Альтернативные источники энергии и возможность их использования в России. Курсовая работа (т). Физика.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Альтернативные источники энергии и возможность их использования в России
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Санкт-Петербургский
государственный университет" (СПбГУ)
Кафедра геологии месторождений
полезных ископаемых
Альтернативные источники энергии и
возможность их использования в России
. Классификация альтернативных источников энергии
. Доля альтернативных источников энергии в Структуре
энергетических ресурсов России и динамика их потребления
. Альтернативные источники энергии и возможности их
использования в России
.1 Энергия ветра (ветровая энергетика)
.6 Энергетические ресурсы морей и океанов
.7 Использование низкопотенциального тепла в сочетании с
тепловыми насосами
. Политика России в области альтернативных источников энергии
Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса
атмосферы постепенно приводят к глобальным изменением климата. Дефицит энергии
и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность
перехода к альтернативным источникам энергии (АИЭ). Они экологичны,
возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.
По прогнозам British
Petroleum, традиционные
топливно-энергетические ресурсы, при существующих темпах развития нефтегазовой
отрасли, иссякнут в ближайшие 100-150 лет. Мировые запасы угля составляют 30
трлн. тонн, нефти - 300 млрд. тонн, газа - 220 трлн. м³. Разведанные запасы угля составляют
1685 млрд. тонн, нефти - 137 млрд. тонн, газа - 142 трлн. м³. Несмотря на это, при том, что в
последние годы было сделано много открытий месторождений нефти и газа в
шельфовых зонах морей, запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40
лет, газа на 50 лет.[14] Практически все развитые страны мира уделяют серьезное
внимание проблеме использования АИЭ. В России также разработана комплексная
программа проведения научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ по
использованию АИЭ. Программой предусмотрен ряд организационных мероприятий по
освоению промышленностью производства и широкомасштабного внедрения систем
энергоснабжения, работающих на АИЭ.
Цель курсовой работы: изучить перспективы использования АИЭ на территории
России. Задачи: 1. Изучить виды АИЭ; 2.
Проанализировать ситуацию на мировом энергетическом рынке и выявить долю АИЭ в
мировом энергетическом балансе; 3. Выявить возможность использования АИЭ на
территории России.
1. Классификация альтернативных источников энергии
Альтернативные источники энергии - это источники на основе постоянно
существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии.
Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности
человека, и это является ее отличительным признаком. В соответствии с
резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к АИЭ относятся:
солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана,
энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев,
битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков. Классификация
АИЭ представлена в таблице 1.
Таблица 1. Альтернативные источники энергии
Естественное преобразование
энергии
Гидроэлектростанции
(напорные и свободнопоточные)
На данный момент в мире наблюдается увеличение доли АИЭ в энергетическом
балансе. На рисунке 1 виден рост возобновляемых источников энергии в странах
Европейского союза.
Рисунок
1. Динамика роста выработки электроэнергии в ЕС-15 1996-2008гг. Источник: Energy Information Association
Сегодня
доля потребления энергии АИЭ в энергетическом балансе всего мира составляет
около 7 процентов.
Рисунок
2. Структура потребления первичных энергетических ресурсов в мире в начале XXI
века. Источник: [8]
Начиная
с 90-х годов по инициативе ЮНЕСКО при поддержке государств-членов ООН и
заинтересованных организаций, проводятся мероприятия по продвижению идеи
широкого использования возобновляемых источников.
Главным
образом на скорейший переход к АИЭ указывают следующие основные причины:
· Глобально-экологическая: общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на
окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и
термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению
климата уже в первых десятилетиях XXI века;
· Политическая: страны, в полной мере освоившие альтернативную
энергетику, будут играть существенную роль в мировой экономике энергетики;
· Экономическая: переход на альтернативные технологии в
энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в
химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии,
производимой многими АИЭ, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных
источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций
существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную -
постоянно растут;
· Социальная: численность и плотность населения постоянно
растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство
энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды.
2. Доля альтернативных источников энергии в Структуре
энергетических ресурсов России и динамика их потребления
Рисунок 3. Потенциальные возможности АИЭ в России, в млрд т.у.т.
Источник: [14].
