Презентация "Альтернативные источники энергии". презентация к уроку по географии (7 класс) на тему. Презентация на тему" альтернативные источники энергии" Нетрадиционные источники электроэнергии презентация

Альтернативные источники энергии Альтернати́вная энерге́тика - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. Классификация источников Перспективы

• На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1 % мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.
• Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах - Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.
• Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.
• В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25% энергии из ветра.
• В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый спирт.
• Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике.
• По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП.
• Россия может получать 10% энергии из ветра.

Инвестиции

• Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.
• Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки - $30 млрд, Китай - $15,6 млрд, Индия - $4,1 млрд.

Распространение

• В мае 2009 года 13 % электроэнергии в США были произведены из возобновляемых источников энергии. 9,4 % электроэнергии было выработано на гидроэлектростанциях, около 1,8 % были получены из энергии ветра, 1,3 % из биомассы, 0,4 % из геотермальных источников и 0,3 % от энергии солнца.
• В Австралии в 2009 году 8 % электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

Ветроэнергетика - отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра - кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Ветроустановка http: //www. energypicturesonline. com/water mark. php? i=2241

Энергия ветра использует силу ветра для приведения в движение лопасти ветровых турбин. Вращения лопаток турбины преобразуется в электрический ток с помощью электрического генератора. В старой мельнице, энергия ветра была использована, чтобы включить механические машины, чтобы выполнять физическую работу, например, дробление зерна. Теперь, электрические токи, запряженных крупномасштабных ветровых электростанций используют в национальных электрических сетях, а также небольшие отдельные турбины, используют для обеспечения электроэнергией отдаленных местностей или индивидуального дома. http: //www. energypicturesonline. com/watermark. php? i=2272

Плюсы. Энергия ветра не производит никакого загрязнения окружающей среды, так как ветер является возобновляемым источником энергии. Ветровые электростанции могут быть построены от берега. Минусы. Энергия ветра является прерывистой. Если скорость ветра уменьшается движение турбины замедляется и энергии вырабатывается меньше. Большие ветровые электростанции могут иметь негативное влияние на декорации. http: //www. energypicturesonline. com/watermark. php? i=2142

Гелиоэнергетика. Гелиоэнергетика – энергия солнца, это практически бесконечный источник, пока наша звезда сияет. Тысячи джоуль тепла устремляются в нашем направлении. http: //pics. posternazakaz. ru/pnz/product/med/2 d 2 c 5 c 1 e 1 088 bb 3241178 b 7421 d 0754 b. jpg

Энергия солнца. Солнечная энергия используется обычно для отопления, приготовления пищи, производства электроэнергии, и даже в опреснении морской воды. Солнечные лучи захватываются солнечными установками и солнечный свет преобразуется в электричество, тепло. http: //20 c. com. ua/images/sun_batery. jpg

Плюсы. Солнечная энергия является возобновляемым ресурсом. До тех пор, пока солнце существует его энергия будет достигать Земли. Солнечная энергетика не загрязняет ни воды, ни воздуха, потому что нет никакой химической реакции, в результате сжигания топлива. Солнечная энергия может использоваться очень эффективно для практических применений, таких как отопление и освещение. Минусы Солнечная энергия не производит энергию, если Солнце не светит. Ночные и пасмурные дни серьезно ограничат количество произведенной энергии. Солнечные электростанции могут быть очень дорогими. http: //www. ecogroup. com. ua/sites/ecogroup. com. ua/files/u 1 /1307883633_solar-panels. jpg

Энергия воды. Генерация электроэнергии из движущейся воды является одним из самых чистых и доступных возобновляемых источников энергии. Это хороший жизнеспособный вариант, если вы живете по реке с достаточно устойчивым потоком. http: //myrt. ru/news/uploads/posts/200812/1230382583_gidroelektrostancia. jpg

Геотермальная энергетика - направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Считается возобновляемым энергетическим.

Плюсы. Энергия Земли. Если все сделано правильно, геотермальная энергия не выделяет вредных побочных продуктов. Геотермальные электростанции, как правило, небольшие и имеют незначительное влияние на природный ландшафт. Минусы Если все сделано неправильно, геотермальная энергия может привести к загрязнителям. Неправильное бурение в земле способствует выделению опасных минералов и газов.

Биоэнергетика - отрасль электроэнергетики, основанная на использовании биотоплива из различных органических веществ, в основном органических отходов. http: //www. google. ru/imgres? q=%D 0%BA%D 0%B 0%D 1%82%D 0%B 8%D 0%BD%D 0 %BA%D 0%B 8+%D 1%8 D%D 0%B 5%D 1%80%D 0%B 3%D 0%B 8+%D 0%B 1%D 0 %B 8%D 0%BE%D 0%BC%D 0%B 0%D 1%81%D 1%8 B&hl=ru&newwindow=1&sa=X&biw =1567&bih=778&tbm=isch&prmd=imvns&tbnid=he. AWuowfco. Rsw. M: &imgrefurl=http: //inf o-site. my 1. ru/publ/11 -1 -0329&docid=b. B 0 G 7 Xw 634 v. IQM&imgurl=http: //www. buzzle. com/img/article. Images/3252081411235. jpg&w=350&h=223&ei=mpxs. T 9 is. Ka. Gg 4 g. TCy. JTAAg&zoom=1&iact=rc&dur=456&sig=1075 68240252406074391&page=2&tbnh=139&tbnw=197&start=30&ndsp=36&ved=1 t: 429, r: 33, s: 30&tx=108&ty=75

Биомасса Органические материалы из растений или животных могут быть использованы для создания энергии, которая может быть преобразована в электричество. Очевидно, что процесс горения все это плохо для окружающей среды, но и органические вещества горят гораздо чище, чем ископаемое топливо. http: //www. google. ru/imgres? q=%D 0%BA%D 0%B 0%D 1%82%D 0%B 8 %D 0%BD%D 0%BA%D 0%B 8+%D 1%8 D%D 0%B 5%D 1%80%D 0%B 3%D 0 %B 8%D 0%B 8+%D 0%B 1%D 0%B 8%D 0%BE%D 0%BC%D 0%B 0%D 1%81% D 1%8 B&start=66&hl=ru&newwindow=1&sa=X&biw=1567&bih=778&tbm=isc h&prmd=imvns&tbnid=QWPJk. Zu. BF 7 c. Fx. M: &imgrefurl=http: //aenergy. ru/1724 &docid=jgj. AC 40 VNl 70 SM&imgurl=http: //aenergy. ru/wpcontent/uploads/2009/08/article-18 -08 -092. JPG&w=586&h=279&ei=s. Jxs. T 7 m. XJr. DQ 4 QTeo 6 n. AAg&zoom=1

