым «грязным» видом топлива, а также оказывающий большое влияние на усиление парникового эффекта, что с неизбежностью потребует ограничения его потребления. Большая часть абсолютного роста потребления угля в ближайшие десятилетия придется на две страны – Индию и Китай (75% современного прироста). Суммарные запасы литосферных природных ископаемых могут обеспечить энергией человеческое сообщество на современном техническом уровне даже при неизменном текущем потреблении чуть более одного столетия. Тем не менее ежегодное потребление традиционных источников энергии возрастает более чем на 1,5% для каждого вида, и альтернативы данной тенденции в ближайшей перспективе не видно.

Ядерная энергетика с реакторами на тепловых нейтронах (РТН) пока играет при этом только вспомогательную роль дополнительного сырьевого источника. Ресурсные ограничения обуславливают необходимость структурной перестройки существующих энергетических технологий уже в первой половине наступившего столетия. Анализ динамики развития и смены основных энерготехнологий прошлого свидетельствует об инерционности создания новых и замены существующих технологий, внедрения и завоевания заметной доли в общем производстве энергии новых источников. Масштаб времени для выхода той или иной технологии на лидирующие позиции в производстве энергии составляет более 100 лет, а время появления новых значимых технологий около 50 лет.

Альтернативные источники энергии

С самого начала повышенного внимания к альтернативным источникам энергии рядом ученых высказывались серьезные сомнения относительно возможности обеспечить ими растущие потребности в энергопотреблении человеческого сообщества. Существует ряд принципиальных препятствий на пути возможности поддержания требуемых потоков энергетики альтернативными источниками. По своим валовым показателям выйти на необходимый уровень производства энергии в будущем могут только солнечная и частично ветровая энергетика. В начале XXI в. суммарные установленные мощности солнечной фотоэлектрической энергетики достигли 5 ГВт, геотермальных электростанций около 6 ГВт, а мощность всех ветрогенераторов составила 94 ГВт. Сравним их возможности с широко используемой во всем мире гидроэнергетикой. Суммарная мощность всех гидростанций составляла в это же время почти 700 ГВт с годовой выработкой 2,6 млн ГВтч. Мировой гидроэнергетический потенциал оценивается в 40 млн ГВтч, из которых только 14 млн ГВтч пригодны к освоению, а 9 млн ГВтч экономически выгодны для использования в современных условиях. Например, экологически чистая гидроэнергетика Норвегии обеспечивает практически 100% потребности в энергии. Доля гидроэнергетики велика также в топливном балансе Швейцарии, Австрии и Канады. Однако во многих странах значительная часть гидроэнергетических ресурсов уже освоена и подходящих створов для плотин осталось мало. Расширение использования равнинных рек для строительства гидроэлектростанций не всегда оправдано, так как под водохранилища уходят большие площади сельскохозяйственных угодий.

ветроэнергетика

Реально в относительно крупных промышленных масштабах развивается в настоящие дни только ветроэнергетика. Только с 2000 по 2007 г. суммарные установленные мощности ветряной энергетики выросли более чем в пять раз. Ветряные электростанции всего мира в 2007 г. произвели около 200 млрд кВт∙ч, что составило примерно 1,3% мирового потребления электроэнергии. К 2030 г. использование энергии ветра в США сможет покрыть потребность страны в электроэнергии на почти 20%, хотя сейчас ее уровень составляет всего около 1%. Наивысшего развития ветровая энергетика в наше время достигла в Германии. В 2007 г. в этой стране суммарная установленная мощность эксплуатируемых ветродвигателей достигла величины 22 ГВт и составила более 14% от всей произведенной в Германии электроэнергии за этот год.

Солнечная энергетика, как и большинство альтернативных источников, относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Согласно расчетам на изготовление простейших коллекторов солнечного излучения площадью 1 кв. км требуется примерно 10000 т алюминия, на получение которого тратится большое количество энергии. Создание глобальной системы гелиоэнергетики поглотило бы, по крайней мере, 20% известных мировых ресурсов железа. Крупномасштабное использование альтернативной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовления различной аппаратуры и их перевозки. Трудовые затраты в альтернативной энергетике по сравнению с традиционной возрастают на порядки.

Еще одним труднопреодолимым препятствием на пути развития альтернативных источников является их низкий коэффициент готовности и уязвимость по отношению к различным природным и погодным условиям. Коэффициент готовности солнечной и ветровой энергетики составляет всего 20 40% в основном из-за зависимости от погодных условий, неконтролируемых человеком. В то время как коэффициент готовности гидроэнергетики достигает величины порядка 50%, а соответствующий коэффициент готовности ядерной энергетики достигает 75 80%.

Мировой океан – крупнейший естественный коллектор солнечного излучения. В нем между теплыми поглощающими солнечное излучение поверхностными водами и более холодными придонными достигается разность температур до 20 °С, что обеспечивает непрерывно пополняемый запас тепловой энергии, которая принципиально может быть преобразована в другие виды. Преобразование тепловой энергии, запасенной океаном, в механическую энергию и далее в электроэнергию требует создания тепловой машины, тем или иным способом использующей естественный перепад температур между прогретыми поверхностными и охлажденными глубинными слоями воды. Приближенная оценка показывает, что при средней по Мировому океану разности температур в 12 °С между поверхностью и глубинами примерно в 400 м общая величина запасенной тепловой энергии составляет 15∙1023 Дж. Особенность работы полярных ТЭС состоит в использовании перепада температур между холодным воздухом и незамерзающей теплой водой подо льдами Арктики. Расчеты показывают, что удельная мощность, получаемая с 1 кв. м площади океана при разности температур воды и воздуха в 10 °С, составляет примерно 18 кВт/м2, а при разности уже в 30 °С – 125 кВт/м2. Таким образом, полярная ТЭС при мощности в 1 МВт будет возмущать тепловой режим на площади всего около 20 кв. м.