По данным "BP Statistical review of world energy 2011", годовой
объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов России составляет около
0.9 млрд т.у.т. Технический потенциал возобновляемых источников энергии
составляет порядка 4,6 млрд. т.у.т. в год, то есть в пять раз превышает объем
потребления всех топливно-энергетических ресурсов России. В настоящее время
экономический потенциал возобновляемых источников энергии существенно
увеличился в связи с подорожанием традиционного топлива и удешевлением
оборудования возобновляемой энергетики за прошедшие годы.
Несмотря на высокий потенциал АИЭ в России, их доля в общем объеме
производства энергии на территории страны по-прежнему мала. Доля возобновляемой
энергетики в производстве электроэнергии составила в 2002 г. около 0,5% от
общего производства или 4,2 млрд. кВт·ч, а объем замещения органического топлива
- около 1% от общего потребления первичной энергии или около 10 млн. т.у.т. в
год.
Рисунок 4. Доля возобновляемых источников энергии в общем объеме ее
производства в разных странах. Источник: агентство по прогнозированию балансов
в электроэнергетике.
В связи с этим в мировой структуре потребления АИЭ Россия просто теряется
на фоне таких стран, как США, Германия, Испания.
Рисунок 5. Мировая структура потребления альтернативной энергии.
Источник: INFOLine
Основная проблема использования АИЭ в России - высокая стоимость
производимой ими энергии. На рисунке 6 видно, насколько дороже выходит энергия
от АИЭ в России по сравнению с развитыми странами мира.
Рисунок
6. Стоимость производимой энергии в России и развитых странах мира (в
цент/кВт*ч). Источники: МЭА, ЗАО "АПБЭ", ОАО "РусГидро".
Несмотря
на это, в последние годы в России прослеживается бурный рост инвестиций в АИЭ.
Так с 2004 года объем инвестиций в возобновляемую энергетику увеличился
примерно в пять раз.
Рисунок
7. Динамика инвестиций в возобновляемую энергетику в 2004-2009 годах, млрд.
долл. Источники: МЭА, ЗАО "АПБЭ", ОАО "РусГидро".
Но
в тоже время рост потребления возобновляемой энергии в России в 2011 году
остался неизменным.
Рисунок
8. Рост потребления возобновляемой энергии в 2011 году. Источник: INFOLine.
Однако,
на сегодняшний день в России уже построено немало объектов по использованию
АИЭ. Из рисунка 9 видно, что среди них есть и довольно крупные.
Рисунок
9. Самые крупные объекты альтернативной энергетики в РФ. [15]
В
области геотермальной энергетики еще в 1966г. на Камчатке была построена
экспериментальная Паужетская геотермальная электростанция мощностью 11 МВт, а в
2003г. была пущена в эксплуатацию Мутновская ГеоЭС, мощность которой в
настоящее время составляет 60 МВт. В сфере ветряной генерации стоит отметить
Куликовскую ВЭС, крупнейшую ветряную электростанцию в России, которая была
введена в эксплуатацию в 2002г. с мощностью 5,1 МВт. [15]
3. Альтернативные источники энергии и возможности их
использования в России
.1 Энергия ветра (ветровая энергетика)
Различные виды АИЭ находятся на разных стадиях освоения. Наибольшее
применение получил самый изменчивый и непостоянный вид энергии - ветер. Но
ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала
"месторождения" ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам.
Ветровая энергия практически всегда "размазана" по огромным территориям.
Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень
быстро и непредсказуемо, что делает его менее "надежным", чем Солнце.
Суммарная мощность крупных ветровых энергетических установок и ветровых
энергетических станций в мире, по разным оценкам, составляет от 10 до 20 ГВт.