Водородная энергетика – активно развивающийся вид энергетики, выработка и потребление энергии основано на использовании водорода, который в свою очередь образуется при разложении воды. http: //www. google. ru/imgres? imgurl=http: //energokeeper. com/assets/images/0100/0015. jpg&imgrefurl=http: // energokeeper. com/vodorodnayaenergetika. html&h=225&w=300&sz=23&tbnid=k 3 Yg. Rb. Jb. F 24 XBM: &tbnh=93&tbnw=124&prev=/search%3 Fq%3 D% 25 D 0%25 BA%25 D 0%25 B 0%25 D 1%2582%25 D 0%25 B 8%25 D 0%25 BD%25 D 0%25 BA%25 D 0%25 B 8%2 B% 25 D 0%2592%25 D 0%25 BE%25 D 0%25 B 4%25 D 0%25 BE%25 D 1%2580%25 D 0%25 BE%25 D 0%25 B 4%25 D 0%25 BD%25 D 0%25 B 0%25 D 1%258 F%2 B%25 D 1%258 D%25 D 0%25 B 5%25 D 1%2580%25 D 0%25 B 3%25 D 0%25 B 5%25 D 1%2582%25 D 0%25 B 8%25 D 0%25 BA%25 D 0%25 B 0. %26 tbm%3 Disch%26 tbo%3 Du&zoom=1&q=%D 0%BA%D 0%B 0% D 1%80%D 1%82%D 0%B 8%D 0%BD%D 0%BA%D 0%B 8+%D 0%92%D 0%BE%D 0%B 4%D 0%BE%D 1%80%D 0%BE%D 0%B 4 %D 0%BD%D 0%B 0%D 1%8 F+%D 1%8 D%D 0%B 5%D 1%80%D 0%B 3%D 0%B 5%D 1%82%D 0%B 8%D 0%BA%D 0% B 0. &docid=Mmh 6 uf. KHBJO_x. M&hl=ru&sa=X&ei=U 7 hs. T 8 GRO 8 K 2 h. Qfqr. KCk. Bw&ved=0 CCs. Q 9 QEw. Ag&dur=141

Вывод. Альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер могут помочь снизить расходы на электроэнергию. Читайте о существующих альтернативных энергетических технологиях, а также о том, что будущие источники энергии помогут вам эффективно содержать дом. Альтернативные или возобновляемые источники энергии показывают значительные перспективы в снижении количества токсинов, которые являются побочными продуктами использования энергии. Они не только защищают от вредных побочных продуктов, но с использованием альтернативных источников энергии сохраняются многие природные ресурсы, которые мы в настоящее время используем в качестве источников энергии.

ТЕРМИНОЛОГИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества Выделяют три глобальных источника энергии: энергия Солнца; тепло Земли; энергия орбитального движения планет Примечание: солнечное излучение по мощности превосходит остальные более чем в 1000 раз.

К ВИЭ обычно относят: ВИЭ солнечного происхождения: Собственно энергия солнечной радиации Гидравлическая энергия рек Энергия ветра Энергия биомассы Энергия океана (разность температур воды, волны, разность соленостей морской и пресной воды) К несолнечным ВИЭ относятся: геотермальная энергия, энергия приливов Кроме того, к ВИЭ относят различные отходы и источники низкопотенциального тепла в сочетании с тепловыми насосами

Производство электроэнергии ЭНЕРГЕТИКА Моторное топливо Производство тепла ВОПРОС: Можно ли построить энергетику, удовлетворяющую современные нужды человечества, на возобновляемых источниках энергии? (без природного газа, нефти, угля) Солнечная энергия, Энергия ветра, Биомасса, Геотермальная энергия, Мини и микро-ГЭС, Природное и сбросное тепло с помощью тепловых насосов Геотермальная энергия, Энергия океана Водород, получаемый электролизом из воды с использованием различных ВИЭ и из биомассы (термохимическая переработка) Биотопливо из биомассы ОТВЕТ: Принципиально, ДА! Но есть много но…!

ФАКТОРЫ В ПОЛЬЗУ ВИЭ: ü Огромные ресурсы всех видов ВИЭ, во много раз превышающие обозримые потребности человечества ü Доступность в любой точке земного шара того или иного ВИЭ или их комбинации ü Экологическая чистота ü Доказанная, по крайней мере на демонстрационном уровне, жизненность технологий, а в ряде случаев высокая конкурентоспособность ü Возможность построения на основе ВИЭ как централизованных, так и децентрализованных (автономных) систем энергоснабжения ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ШИРОКОЙ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ВИЭ (временные и связанные в основном с необходимостью конкурировать с традиционными энергетическими технологиями, базирующимися на пока еще относительно дешевых ископаемых топливах): ü Высокая стоимость производства энергоносителей (электричество, тепло, моторное топливо), несмотря на исходную «дармовую» энергию ü Неотработанность некоторых технологий в связи с недостаточным финансированием НИОКР

Вывод: использование ВИЭ в энергетическом балансе стран определяется конкуренцией достоинств и недостатков. Для развивающихся стран ВИЭ имеют социальную значимость

ПОЧЕМУ ЭНЕРГИЯ, ПРОИЗВОДИМАЯ УСТАНОВКАМИ НА ВИЭ, ОКАЗЫВАЕТСЯ В БОЛЬШИНСТВЕ СЛУЧАЕВ ДОРОГОЙ? Основная фундаментальная физическая причина – низкая плотность потоков энергии и их нерегулярность (суточная, сезонная, погодная и др.) ПЛОТНОСТИ ПОТОКОВ НЕКОТОРЫХ ВИЭ Солнечное излучение: ясный полдень – 1000 Вт/м 2 в среднем за год – 150– 250 Вт/м 2 Ветровой поток: при v=10 м/с – 500 Вт/м 2 при v= 5 м/с – 60 Вт/м 2 Водный поток: N ~ v 3 при v= 1 м/с – 500 Вт/м 2 В традиционных энергоустановках плотность энергетических потоков достигает сотен к. Вт или даже нескольких МВт/м 2 Результат: потребность в больших поверхностях для сбора энергии и необходимость использования больших аккумуляторов энергии, что обусловливает рост стоимости

Экологическое воздействие объектов солнечной энергетики солнечные электростанции (СЭС) Преимущества Недостатки Получение на выходе тепловых коллекторов электрической энергии, удобной для транспортировки Солнечные концентраторы вызывают большие по площади затенения земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Возможность получения высоких температур не только для нужд энергоснабжения, но и для получения особо чистых сплавов Возникает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями; это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветра, в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем использующих концентраторы Использование солнечного излучения как экологически чистого и неисчерпаемого источника. Применение низкокипящих жидкостей при неизбежной их утечке может привести к значительному загрязнению поверхностных и грунтовых вод. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитраты, являющиеся высокотоксичными. Отсутствуют газовые выбросы при работе СЭС, экономия традиционных видов топлива Низкий коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую поднимает серьезные проблемы, связанные с охлаждением конденсата; при этом тепловой сброс в биосферу более чем вдвое превышает сброс от традиционных станций, работающих на горючих ископаемых.