Строительство приливных электростанций и использование волновой энергетики сказывается неблагоприятно на состоянии побережья, изменяются условия подтопления, засоления, размыва берегов, формирование пляжей и т.д. Основное воздействие на окружающую среду геотермальные электростанции оказывают в период разработки месторождения, строительства паропроводов и здания станций, но оно обычно ограничено районом месторождения. Например, для работы станции мощностью 1000 МВт требуется 150 скважин, которые занимают территорию более 19 кв. км. Геотермальные станции, имея КПД в 2 3 раза меньше, чем АЭС и ТЭС, дают в 2 3 раза больше тепловых выбросов в атмосферу. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов и химических соединений, а также радионуклидов. Тем не менее альтернативные источники энергии могут сыграть определенную роль в развитии «малой энергетики» и в энергосбережении, например в обогреве домов, освещении, небольших производствах, особенно в тех районах, где позволяют климатические условия, или нет возможности пользоваться коммерческой энергией.

studfiles.net

Природные источники энергии Новости

Премьер министр Харпер Стефен заявил, что федеральное агенство вложило за последний месяц 1,5 миллиарда долларов в фонд технологий альтернативной энергии.

Харпер сказал, что так называемая десяти годовая стиул-программа по источникам возобновляемой ЭкоЭнергии будет учреждена в качестве проекта по вложению на следующие четыре года.Он сказал, что деньги могут быть потрачены на ветровую, солнечную, геотермальную и другие формы возобновляемой энергии.Премьер министр заявил, что первой составляющей частью ЭкоЭнергии является электроэнергия. Канада будет поддерживать производство чистой электроэнергии, тем самым участвуя в продвижении идеи.Консерваторы говорят, что вложат 1.48 биллионов долларов в качестве поощрения выплаты одного цента за киловатт в час на десятилетний период времени. Для проектов по выработки чистой электроэнергии из возобновляемых источников на следующие четыре года.Эти источники могут включать в себя ветровую, солнечную, геотермальную и волновую технологии, и все их выбросы в атмосферу сводятся к нулю."Нет предела возможностям тех или иных альтернативных, природных источников энергии" заявил Харпер 19 января, разъясняя план о выработке  энергии в Лестер Б Пеарсон Колледж на окраинах Виктории в Тихом океане. "Продвижение возобновляемой энергии поможет ученым и предпринимателям укротить энергию природных источников, которые окружают нас".Второй составляющей частью ЭкоЭнергии является выработка тепла, на которую собираются выделить 36 миллионов долларов. Целью является продвижение использования экологически чистых возобновляемых технологий для нагревания воды, обогрева и охлаждения помещений, домов и офисов.Средства поощрения программы в Канаде необходимы, для того что бы поддержать продукцию чистой возобновляемой энергии вплоть до 4000 мегаватт в год, таковы слова премьер-министра."На уровне окружающей среды, снижение выброса выхлопных газов приравнивается к одному миллиону машин, убранных с дороги".Харпер говорит: "Все эо может существенно повлиять на изменение климата".Двумя днями ранее, правительство в поддержку Харпера, заявило, что оно вложит 230 миллионов в последующие четыре года, чтобы развить чистые технологии, которые помогут снизить выхлопы газа в окружающую среду.Руководитель национально-демократической партии Джэк Лэйтон заявил, что из плана хорошо видно пользу вероятной энергии, а так же других программ по возобновляемым источникам энергии, но все это выглядит так, будто консерваторы воскрешают старые инициативы."Сначала консерваторы приостановили, а затем возобновили их использование", сказал Лэйтон.Движение Харпера было широко отмечено окружающими как вызов лидеру либеральной партии Стефану Диону, нынешнему либеральному министру.Харпер сказал, что его правительство вкладывает более 1,5 миллиарда долларов в фонд возобновляемой энергии.

"Я понимаю, Мистер Дион продолжает переговоры о выборах", сказал Харпер. "Если он станет на защиту первой позиции, то сравнивая наш рекорд действий в пользу окружающей среды, и его рекорд бездействия на окружающую среду, то я почувствую себя комфортнее".Бывший Либерал правительства тратит усилие на обсуждение вопросов об окружающей среде, особенно о снижении выброса выхлопных газов в природу. "Все эти действия лишь потуги", сказал Харпер."Очевидно, предыдущее правительство не снижало уровень выхлопов. Многие действующие программы, не дали такого эффекта. Откровенно говоря, они не действовали".Либералы согласились с заявлением Харпера, где он говорит, что консервативные планы необходимы для обеспечения средств, которые в свою очередь поощряют развитие возобновляемой энергии. Программа является возобновлением планов бывших либералов."Канадцы не будут одурачены подобной находкой консерваторов по развитию возобновляемой энергии", гласит заявление Давида макГвинти, критика либералов.

expomod.me