Помимо роста суммарной мощности ветряных установок, растет и их единичная
мощность, превысившая 1 МВт. По прогнозам аналитиков, энергетика ветра в
ближайшее время по-прежнему будет занимать первое место среди АИЭ. На данный
момент США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия - мировые лидеры по применению
энергии ветра. По экспертным оценкам валовой потенциал ветроэнергетики в России
составляет 26*10 6 т.у.т./год, а экономический - 12,5*10 6
т.у.т./год. Сейчас в России рядом производителей выпускаются в основном малые
ветроустановки мощностью 500 Вт - 16 кВт как для водоподъема, так и
производства электроэнергии. Разработаны ВЭУ мощностью 100 и 250 кВт, несколько
таких установок эксплуатируется в северных регионах страны.[9]
Различные зоны страны имеют ветровые режимы, сильно отличающиеся один от
другого. Значение среднегодовой скорости ветра в данном районе дает возможность
приближенно судить о целесообразности использования ветродвигателя и об
эффективности агрегата. Карта ветроэнергетических ресурсов России представлена
на рисунке 10. [12]
Считается, что сооружение ветровой установки мощностью до 5-6 кВт
экономически оправдано при скорости ветра, превышающей 3,5-4,0 м/с. Для больших
установок требуется скорость ветра 5,5-6,0 м/с. [2]
По зарубежным данным для сооружения ветровой энергетической установки
мощностью в несколько мегаватт предпочтительны районы со среднегодовой
скоростью ветра 8 м/с на высоте размещения ветроколеса. Большинство областей
европейской части России относятся к зоне средней интенсивности ветра. В этих
районах среднегодовая скорость ветра составляет от 3,5 до 6 м/сек. К этой же
зоне относится часть территории, лежащая юго-восточнее озера Байкал. [1]
Рисунок 10. Карта ветроэнергетических ресурсов России. [12]
Цифрами обозначены зоны со среднегодовыми скоростями ветра:
- выше 6 м/сек; 2 - от 3,5 до 6 м/сек; 3 - до 3,5 м/сек.
Третья зона занимает обширную территорию Восточной
Сибири и Дальнего Востока, некоторых областей европейской части России. В этой
зоне скорости ветра относительно невелики - до 3,5 м/с, и широкое применение
здесь ветроэнергетических установок не рекомендуется.
В отдельных районах России скорости ветра достигают 8 м/с и более. В то
же время в районах восточнее реки Енисея до побережья Охотского моря
преобладают ветры слабой интенсивности - от 1,5 до 3,5 м/с; только на самом
побережье она повышается.
Отсюда можно выявить определенную закономерность - высокие скорости ветра
характерны для морских побережий и горных перевалов. Западногерманские
специалисты, изучавшие возможность создания системы мощных ветровых
электростанций в Германии, сообщают о том, что скорости ветра на Балтийском
побережье Германии находятся в интервале 6-7,5 м/с, во внутренних же районах
эти значения меньше. Одновременно они приводят данные о периоде затишья.
Оказалось, что периоды затишья (штиля) наблюдаются, как правило, летом, на
морском побережье Германии продолжительностью 7-10 ч, во внутренних районах
страны - 16-30 ч максимально до 130 ч. [2]
Необходимо иметь в виду, что даже к одному работающему ветряку близко
подходить не желательно, и притом с любой стороны, так как при изменениях
направления ветра направление оси ротора тоже изменяется. Для размещения же
сотен, тысяч и тем более миллионов ветряков потребовались бы обширные площади в
сотни тысяч гектаров. Дело в том, что ветроагрегаты близко друг к другу ставить
нельзя, так как они могут создавать взаимные помехи в работе, "отнимая
ветер" один от другого. А на занимаемой ветроагрегатами площади уже ничего
другого делать будет нельзя. Работающие ветродвигатели создают значительный
шум, и что особенно плохо - генерируют неслышимые ухом, но вредно действующие
на людей инфразвуковые колебания с частотами ниже 16 Гц. Кроме этого, ветряки
распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни, а при большом
их скоплении на одной площадке - могут существенно исказить естественное
движение воздушных потоков с непредсказуемыми последствиями. Отсюда следует,
что при строительстве ветряных электростанций, нужно брать во внимание не
только скорость ветра в данном районе, но и наличие населенных пунктов и лесов
поблизости.
Использование ветряных электростанций в России имеет массу преимуществ
при установке их в районах, не обеспеченных централизованным энергоснабжением и
использующих дорогое привозное топливо. В этих случаях использование энергии
ветра имеет также большое социальное значение, увеличивая надежность
энергоснабжения. [9]
гидроэнергетика геотермальный биогаз теплонасос
К малым ГЭС условно относят гидроэнергетические агрегаты мощностью от 100
кВт до 10 МВт. Меньшие агрегаты относятся к категории микро-ГЭС. Суммарная
мощность в 2008 году малых ГЭС в мире превышала 85 ГВт.