Фотоэлектрические установки представляют собой параллельно или последовательно соединённые полупроводниковые элементы (фотоэлементы), в которых под влиянием солнечного излучения возникает фотоэлектрический эффект. 3) Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии

Экологическое воздействие объектов солнечной энергетики – (фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)) Преимущества Недостатки простота в изготовлении и обслуживании; относительно высокая стоимость модульных установок; долговечность; экологическая чистота в процессе эксплуатации. низкий модулей. КПД промышленных возможность применения в городских выбросы при производстве условиях (не требует больших кремниевой пыли, кадмиевых и площадей и бесшумны); арсенидных соединений, опасных для здоровья людей;

Экологическое воздействие ВЭС 1. 2. 3. 4. Крупномасштабное строительство ВЭС в Европе на рубеже третьего тысячелетия привлекло внимание многих экологических служб и общественности с целью выявления тех отрицательных факторов, которые связаны с работой крупных ВЭУ. Основные формы воздействия ветроэнергетики на окружающую среду сводятся к следующему: воздействие на животный и растительный мир; помехи теле- , радиосвязи; изменение природного ландшафта; отчуждения земель. В настоящее время экологические исследования ВЭС продолжаются в части более глубокого изучения влияния на окружающую среду, особенно в связи с планами освоения прибрежных акваторий. Однако можно считать доказанным, что экологические проблемы ветроэнергетики в своем комплексе не могут служить препятствием для развития этой отрасли, которая уже в настоящее время вносит значительный вклад по отдельным странам в замещение ископаемых видов топлив. А с учетом того, что общий годовой потенциал ветровой энергии Земли оценивается в огромную цифру – 17, 1 тыс. ТВт. ч и значительно превышает энергетические потребности человечества, можно говорить о неограниченных возможностях использования энергии ветра в обозримом будущем.

Экологические аспекты ветроэнергетики Жизненный цикл ветроэлектростанции 1) Производство энергетического оборудования 2) Строительство электростанции 3) Эксплуатация 4) Утилизация Ссылка: Ермоленко Б. В. , Ермоленко Г. В, Рыженков М. А. Экологические аспекты ветроэнергетики// Теплоэнергетика, № 11, 2011 Негативный внешний эффект (евроцент/к. Втч) Источник энергии ВЭС Эффект 0, 15 Природный газ 1, 1 Угольная ЭС 2, 55

III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛА ЗЕМЛИ (ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ) Рис. 1. Тепловые потоки Земли (а) и расположение мировых высокопотенциальных геотермальных ресурсов (б).

В России впервые в 1967 году было запатентовано изобретение и реализована на опытно-промышленной Паратунской Гео. ЭС (Камчатка) с бинарным циклом технология получения электрической энергии на основе использования геотермальной горячей воды. К настоящему времени более 500 подобных геотермальных энергетических установок с бинарным циклом работают во всем мире. Двухконтурные Гео. ЭС с бинарным циклом позволяют реализовать технологию получения электроэнергии из горячей геотермальной воды. Геотермальный теплоноситель в таких Гео. ЭС используется для подогрева и испарения в теплообменнике рабочего низкокипящего тела (например, изопентан) второго контура (см. рис. 2, б), которое в парообразном состоянии совершает работу в бинарной турбине. Затем происходит его конденсация в конденсаторе и весь рабочий цикл повторяется вновь. Для обеспечения конденсации пара в конденсаторе применяются различные системы охлаждения, в том числе воздушные градирни (см. рис. 2, а, б). Рис. 2 Принципиальные схемы технологий выработки электроэнергии на традиционных Гео. ЭС (а) и на Гео. ЭС с бинарным циклом (б).

Micro- and Mini. Hydro Power Installations N = from 10 к. W to several MW КОМПОНЕНТЫ ГИДРОУЗЛА Дамба Верхний бьеф Водослив Трубопровод ЛЭП Генерато р Турбина Отсасывающая труба Нижний бьеф

Классификация МГЭС По мощности: в России – от 0, 1 до 30 МВт в Европе (ESHA) – до 10 МВт ООН: - микро. ГЭС - до 0, 1 МВТ - мини-ГЭС - от 0, 1 до 1 МВТ - малые ГЭС - от 1 до 10 МВт По типу водотока: малых реках; ручьях; озерных водосбросах; оросительных водоводах; питьевых водоводах; По способу создания напора: технологических водотоках и плотинные; продуктопроводах деривационные; предприятий; смешанные (плотинно водосбросах ТЭЦ и АЭС; дервационные); малые ГЭС при готовом напорном промышленных и канализационных стоках. фронте (на перепадах каналов, в системах водоснабжения и др.).

Характеристики МГЭС Экологические аспекты: Минимальное затопление земель или их отсутствие (русловые МГЭС) Подтопление и переработка берегов присутствует в меньших масштабах Улучшение гидрологических условий реки Минимальное климатическое воздействие Минимальное ландшафтное преобразование Не препятствуют процессам водообмена, способствуют аэрации воды Не могут спровоцировать землетрясения Повышают кормность водоемов, благоприятно влияют на ихтиофауну Дают минимальный вклад в эмиссию газов по сравнению со всеми способами производства энергии (по полному циклу производства)

За последние годы в ЗАО «МНТО ИНСЭТ» разработаны «Концепции развития и схемы размещения объектов малой гидроэнергетики» для Республик Тыва (18 малых ГЭС) Алтай (35 малых ГЭС) Бурятия (12 малых ГЭС) Северная Осетия – Алания (17 малых ГЭС) общей мощностью более 370 МВт

По источникам биомасса делится: –древесные отходы (отходы лесохозяйственных и строительных компаний); –лесосечные отходы –лесные массивы с коротким циклом –травяные лигноцеллюлозные культуры (мискантус) –сахарные культуры (сахарная свекла, сахарный тростник, сорго) –крахмальные культуры (кукуруза, пшеница, зерно, ячмень) –масляные культуры (рапс, подсолнечники) –сельскохозяйственные субпродукты и отходы (солома, навоз, компост и т. д.) –органические фракции коммунально-бытовых твердых отходов и осадки сточных вод –промышленные отходы (например, от пищевой и бумажноцеллюлозной промышленности) V. Направления биоэнергетики

К основным жидким биотопливам, получаемым по современным технологиям, следует отнести: - биодизельное топливо (биодизель) (способ получения: переэтерификация триацилглицеридов (ТАГ) растительных масел и животных жиров; в качестве сопутствующего продукта получается глицерин); - возобновляемый дизель (способы получения: 1) гидропроцессинг ТАГ; 2) газификация биомассы или продуктов ее пиролиза с последующей каталитической конверсией синтез-газа, в том числе по технологиям Фишера-Тропша (английская аббревиатура процесса - BTL (biomass to liquid)); - биоэтанол первого поколения из пищевого сырья (способ получения: спиртовое брожение углеводсодержащего сырья дрожжами); - биобутанол первого поколения из пищевого сырья (способ получения: ацетоно-бутиловое сбраживание растворенных сахаров анаэробными клостридиями. В этом процессе образуется бутанол, ацетон и этанол в соотношении 60: 30: 10, соответственно; побочным продуктом является водород); - биоэтанол второго поколения из целлюлозного сырья (способы получения: 1) слабокислотный или энзиматический гидролиз лигноцеллюлозной биомассы, делигнификация, брожение и осушка полученного этанола; 2) газификация биомассы с последующей переработкой синтез-газа в этанол; 3) каталитический синтез этанола); - биобутанол второго поколения из целлюлозного сырья (способы получения: производство основано на ацетоно-бутиловом сбраживании анаэробными клостридиями растворенных сахаров, полученных из целлюлозы; - жидкое пиролизное биотопливо (бионефть) (способ получения: быстрый пиролиз). Бионефть широко используется как альтернативное топливо малой и коммунальной энергетики, а также в качестве химического сырья и сырья для дорожного строительства *Гидропроцессинг включает гидрокрекинг, гидрогенизацию и гидроочистку.

