Энергетические ресурсы

     Содержание 

     Введение…………………………………………………………………...…..3

     1 Виды энергетических ресурсов………………………………….……...….5

2 Основные  меры рационального использования  энергетических ресурсов и их охрана………………………………………………………….…..…..12

     Заключение………………………………………………………………..….17

     Список  использованной литературы………………………………….……18

     Введение 
 

     Одной из наиболее актуальных проблем социально – экономического развития регионов Российской Федерации является выработка и реализация органами государственной власти субъектов Российской Федерации политики в сфере энергообеспечения и энергосбережения. Ускоренное развитие экономики, экономический рост и улучшение качества жизни населения требуют все более значительных затрат топливно – энергетических ресурсов. Ростспроса на энергию и энергоносители внутри страны сталкивается с ограничениями, связанными с невозможностью адекватного роста предложения и угрозой дефицита энергии. Все более актуальным становится вопрос о необходимости опережающего развития энергетической инфраструктуры. При этом все понимают, что развитие энергетики должно происходить на новой, современной технической, технологической и организационной основе.

     В стране существует достаточное количество примеров использования отечественных  электроэнергетических установок  средней и малой мощности в  основном военного назначения и создания на их базе локальных систем энергоснабжения  закрытых (изолированных) по оборонным соображениям или природно – географическим условиям территорий или объектов. Но для нормального развития электроэнергетики регионального уровня, развития, базирующегося на действии рыночных механизмов, этого недостаточно. Отсутствует соответствующая нормативно – правовая база, ограничены технические и топливные возможности объектов средней и малой электроэнергетики, не проработаны механизмы их интеграции в существующую единую энергосистему, инвестиционные схемы финансирования.

     В регионах – лидерах экономического развития страны, а это, прежде всего Москва и Московская область, Санкт – Петербург, нефтегазодобывающие регионы, отмечается опережающий спрос на электричество. В этих условиях возникает угроза дефицита энергии, предлагаемой на рынке по ценам, которые способны оплатить предприятия, расположенные в других регионах страны. В результате, до момента насыщения рынка, то есть до появления на нем достаточного количества предложения энергии, многие регионы страны могут столкнуться с дефицитом электрической энергии. Особенностью отрасли является то обстоятельство, что насыщение рынка произойдет только после завершения строительства и ввода в эксплуатацию новых энергетических мощностей. Грядущий возможный дефицит энергии делает все более актуальным задачу обеспечения энергетической безопасности региона. Ключевым вопросом при этом является вопрос о том, какой вид топлива может быть использован для увеличения производства электрической и тепловой энергии и решения проблемы энергетической безопасности. Для решения вопросов энергообеспечения необходимо предпринимать шаги по использованию местных и альтернативных видов топливно – энергетических ресурсов. В большинстве регионов, это, прежде всего, торф, древесные отходы, энергия ветра, тепла Земли, а также использование возможностей гидроэнергетики [4]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Виды энергетических ресурсов 
 

     Россия  обладает мощной энергетической системой и богатыми энергетическими ресурсами. К ним относятся:

     – топливные ресурсы;

     – энергия рек;

     – ядерная энергия.

     Ископаемое  топливо – это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землей или открытым способом. Уголь и торф – топливо, образующиеся по мере накопления и разложения животных и растений. Ископаемые виды топлива являются исчерпаемым невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.

     На  долю предприятий топливно – энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.

     Сжигание  ископаемых видов топлива приводит к выбросам двуокиси углерода () – парникового газа, который приносит наибольший вклад в глобальное потепление. Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20 раз сильнее, чем у молекулы , поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу [5].

     Энергия рек используется с помощью гидроэлектростанций (ГЭС) – электростанций, в качестве источника энергии использующих энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньенообразные виды рельефа. Энергия рек (гидроэнергия) используются в меньшей степени, чем топливная.

     Особенности:

     – себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях;

     – генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии – возобновляемый источник энергии – значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций – строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое – часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей – водохранилища часто занимают значительные территории – плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства [1].

     Ядерная энергетика – это отрасль энергетики, занимающаяся получением и использованием ядерной энергии (ранее использовался термин Атомная энергетика). Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер урана – 235 или плутония. Хотя в любой области энергетики первичным источником является ядерная энергия (например, энергия солнечных ядерных реакций в гидроэлектростанциях и электростанциях, работающих на органическом топливе, энергия радиоактивного распада в геотермальных электростанциях), к ядерной энергетике относится лишь использование управляемых реакций в ядерных реакторах.

     Ядерная энергия производится в атомных  электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных  лодках. Но она остается предметом острых дебатов. Сторонники и противники ядерной энергетики резко расходятся в оценках её безопасности, надежности и экономической эффективности. Широко распространено мнение о возможной утечке ядерного топлива из сферы производства электроэнергии и его использовании для производства ядерного оружия [2].

     Кроме основных источников энергии существуют так же альтернативные. Эти источники  распространены не так широко, как  традиционные, однако представляют интерес из – за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. К ним относятся:

     – солнечная энергия;

     – энергия ветра;

     – биотопливо;

     – энергия геотермальных вод;

     – энергия приливов и отливов.

     Солнечная энергетика – непосредственное использование солнечного излучения для получения энергии в каком – либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

     Способы получения электричества и тепла  из солнечного излучения:

       1) получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.

     2) преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин – паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан, бутан, фреоны.

     3) гелиотермальная энергетика – нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах).

     4) термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор) – солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием) [4].

     Солнечная энергия широко используется как  для нагрева воды, так и для  производства электроэнергии. Фотоэлектрические  элементы могут устанавливаться  на различных транспортных средствах: лодках, электромобилях и гибридных  автомобилях, самолётах, дирижаблях и  т.д.

     Ветроэнергетика – отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра – кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра – фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности нагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать [6].

     В сентябре 2007 года в Якутии была запущена ветровая электроустановка мощностью  в 250 кВт.

     Биотопливо – это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).

     Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Сторонники говорят, что биотоплива меньше загрязняют атмосферу, а противники возражают, что при сгорании биотоплива выделяются те же продукты, что и при сжигании ископаемых топлив.

     Геотермальная энергетика – производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, возобновляемым энергетическим ресурсам.

     В вулканических районах циркулирующая  вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших  глубинах и по трещинам поднимается  к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным  тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более  чем паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100°C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.

     Основными достоинствами геотермальной энергии  можно считать практическую неисчерпаемость  ресурсов, независимость от внешних  условий, времени суток и года, возможность комплексного использования  термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.

     Как пример – на Камчатке успешно работают две геотермальные электростанции. Их строительство было обусловлено тем, что Камчатка – вулканическая зона. В таких зонах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, часто выходя на поверхность в виде гейзеров. Геотермальными называются воды, выделяющиеся из недр Земли с температурой выше 20°C. Из – за активной вулканической деятельности строить атомные электростанции на Камчатке опасно. А реки полуострова не обладают большим энергопотенциалом. Строительство геотермальных электростанций позволило решить энергетическую проблему полуострова и снизить затраты на электроэнергию [7].