В последние годы малая гидроэнергетика занимает одно из ведущих мест в
электроэнергетике многих стран мира. В некоторых странах суммарная мощность
микро-ГЭС превышает 1 млн. кВт (Италия, Франция, Испания, Швеция, Канада, США).
Их используют как локальные экологически чистые источники энергии, за счет
которых экономятся традиционные виды топлива, уменьшая выброс углекислого газа
в атмосферу. Лидирующие позиции в развитии малой гидроэнергетики занимает
Китай, если в 2000 году в этой стране совокупная мощность малых ГЭС составляла
около 25 ГВт, то к началу 2010 года работало 45 тыс. малых ГЭС общей мощностью
более 55 ГВт, обеспечивающих значительную часть потребностей в электроэнергии
сельского населения страны.[1]
В России работает несколько десятков малых гидроэлектростанций общей
мощностью порядка 250 МВт. Многие из них были введены в строй более 50 лет
назад и нуждаются в реконструкции. А в 50-е годы прошлого столетия, в России
функционировало более 6 тысяч микро-ГЭС, но, в итоге более устойчивое положение
в энергетике страны заняло крупное гидроэнергостроительство, а малые
гидроэлектростанции со временем отошли на второй план. В наши дни интерес к
малым ГЭС возрос. Независимо от того, что крупные ГЭС являются экономически
более выгодными, у малых гидроэлектростанций есть свои плюсы. Во-первых, строительство
малых ГЭС менее затратно и может быть организовано за счет частных предприятий
и фермерских хозяйств. Немаловажным фактом является то, что малые ГЭС зачастую
не требуют сложных технических элементов, таких как большие водохранилища,
являющиеся причиной затопления больших площадей на равнинных реках. Современные
малые гидроэлектростанции полностью автоматизированы. А их высокая надежность и
полный ресурс не менее 40 лет только доказывают необходимость их использования.
[1]
Рисунок 11. Потенциал и интенсивность использования гидроэнергетики в
России. Источник: [15].
Технически возможный потенциал малой гидроэнергетики в России составляет
примерно 41 ГВт мощности и 372 млрд. кВтч ежегодной выработки. Экономически
эффективный к использованию потенциал точно не определен, ориентировочно он
составляет порядка 55% от технического. А по другим данным сегодняшними
доступными средствами на малых ГЭС в России можно производить около 500 млрд.
кВт*ч электроэнергии в год. [10]
По сравнению с огромным потенциалом малой гидроэнергетики в России,
использование малых ГЭС пока что слишком мало. Часть регионов с высоким
потенциалом не задействованы в получении энергии с помощью малой гидроэнергетики
вовсе.
Большая часть гидроэнергетического потенциала малых рек сосредоточена в
Сибири и на Дальнем Востоке. В Европейской части России большие возможности для
создания малых ГЭС существуют на Северном Кавказе, Урале, в Карелии и
Мурманской области.
В 2006-2007 годах в Дагестане были введены в эксплуатацию пять малых ГЭС
мощностью 0,6-1,4 МВт. В 2008-2009 годах полностью на средства частного
инвестора была построена Фаснальская ГЭС мощностью 6,4 МВт в Северной Осетии,
являющаяся частью планируемого каскада из 17 малых ГЭС общей мощностью 240 МВт
в бассейне реки Урух.
В 2006-2009 годах две малых ГЭС мощностью 1,2 и 0,5 МВт были сооружены на
выпускных коллекторах очистных сооружений Ульяновска. Реализуются и проекты по
восстановлению малых ГЭС (в Карелии и Ленинградской области). В 2009 году ОАО
"РусГидро" ввело в эксплуатацию Эшкаконскую малую ГЭС в
Карачаево-Черкесии мощностью 0,6 МВт. В настоящий момент "РусГидро"
реализует пилотную программу малых ГЭС, ведется исследование новых створов под
строительство, воплощаются проекты строительства: Фиагдонской МГЭС в Северной
Осетии, Зарагижской и Верхнебалкарской - в Кабардино-Балкарии,
"Чибит" - в Республике Алтай, "Большой Зеленчук" - в
Карачаево-Черкесии. [10]
Перспективна установка малых ГЭС на плотинах большого количества
водохранилищ, созданных в интересах водоснабжения, ирригации, водного
транспорта, рекреации, на ирригационных каналах, системах водоснабжения и
канализации. Сегодня их можно реконструировать и технически перевооружить.