Топливо третьего поколения из продуктов биосинтеза микроводорослей Способ получения: 1) биосинтез этанола и водорода водорослями; 2) биосинтез а) углеводов (с последующим спиртовым или ацетоно-бутиловым сбраживанием до биоэтанола и биобутанола), б) углеводородов (с последующим гидрокрекингом до керосина, бензина, дизеля, мазута и др.), в) ТАГов (с получением переэтерификацией биодизеля и гидропроцессингом - авиационного топлива) и др. При этом сама биомасса микроводорослей или отходы ее переработки могут служить сырьем для производства биотоплива (метана, бионефти, жидких биотоплив) технологиями второй генерации (рис. 1).

Истощаемые, возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы. Ресурс (ressource «вспомогательное средство») - то, что можно использовать, тратить, запас или источник чего-либо, средство, возможность для осуществления чего-либо Природные ресурсы - совокупность объектов и систем живой и неживой природы, компоненты природной среды, окружающие человека и которые используются в процессе общественного производства для удовлетворения материальных и культурных потребностей человека и общества. Топливно-энергетические ресурсы подразделяются на истощаемые, возобновляемые и вторичные. Истощаемыми топливно-энергетическими ресурсами являются запасы природных ископаемых, использующиеся в качестве сырья для производства энергии (уголь, нефть, расщепляющиеся материалы и др.)

Истощаемые, возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы. Восполняемыми, или возобновляемыми источниками энергии называются источники, потоки энергии которых постоянно существуют или периодически возникают в окружающей среде и не являются следствием целенаправленной деятельности человека. К восполняемым энергоресурсам относят энергию: - Солнца; - мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн; - рек; - ветра; - морских течений; - вырабатываемую из биомассы, морских водорослей; - водостоков; - твердых бытовых отходов; - геотермальных источников.

Энергетические ресурсы мира Уран – 761. 400 т Ядерный синтез с использованием дейтерия ресурс неограничен

Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное, ядерное), их состав, теплота сгорания. Топливом называют вещество, выделяющее при определенных условиях тепловую энергию, которую используют в различных отраслях народного хозяйства для получения водяного пара или горячей воды для систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и производства электроэнергии. Топливо по агрегатному состоянию делят на твердое, жидкое, газообразное, по способу получения – на естественное: уголь, торф, сланцы, природный газ и искусственное (синтетическое и композиционные): топливные брикеты, дизельное и соляровое топливо, мазут топочный и бытовой, топливные эмульсии и суспензии.

Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное, ядерное), их состав, теплота сгорания. В состав твердого и жидкого топлива входят горючие элементы: 1) углерод С, водород Н, сера S, 2) негорючие элементы (внутренний и внешний балласт) кислород О, азот N, влага W и зола А. Топливо, которое используется для сжигания, называется рабочим. Ядерное топливо – вещество, в котором протекают ядерные реакции с выделением полезной энергии. Различают делящиеся вещества и термоядерное горючее Количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы топлива, называется его теплотворностью, или теплотой сгорания и измеряется в к. Дж/кг или к. Дж/м 3.

Характеристики топлива: высшая и низшая теплота сгорания. Высшей теплотой сгорания топлива Qв называют количество теплоты в к. Дж, выделяемое 1 кг (или 1 м 3) рабочего топлива при условии, что все водяные пары, образующиеся от окисления водорода и испарения влаги топлива, конденсируются. В реальных условиях все водяные пары уходят в атмосферу, не сконденсировавшись, и поэтому для расчетов используют низшую теплоту сгорания топлива. Низшей теплотой сгорания топлива Qн называют количество теплоты в к. Дж, выделенное 1 кг (или 1 м 3) рабочего топлива, без учета конденсации водяных паров. Теплота Qн меньше Qв на теплоту парообразования водяных паров (2460 к. Дж/кг).

Характеристики топлива: зольность, продукты сгорания. Понятие условного топлива. Зольность - отношение массы негорючего остатка (золы), полученной после выжигания горючей части топлива, к массе исходного топлива, выражается в процентах, для углей (в т. ч. антрацитов) она составляет от 1 до 45 -50%, сланцев - 45 -80%, топливного торфа - 2 -30%, мазута - 0, 2 -1%, древесного топлива - ок. 1%. При горении выделяются продукты сгорания содержащие СО 2, Н 2 О, СН 4 и, кроме того, иногда и высших углеводородов, а при использовании воздуха - еще и N 2. также образуются H 2 S и NO 2

Характеристики топлива: зольность, продукты сгорания. Понятие условного топлива. Учет запасов разных видов топлива ведут в пересчете на условное топливо, теплота сгорания которого принимается равным 29 308 к. Дж/кг (7000 ккал/кг). Соотношение Э = Qн / 7000 называется калорийным коэффициентом, и его принимают для: - нефти - 1, 43; - природного газа- 1, 15; - торфа- 0, 34 -0, 41; - торфобрикетов 0, 45 -0, 6; - дизтоплива - 1, 45; - мазута- 1, 37.

Классификация природных ресурсов: По происхождению: - минеральные (полезные ископаемые); - климатические; - водные; - земельные (почвенные); - биологические; -ресурсы Мирового океана. -По исчерпаемости: -исчерпаемые: невозобновимые (минеральные, руды металлов, соли, сера); возобновимые (земля, вода, воздух, почвенные, гидроэнергетические); - неисчерпаемые (энергия солнца, геотермальная, ветра, морских приливов, отливов и течений). По применению: - природные ресурсы для промышленности: топливно-энергетические; металлургические; химическое и прочее сырье; - для сельского хозяйства: земельные; почвенные; агроклиматические; - для отдыха и туризма: рекреационные ресурсы.

Структура мирового потребления энергоресурсов Источники энергии 1971 год 1991 год 2000 год 2005 год 2010 год Нефть 47, 9 39, 2 38, 6 38, 3 37, 2 Уголь 30, 9 29 28, 7 28, 8 29, 1 Природный газ АЭС 18, 4 22 22, 1 22, 4 23, 5 0, 6 7 6, 9 6, 7 6, 1 2, 2 2, 8 3, 7 3, 8 4, 1 ГЭС и др.

Распределение запасов угольных ресурсов Мир, регионы Весь мир СНГ Зарубежная Европа Зарубежная Азия Африка Северная Америка Латинская Америка Австралия и Океания Ресурсы, млрд. тонн 1400 280 255 160 75 520 20 90

Десять первых стран по разведанным запасам угля Страна США Китай Россия ФРГ Великобритания Австралия ЮАР Украина Польша Индия Ресурсы, млрд. тонн 445 270 200 90 90 85 70 47 25 25

Десять первых стран по разведанным запасам нефти Страна Саудовская Аравия Ирак ОАЭ Кувейт Иран Венесуэла Мексика Россия Китай США Ресурсы, млрд. тонн 43, 1 16, 7 16, 2 15, 7 14, 9 10, 7 8, 5 6, 7 4, 0 3, 8

Десять первых стран по разведанным запасам газа Страна Россия Иран Катар ОАЭ Саудовская Аравия США Нигерия Алжир Венесуэла Ирак Ресурсы, трлн. м³ 48, 0 20, 1 7, 0 5, 3 5, 1 4, 5 4, 0 3, 6 3, 1

Мировая добыча рудного сырья Вид сырья Железные руды Марганцевые руды Хромовые руды Бокситы Медные руды Цинковые руды Свинцовые руды Оловянные руды Никелевые руды Добыча Главные страны добычи 970 Китай, Бразилия, Австралия, Россия, Украина, США, Канада, ЮАР. 22 Украина, Китай, ЮАР, Австралия, Бразилия, Индия. 10 Казахстан, ЮАР, Индия. 115 Австралия, Гвинея, Ямайка, Бразилия, Индия. 10 Чили, США, Канада, Замбия, ДР Конго, Перу. 7 Канада, Австралия, Китай, Перу, США, Мексика. 3 Австралия, США, Китай, Канада, Перу, Мексика. 0, 2 Китай, Бразилия, Индонезия, Малайзия, Таиланд, Боливия. 0, 9 Россия, Канада, Новая Каледония.

Мировая добыча нерудного сырья Вид сырья Добыча Фосфориты, апатиты Калийные соли Сера Алмазы (тыс. кар.) 130 60 55 110 Главные страны добычи США, Китай, Марокко, Иордания, Тунис, Россия. Канада, ФРГ, США, Франция, Израиль, Россия. США, Канада, Польша, Китай. Австралия, Ботсвана, ДР Конго, Россия.

Ресурсообеспеченность – это соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования. Она выражается количеством лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения. Ресурсообеспеченность = запасы / добыча (число лет) Ежегодный рост добычи полезных ископаемых составляет 2% в год

Десять первых стран мира по размерам пашни Страна США Индия Россия Китай Австралия Канада Бразилия Казахстан Украина Нигерия Площадь пашни, млн. га 185, 7 166, 1 130, 3 92, 5 47, 0 45, 4 43, 2 34, 8 33, 3 30, 2

Распределение лесной площади Мир, регионы Весь мир СНГ Зарубежная Европа Зарубежная Азия Африка Северная Америка Латинская Америка Австралия и Океания Ресурсы, млн. га 4170 800 200 530 740 850 200

Десять первых стран мира по размерам лесной площади Страна Россия Канада Бразилия США ДР Конго Австралия Китай Индонезия Перу Боливия Лесная площадь, млн. га 765, 9 494, 0 488, 0 296, 0 173, 8 145, 0 130, 5 111, 3 84, 8 58, 0

Распределение ресурсов пресной воды Мир, регионы Весь мир Европа Азия Африка Северная Америка Южная Америка Австралия и Океания Ресурсы, тыс. км³ На душу населения, тыс. м³ 41, 0 6, 2 13, 2 4, 0 6, 4 9, 6 1, 6 7, 2 8, 6 3, 8 5, 5 15, 4 29, 8 56, 5

Десять первых стран мира по запасам пресной воды Страна Ресурсы, км³ Бразилия Россия Канада Китай Индонезия США Бангладеш Индия Венесуэла Мьянма 6950 4500 2900 2800 2530 2480 2360 2085 1320 1080 На душу населения, тыс. м³ 43, 0 30, 5 98, 5 2, 3 12, 2 9, 4 19, 6 2, 2 60, 3 23, 3

Десять крупнейших водохранилищ мира Название Виктория Братское Кариба Насер (Асуан) Вольта (Акосомбо) Даниел-Джонсон Гури Вади-Тартар Красноярское Гордон М. Шрам Страна Полный объем, км³ Площадь поверхности, км² Уганда, Кения, Танзания Россия Замбия, Зимбабве Египет, Судан Гана Канада Венесуэла Ирак Россия Канада 204, 8 76000 169, 3 160, 3 157, 0 148, 0 141, 8 135, 0 85, 5 73, 3 70, 1 5470 4450 5120 8480 1950 1500 3400 2000 1680

электростанциях, продукцию которой нельзя хранить.

Тип электростанций

Строительство и эксплуатация

Работа в энергосистеме

Воздействие на окружающую среду

Тепловые (ТЭС)

Строятся быстро и дешево, но потребляют большое количество топлива, следовательно, затраты на добычу и перевозку топлива.

Работают в постоянном режиме, но требуют длительной остановки при ремонтах.

Угольные ТЭС выбрасывают много твердых отходов и вредных газов в атмосферу.

Гидравлические (ГЭС)

Строятся дольше, стоят дороже всех типов электростанций. Используют энергию падающей воды, обслуживающий персонал невелик, себестоимость электроэнергии минимальна.

Могут покрывать сильные нагрузки, легко включаясь в нужное время.

Происходит затопление речных долин – особо ценных земель; зарегулирование стока рек.

Атомные (АЭС)

Строятся долго и стоят дорого, но электроэнергия дешевле, чем на ТЭС.

Использует уран, не зависит от топливных ресурсов, требует точности оборудования. Квалифицированных работников.

При работе без происшествий – воздействие на среду незначительно; требуется захоронение радиоактивных отходов.