Целесообразно использовать в энергетических целях существующие малые
водохранилища, которых в России более 1000. Кроме того, возможно восстановление
сотен малых ГЭС, ранее выведенных из эксплуатации, но сохранивших полностью или
частично основные сооружения. Из всех ВИЭ малые ГЭС наиболее конкурентоспособны
(за исключением обычных ГЭС). Тем не менее, в сложившихся в России условиях в
большинстве случаев они экономически менее привлекательны по сравнению с
традиционными электростанциями. С помощью малых ГЭС можно провести электроэнергию
в отдаленные населенные пункты России при сравнительно низкой стоимости
установленного киловатта и коротком инвестиционном. [10]
Для успешного развития малой гидроэнергетики необходимы меры по ее
государственной поддержке, декларированные законом "Об
электроэнергетике" и другими документами, но не реализованные на уровне
подзаконных актов. Также требуется упростить административные процедуры
получения разрешений на строительство малых ГЭС, отвода под них земель,
подключения их к энергосистеме.
Солнце - неисчерпаемый источник энергии - ежесекундно дает Земле 80
триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все
электростанции мира. Большую часть этой энергии рассеивает или поглощает
атмосфера, особенно облака, и только треть её достигает земной поверхности. Вся
энергия, испускаемая Солнцем, больше той её части, которую получает Земля, в 5
млрд. раз. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера,
эквивалентна мощности крупной электростанции. Нужно только уметь пользоваться
им.
В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии
резко возрос. Потенциальные возможности энергетики, основанные на использовании
непосредственного солнечного излучения, чрезвычайно велики.
Использование всего лишь 0,0125% энергии Солнца могло бы обеспечить все
сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% полностью
покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти
громадные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Только
очень небольшая часть этой энергии может быть практически использована. Едва ли
не главная причина подобной ситуации - слабая плотность солнечной энергии.
Простой расчет показывает, что если снимаемая с 1 м² освещенной солнцем поверхности
мощность в среднем составляет 160 Вт, то для генерирования 100 тыс. кВт нужно
снимать энергию с площади в 1,6 км². Ни один из известных в настоящее
время способов преобразования энергии не может обеспечить экономическую
эффективность такой трансформации.[3]
Доказано, что в высоких широтах плотность солнечной энергии составляет
80-130 Вт/м², в умеренном поясе - 130-210, а в пустынях тропического
пояса - 210-250 Вт /м². Это означает, что наиболее благоприятные условия для
использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах Африки,
Южной Америки, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида,
Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн.
человек, в том числе 60 млн. в сельской местности. [2]
Количество энергии, падающей на единицу площади в единицу времени,
зависит от нескольких факторов:
· угол наклона поверхности по отношению к Солнцу.
Отсюда следует, что количество солнечной энергии сильно отличается в
зависимости от географического положения и времени года (рисунок 12). Это
необходимо учитывать при использовании энергии Солнца.
Рисунок 12. Распределение плотности солнечного излучения на Земле.[8]
Сегодня преобразование солнечного излучения в электрическую энергию
возможно двумя путями:
· Использование солнечной энергии как источник тепла для выработки
электроэнергии традиционными способами (например, с помощью турбогенераторов)
· преобразовывание солнечной энергии в электрический ток в
солнечных элементах.
Проще всего использовать энергию Солнца для нагрева воды. Солнечные
водонагревательные установки (СВУ) получили широкое распространение в жарких
странах. Например, власти Израиля требуют установок СВУ в каждом доме. В
Соединенных Штатах Америки СВУ используют для прогрева бассейнов. В США
ежегодно вырабатывается около 2 млн. т.у.т. Приблизительная площадь СВУ в мире,
установленных сейчас, равна около 50-60 млн м², что обеспечивает получение 5-7 млн
т.у.т. в год. В Европе к концу 2000 г. было построено около 11,7 млн м² коллекторов. На данный момент эти
цифры существенно выросли. [8]
В России электростанции, использующие энергию Солнца, на сегодня
практически не распространены. Это связано с довольно низкой стоимостью
нефтегазовой энергии.