1 из 35

Презентация на тему: Альтернативные источники энергии

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Формат исследованияОбъект исследованияИзучить какое влияние оказывает ОЯТ и т.п. на географию Красноярского края, Россию и мира в целом.Исследовательская задачаОтветить на следующие поставленные вопросы:Общие:Выгодно ли хранение ОЯТ в России?Как связано производство ОЯТ с уровнем жизни?Кто отвечает за сохранность природы (есть ли такие международные организации)?Вопросы:Существуют ли альтернативные источники энергии?Каково соотношение использование разных источников энергии в мире?В чем преимущества и недостатки альтернативных источников энергии?Как отражается влияние отходов на– природный ландшафт– климат– здоровье человека– окружающею среду?ГипотезаМы считаем, что выбросы отходов негативно влияют на географию Красноярского края, России и всего мира. Вскоре это может привести к глобальному загрязнению планеты. Методы работыНаблюдение, сравнение, анализРесурсыПоиск информации в Интернете, знакомство со специальной литературой

№ слайда 3

Описание слайда:

География мировых природных ресурсовВся история человеческого общества – история взаимодействия его с географической средой. В ХХ в. давление общества на природу резко возросло. Ускорилось превращение природных ландшафтов в антропогенные (городские, горнопромышленные, сельскохозяйственные, лесохозяйственные…). Антропогенные ландшафты занимают более 60% земной суши, из них 20% территории преобразованы коренным образом. Человек стал изымать из природы все больше ресурсов, а возвращать все более многочисленные отходы своей деятельности.

№ слайда 4

Описание слайда:

Потребление энергии - проблема устойчивого развития Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности - все это требует затрат энергии. Ежегодно для производства энергии используется 10 млрд. тонн топлива. Около 40% этого количества приходится на нефть. Учитывая, что кроме нефти используются такие виды топлива, как уголь и природный газ, можно заключить, что более 90% всей потребляемой энергии производится с использованием углеродосодержащего сырья. Следствием такого масштабного использования ископаемых источников энергии может быть глобальное потепление (так называемый парниковый эффект) и недостаток ресурсов в будущем. Перед человечеством уже сегодня встает задача освоения неисчерпаемых источников энергии.В течение следующего века начнется переход к альтернативным источникам энергии, эпоха «черного золота» пройдет и что произойдет с экономикой стран зависящих от нефти можно только догадываться.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Нетрадиционные источники энергииАльтернативные источники энергии включают в себя солнечную, ветряную, приливную, геотермальную энергию, а также энергию, получаемую при сжигании биомассы. Темпы развития альтернативных источников энергии впечатляют. В последние 5 лет рост производства фотоэлектрических установок составляет порядка 30% в год. В связи с этим следует упомянуть проект "Тысяча крыш", реализованный в начале 1990-х гг. в Германии. Основную часть издержек (до 70%) при реализации этого проекта взяло на себя государство. В Германии на крышах 2250 домов были установлены фотоэлектрические установки. При этом роль резервного источника энергии играла электросеть, которая покрывала недостаток электроэнергии, а в случае ее избытка забирала излишек. Вскоре после этого, в США была начата еще более глобальная по масштабам программа "Миллион крыш", рассчитанная на период до 2010 года. На ее реализацию из федерального бюджета выделено около $6 млрд. Логично предположить, что в ближайшие годы количество подобных проектов будет только увеличиваться.

№ слайда 7

Описание слайда:

В мире также наблюдается интерес к альтернативным источникам питания для автомашин, позволяющим сократить выброс углекислого газа в атмосферу. Около года назад Министерство энергетики США совместно с ведущими нефтяными и автомобилестроительными компаниями начало реализацию программы по разработке и производству автомобильных двигателей, использующих в качестве топлива водород.

№ слайда 8

Описание слайда:

Солнечная энергияУ солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий. Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью.

№ слайда 9

Описание слайда:

Ветроэнергетика Энергия ветра на земле неисчерпаема. Многие столетия человек пытается превратить энергию ветра себе на пользу, строя ветростанции, выполняющие различные функции: мельницы, водяные и нефтяные насосы, электростанции. Как показала практика и опыт многих стран, использование энергии ветра крайне выгодно, поскольку, во- первых, стоимость ветра равна нулю, а во-вторых, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет сжигания углеродного топлива, продукты горения которого известны своим опасным воздействием на человека (СО, SO2…….). В связи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций. Ветроэлектрическая станция (ВЭС) преобразует кинетическую энергию ветрового потока в электрическую. ВЭС состоит из ветромеханического устройства (роторного или пропеллерного) , генератора электрического тока, автоматических устройств управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания. Ветроэнергетическая установка - это комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора генератора. ВЭУ состоит из одной или нескольких ВЭС, аккумулирующего или резервирующего устройства и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки. Удаленные районы, недостаточно обеспеченные электроэнергией, практически не имеют другой, экономически выгодной альтернативы, как строительство ветроэлектростанций. Ветер обладает кинетической энергией, которая может быть превращена ветромеханическим устройством в механическую, а затем электрогенератором в электрическую энергию.

№ слайда 10

Описание слайда:

Биомассовая энергетикаПри гниении биомассы (навоз, умершие организмы, растения) выделяется биогаз с высоким содержанием метана, который и используется для обогрева, выработки электроэнергии и пр.Иногда по телевизору показывают свинарники и коровники, которым сами обеспечивают себя электроэнергией и теплом за счёт того, что имеют несколько больших "чанов", куда сбрасывают большие массы навоза от животных. В этих герметичных баках навоз гниёт, а выделившийся газ идёт на нужды фермы. Кстати, в конце-концов от навоза остаётся сухой остаток - являющийся прекрасным удобрением для полей. Много идей посвящено выращиванию быстрорастущих водорослей и загрузке их в такие же биореакторы, а также подобному использованию других органических отходов (стеблей кукурузы, тростника и др.).

№ слайда 11

Описание слайда:

Геотермальная энергияГеотермальная энергия, т.е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Земная кора толщиной 32–35 км значительно тоньше лежащего под ней слоя – мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно-жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие породы могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку кипения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит.

№ слайда 12

Описание слайда:

№ слайда 13

Описание слайда:

По оценкам Европейской Ассоциации Ветроэнергетики, установка ветростанций общей мощностью 40 ГВт, позволит создать дополнительно до 320 000 рабочих мест. По данным Ассоциации Фотоэлектрической Промышленности, установка 3 ГВтэ создаст 100000 рабочих мест. Федерация Солнечной Энергетики считает возможным обеспечить 250000 рабочих мест, действуя только для нужд внутреннего рынка и еще 350000 рабочих мест могут быть созданы в случае работы на экспорт. White Paper предлагает ряд налоговых стимулов и других финансовых мер для поощрения инвестиций в область возобновляемых источников энергии, а также меры поощрения использования пассивной солнечной энергии. Согласно этому документу: "Поставленная цель удвоить текущую долю возобновляемых источников энергии до 12% к 2010 году - реально выполнима". Доля возобновляемых источников энергии в производстве электричества может вырасти от 14% до 23% и более к 2010 году, если принять соответствующие меры. По оценкам Европейской Ассоциации Ветроэнергетики, установка ветростанций общей мощностью 40 ГВт, позволит создать дополнительно до 320 000 рабочих мест. По данным Ассоциации Фотоэлектрической Промышленности, установка 3 ГВтэ создаст 100000 рабочих мест. Федерация Солнечной Энергетики считает возможным обеспечить 250000 рабочих мест, действуя только для нужд внутреннего рынка и еще 350000 рабочих мест могут быть созданы в случае работы на экспорт. White Paper предлагает ряд налоговых стимулов и других финансовых мер для поощрения инвестиций в область возобновляемых источников энергии, а также меры поощрения использования пассивной солнечной энергии. Согласно этому документу: "Поставленная цель удвоить текущую долю возобновляемых источников энергии до 12% к 2010 году - реально выполнима". Доля возобновляемых источников энергии в производстве электричества может вырасти от 14% до 23% и более к 2010 году, если принять соответствующие меры. Создание рабочих мест - один из наиболее важных аспектов, характеризующих развитие возобновляемой энергетики. Потенциал занятости населения в области возобновляемых источников энергии можно оценить по следующим данным:

№ слайда 14

Описание слайда:

Почему нам нужны возобновляемые источники энергии?Энергия сегодня Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. Уголь, нефть и природный газ - ископаемые виды топлива, созданные в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива ведет к загрязнению и другим негативным воздействиям на природную среду. Поскольку наше существование зависит от энергии, мы должны использовать такие ее источники, ресурсы которых были бы неограниченными. Такие источники энергии называются возобновляемыми. Кроме того, производство энергии из возобновляемых источников не наносит вред окружающей среде в отличие от сжигания ископаемых видов топлива. Среди ископаемых видов топлива особое место занимает уран - ядерное топливо, ресурсы которого могут быть истощены менее чем за 100 лет. Однако, в так называемых реакторах-размножителях, можно получать новый уран. В то же время, в связи с проблемой радиоактивных отходов, которая представляет опасность в течение миллионов лет, а также после Чернобыльской катастрофы, продемонстрировавшей риск, связанный с использованием атомной энергии, большинство правительств индустриальных стран отказывается от использования атомной энергии. Этот процесс продолжается несмотря на тот факт, что атомная энергия, при производстве которой почти не образуются парниковые газы, может в какой-то степени рассматриваться в качестве решения проблемы глобального изменения климата. Проблема парниковых газов, признанная одной из наиболее важных среди множества других, требует уменьшить использование энергии ископаемых видов топлива.

№ слайда 15

Описание слайда:

Будущее возобновляемых источников энергииНаше будущее в значительной степени зависит от применения технологических инноваций. ВИЭ смогут в течение будущих десятилетий влиять на изменение общества в целом. Согласно прогнозам, в течение следующих десятилетий значение и доля возобновляемых источников энергии в общем процессе энергопроизводства будет возрастать. Эти технологии не только сокращают глобальную эмиссию СО2, но и придают необходимую гибкость процессу энергопроизводства, делая его менее зависимым от ограниченных запасов ископаемого топлива. По единому мнению экспертов в течение некоторого периода времени гидроэнергетика и биомасса будут доминировать над другими видами возобновляемых источников энергии. Однако, в ХХI веке первенство на энергорынке будет принадлежать ветроэнергетике и фотоэлектрике, которые сейчас активно развиваются. На современном этапе ветроэнергетика является самой быстрорастущей отраслью производства электроэнергии. В некоторых регионах уже сегодня ветроэнергетика конкурирует с традиционной энергетикой, основанной на использовании ископаемых видов топлива. В конце 2002 года установленная мощность ветростанций во всем мире превысила 30000 МВт. В то же время очевиден явный рост интереса во всем мире к фотоэлектрике, хотя ее сегодняшняя себестоимость в три-четыре раза выше себестоимости традиционной энергетики. Фотоэлектричество особенно привлекательно для удаленных областей, не имеющих подключения к общей энергосистеме. Передовая тонкоплёночная технология, применяемая для производства фотоэлектрических батарей, гораздо дешевле кристаллической кремниевой технологии и активно внедряется в крупномасштабное коммерческое производство.

№ слайда 16

Описание слайда:

Традиционные источники энергииК традиционным источникам энергии относятся нефть, газ и уголь. К их преимуществам по сравнению с нетрадиционными источниками энергии можно отнести налаженную технологию добычи и сбыта, а к недостаткам - загрязнение окружающей среды, сложность извлечения и ограниченность запасов.В настоящее время нефть является основным энергоресурсом в мировой энергетической системе, ее доля в суммарном энергопотреблении составляет около 39%, а в некоторых странах этот показатель превышает 60%. Нефть и нефтепродукты традиционно используются как сырье для производства электро- и теплоэнергии, в качестве моторного топлива, а также как полуфабрикат для химической промышленности.Мировые запасы нефти составляют около 140 млрд. тонн. Основные ресурсы сосредоточены на Ближнем и Среднем Востоке (64%). Второе место по объему разведанных запасов занимает Америка (15%), за ней следуют Центральная и Восточная Европа (8%) и Африка (7%). Доля газа в мировом энергопотреблении составляет на данный момент около 23%. Газ используется в топливно-энергетической, металлургической, химической, пищевой и целлюлозной промышленности. При этом природный газ является более экологически чистым видом топлива, чем нефть или уголь. Для получения одинакового количества энергии объем образующейся двуокиси углерода при сжигании газа на 50% меньше, чем при сжигании угля, и на 30% меньше, чем при сжигании мазута.На начало 2004 года мировые доказанные запасы природного газа составляли около 164 трлн. куб. м. Основные месторождения сосредоточены в двух регионах - в России (34,6%) и на Среднем Востоке (35,7%).По оценкам экспертов, доля угля в структуре мирового топливно-энергетического баланса на 1 января 2004 года составляла около 24%. Основными отраслями, потребляющими уголь, являются металлургия и электроэнергетика. При этом на долю "энергетических углей" приходится около 75% от общего объема добываемых запасов, на долю "металлургических" - 25%. Несмотря на значительные объемы разведанных запасов, уголь значительно уступает природному газу и нефти по затратным и экологическим показателям его использования, в результате чего спрос на этот вид сырья неуклонно падает.В настоящее время доказанные мировые запасы угля составляют около 600 млрд. тонн. Большая часть угольных запасов сосредоточена в Северной Америке (24,2%), Азиатско-Тихоокеанском регионе (30,9%) и странах СНГ (30,6%).На долю атомной энергии приходится около 7% от общемирового производства энергии, причем в некоторых странах, например во Франции, почти вся энергия вырабатывается на АЭС. Довольно долгое время считалось, что уран сможет со временем заменить органическое топливо, т. к. себестоимость атомной энергии значительно ниже, чем энергии, полученной при сжигании нефти, газа или угля. Однако после серии аварий на АЭС, самые крупные из которых случились в мае 1979 года в Три-Майл-Айленде (США) и в апреле 1986 года в Чернобыле (СССР), во всем мире начались движения "зеленых" против строительства атомных электростанций. В настоящее время экологи имеют очень сильное влияние в некоторых промышленно развитых странах и не дадут развиваться этой отрасли энергетики.Гидроэнергетика дает около 7% энергии, используемой во всем мире. В некоторых странах, например в Норвегии, почти вся электроэнергия вырабатывается на гидроэлектростанциях. Вода является одним из самых экологически чистых и дешевых энергоресурсов.