Однако в ходе тщательных исследований было выявлено, что использование
СВУ 3-6 месяцев в год(в зависимости от региона) экономически выгодно. [8]
На данный момент используется несколько методов преобразования энергии
Солнца в электроэнергию. Среди них широкое распространение получили
термодинамические методы и прямое преобразование с помощью фотоэлектрических
преобразователей (ФЭП).
Рисунок 13. Схема преобразования солнечной энергии в электричество с
помощью ФЭП. Источник: [15].
Фотоэлектрические преобразователи находят все большее применение в самых
разных регионах. Одно из преимуществ ФЭП в том, что они, помимо прямого
излучения, используют также и рассеянное. Это позволяет отказаться от
дорогостоящих устройств для слежения за Солнцем.
Рынок ФЭП с каждым годом все быстрее набирает обороты. Суммарная мощность
установленных в мире ФЭП в 2002 году, превысила 500 МВт. Сильным толчком для
развития ФЭП в мире является принятие национальных программ в разных странах
("100 тысяч солнечных крыш" в Германии, "100 тысяч солнечных крыш"
в Японии, "1 млн. солнечных крыш" в США). По прогнозам аналитиков
Япония и Германия в ближайшее время выйдут на годовые объемы производства до
500 МВт каждая. Массовое производство ФЭП ведет к их удешевлению. Сегодня
модули ФЭП на мировом рынке стоят около 4 долл. за пиковый ватт, что при
удовлетворительной инсоляции приводит к стоимости электроэнергии в 15-20
цент/кВтч. Особенное значение рынок ФЭП имеет в развивающихся странах.
Установки сравнительно небольшой мощности в единицы кВт представляют сегодня
практически единственную возможность приобщить сельское население этих стран к
современной цивилизации.
Рисунок 14. Динамика суммарных установленных мощностей солнечных модулей.
Источник: INFOLine.
На данный момент в мире работают тысячи фирм, производящих различные
установки с ФЭП, но только десятки из них, в том числе в России, умеют делать
солнечные элементы. Начиная с середины 90х годов, в России ведутся работы по
усовершенствованию ФЭП и развертыванию их промышленного производства. Так,
например, ООО "Солнечный Ветер" сотрудничает более чем с 10 странами.
За 1996-2001гг объем продаж увеличился в десять раз (с 60 до 600 кВт/год), а в
2002 году превысил 1 МВт.
Однако, существует один существенный фактор сдерживающий распространение
ФЭП. Это высокая стоимость электроэнергии, производимой ФЭП. Дороговизна
обусловлена высокой стоимостью технологического процесса и основного материала
(как правило, кремния высокой чистоты). Поэтому по всему миру ведутся
исследования и разработки, направленные на удешевление ФЭП. Сейчас самым
перспективным направлением является внедрение в ФЭП концентраторов солнечного
излучения. Россия и США - те страны, в которых исследования в этой области
проводятся наиболее интенсивно. [3]
По данным Associated Press энергия, вырабатываемая за счет
биомассы, составляет около 12 % в мировом энергетическом балансе, однако
официальной статистикой не учитывается биомасса, не являющаяся коммерческим
продуктом, но используемая для энергетических нужд. В европейских странах, в
среднем, вклад биомассы в энергетический баланс составляет около 3%, однако в
таких странах, как Австрия, Швеция, Финляндия использование энергии биомассы
доходит до 23%.
В энергетических целях энергию биомассы используют двояко: путем
непосредственного сжигания или путем переработки в топливо (спирт или биогаз).
Примерная схема получения энергии из биомассы представлена на рисунке 15.
Опыт показывает, что наиболее перспективна биотехнологическая переработка
органического вещества. В середине 80-х годов в разных странах действовали
промышленные установки по производству топлива из биомассы. Наиболее широкое
распространение получило производство спирта. [2]
Рисунок 15. Схема получения энергии из биомассы. Источник: [13].
Одно из наиболее перспективных направлений энергетического использования
биомассы - производство из неё биогаза, состоящего на 50-80% из метана и на
20-50% из углекислоты. Его теплотворная способность - 5-6 тыс. ккал/м³ . Например, опыты показывают,
фермер, имеющий посевы рапса и рапсовое масло, может быть независимым от
поставок моторного топлива. [9]
Крупномасштабное увеличение объема производства биотоплива (например,
этилового спирта) по этой причине может оказать существенное отрицательное
влияние на мировой рынок пищевых продуктов. Второй серьезный недостаток - возможность
обеднения и эрозии почв в результате интенсификации выращивания
"энергетических" культур. Очевидная стратегия спасения от этих
явлений - выращивание культур, пригодных и для обеспечения человека (зерно), и
для энергетических нужд при одновременном сокращении части урожая,
скармливаемого животным. Для выращивания и переработки урожая необходима
энергия в форме солнечного излучения и в форме, пригодной для получения топлива
для работы сельхозмашин, создания самих этих машин, получения удобрения и т.п.
Для оценки эффективности получения энергии из того или иного вида биомассы
необходимо проведение энергетического анализа. [2]
Помимо первичной растительной биомассы, значительным энергетическим
потенциалом обладают отходы животноводства, промышленные отходы и твердые
бытовые отходы (ТБО). Мусороперерабатывающие фабрики либо сжигают ТБО, либо
газифицируют их. Навоз и жидкие бытовые стоки являются основным сырьем от
животноводства, которое перерабатывается в биогаз.
Рисунок 16. Схема устройства биогазовой установки. Источник: [13].
Наиболее эффективно производство биогаза из навоза. Из одной тонны его
можно получить 10-12 куб. м метана. А, например, переработка 100 млн. тонн
такого отхода полеводства, как солома злаковых культур, может дать около 20
млрд. куб. м метана. В хлопкосеющих районах ежегодно остается 8-9 млн. тонн
стеблей хлопчатника, из которых можно получить до 2 млрд. куб. м метана. Для
тех же целей возможна утилизация ботвы культурных растений, трав и др.
Биогаз можно конвертировать в тепловую и электрическую энергию,
использовать в двигателях внутреннего сгорания для получения синтезгаза и
искусственного бензина.
Производство биогаза из органических отходов дает возможность решать
одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую (получение удобрений
типа нитрофоски) и экологическую.
Установки по производству биогаза размещают, как правило, в районе
крупных городов, центров переработки сельскохозяйственного сырья.
Широкое распространение энергия биомассы получила в развивающихся
странах. Так большинство из них расположено на территории Азии, Африки и Южной
Америки.
Рисунок 17. Использование биомассы в качестве источника энергии в мире.
Источник: [15].
В России образуется около 60 млн.
Похожие работы на - Альтернативные источники энергии и возможность их использования в России Курсовая работа (т). Физика.
Убиты Под Москвой Аргументы К Итоговому Сочинению
Реферат по теме 'К. Менгер: Основания политической экономии'
Собрание Сочинений Купера
Реферат: Модульное обучение в системном образовании взрослых
Как Определить Цель Курсовой Работы
Сочинение Время Лечит
Курсовая работа: Учет кассовых операций в теоретическом и практическом аспектах
Анализ Политических Взглядов Платона И Аристотеля Курсовая
Напишите Сочинение Рассуждение В Жанре Письмо Базарову
Дипломная работа по теме Туризм как сфера предпринимательской деятельности
Дипломная работа: Психологические принципы отбора кандидатов для обучения предпринимательству
Реферат На Тему Органы Местного Самоуправления
Влияние Стресса На Организм Реферат
Биогенетический Закон Реферат
Клише Для Сочинения Декабрь
Реферат: Зигмунд Фрейд – основатель психоанализа
Контрольная работа по теме Металлорежущие станки
Эссе по теме Размышления о творчестве Павла Флоренского
Контрольная Работа Spotlight 9 Module 7 Ответы
Частотно Планирование Курсовой Проект
Похожие работы на - Разработка мероприятий по повышению эффективности, качественному улучшению обслуживания пассажиров, увеличению прибыли от перевозок и снижению затрат на маршруте К-136 подвижным составом ООО 'Питеравто'
Реферат: Miles To Go Before I Sleep And
Похожие работы на - Мероприятия по снижению издержек в процессе сбыта продукции ОАО 'Карельский окатыш'