№ слайда 17

Описание слайда:

Выгодно ли государству хранение ОЯТ?Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) – это чрезвычайно опасный, высокорадиоактивный "коктейль", представляющий собой смесь огромного числа осколочных элементов, различных изотопов урана, плутония, а также других трансурановых элементов и продуктов их распада. Существующие технологии обеспечивают только два способа обращение с ОЯТ:- хранение или захоронение, - переработка (регенерация) ОЯТ. Российское законодательство до июля 2001 года разрешало ввоз ОЯТ с зарубежных АЭС только с целью переработки с последующим возвратом продуктов переработки включая высокоактивные отходы. 6 июня 2001 года Государственной Думой в третьем чтении был принят закон о внесении изменений в статью 50 Закона РСФСР «Об охране окружающей природной среды», которым был разрешен «ввоз в Российскую Федерацию из иностранных государств облученных тепловыделяющих сборок ядерных реакторов для осуществления временного технологического хранения и (или) их переработки».Принятый в 2001 году Госдумой законопроект о ввозе иностранного ОЯТ позволяет захоранивать радиоактивные отходы, образующиеся в результате его переработки, на территории России. Технико-экономическое обосновании (ТЭО) проекта не включает затрат на обратную транспортировку большей части регенерированного топлива и радиоактивных отходов. Об этом же свидетельствует строительство пункта захоронения высокоактивных ЖРО, которое предусмотрено ТЭО проекта. Это говорит о том, что радиоактивные отходы останутся в России навечно. Если проект по ввозу будет реализован, то в результате переработки будет выделено порядка 200 тонн плутония. В России уже находится на хранении 30 тонн плутония, выделенного в результате переработки отечественного ОЯТ. Этот плутоний не находит применения в по разным причинам в том числе экономическим. Способов промышленной утилизации плутония в качестве топлива нет. Хранение плутония очень проблематично и обходится крайне дорого.Затраты, которые понесет Россия от ввоза иностранного ОЯТ, перекроют доходную часть проекта. По данным Росатома, строительство завода обойдется всего в 1,96 млрд. долларов. Однако затраты на аналогичное предприятие в Селлафильде (Великобритания), мощностью в 2 раза меньше, обошлись в 4,35 млрд долларов. В Японии подобный завод был оценен в 17 млрд. долларов. В стоимости проекта не учтены, как минимум, затраты на транспортировку значительной части регенерированного уранового топлива и радиоактивных отходов обратно в страну-поставщика, на вывод из эксплуатации мощностей по хранению и переработке ОЯТ и т.д.Предполагается, что прибыль от ввоза ОЯТ будет якобы потрачена на экологические программы. При этом, уже в течение 40 лет «ядерные» чиновники не желают решать проблему переселения жителей, пострадавших от деятельности ПО «Маяк» в Челябинской области. Люди до сих пор живут на радиоактивной земле. Более того, над ними проводится медицинский эксперимент по изучению влияния малых доз радиации на организм человека. Даже в случае начала проекта нет гарантий, что деньги будут использованы на заявленные цели.

№ слайда 18

Описание слайда:

№ слайда 19

Описание слайда:

Результаты прогноза мирового энергопотребленияНа взгляд аналитиков реалистичность данных прогнозов не подвергается сомнению. Основной вопрос заключается в том, как скоро произойдут подобные изменения и как они повлияют на мировую экономику. В любом случае, уже сейчас становится очевидно, что эпоха черного золота близится к закату.

№ слайда 20

Описание слайда:

№ слайда 21

Описание слайда:

№ слайда 22

Описание слайда:

№ слайда 23

Описание слайда:

Международные организации по защите и охране природыМЕЖДУНАРОДНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ООН.ЮНСЕД - Конференция ООН по окружающей среде и развитию (КОСР) - United Nations Conference on Environment and Development (UNCED). Год создания: 1989г. Участники: государства-члены ООН. Цели: взаимодействие государств по ключевым проблемам (защита атмосферы, охрана земельных и водных ресурсов, использование новых методов биотехнологии, приостановка деградации окружающей среды). Основная деятельность: подготовка национальных отчетов и рабочих программПРООН – Программа ООН по развитию - United Nations Development Programme (UNDP). Год создания: 1965г. Участники: 189 государств. Цели: помощь развивающимся странам в построении более эффективной экономики и рационального использования природных ресурсов. Основная деятельность: проведение исследований природных ресурсов, создание на местах учебных учреждений и материально-технической базы для проведения прикладных исследований.КУР – Комиссия ООН по устойчивому развитию - United Nations Commission on Sustainable Development (CSD). Год создания: 1992 г. Участники: 53 государства с правом голоса (Африка 13, Азия 11, Восточная Европа 6, Латинская Америка и Карийский бассейн 10, Западная Европа и др. 13). Цели: содействие процессу устойчивого развития на национальном и международном уровнях. Основная деятельность: привлечение внимания к проблемам охраны окружающей среды; помощь в улучшении деятельности ООН в области охраны окружающей среды и развития; поощрение проведения семинаров и конференцийВОЗ - Всемирная организация ООН по вопросам здравоохранения WorldHealthOrganisation (WHO) - Всемирная организация здравоохранения. Год создания: 1946г. Участники: государства члены ООН. Цели: охрана и улучшение здоровья человека посредством контроля и управления негативным воздействием на окружающую среду. Основная деятельность: проведение мероприятий по оздоровлению окружающей среды, в том числе обеспечение безопасности использования химических препаратов, оценка и контроль за уровнем загрязнения, защита от радиоактивного облучения, оценка влияния изменений климата на здоровье человека; разработка Глобальной стратегии охраны здоровья и окружающей среды.МСОП – Международный союз охраны природы – Всемирный союз охраны природы - International Union for Nature Conservation (IUCN) – The World Conservation Union.Гринпис (англ. Greenpeace - «зелёный мир») - международная общественная природоохранная организация, основанная в Канаде в 1971 году. Основная цель - добиться решения глобальных экологических проблем, в том числе путем привлечения к ним внимания общественности и властей.

№ слайда 24

Описание слайда:

№ слайда 25

Описание слайда:

Системы мониторинга и наблюдения Всемирный центр мониторинга охраны природы – World Conservation Monitoring Centre (WCMC) Год создания- 1981 г. Участники: МСОП, ВВФ. Цели: поддержка программ охраны природы и устойчивости развития посредством предоставления полной и новейшей информации, основанной на результатах научных исследований и анализа. Глобальная информационная база данных о ресурсах (ГРИД-ЮНЕП) – Global Resource Information Database (CRID-UNEP). Год создания: 1985г. Участники: страны-члены ООН. Цели: сбор и распространение данных о состоянии окружающей среды. Основная деятельность: обеспечение доступа к новейшим технологиям управления данными по окружающей среде; предоставление странам возможности использования технологии ГРИД для оценки и управления окружающей средой на национальном уровне Информационная система по законодательству в области охраны окружающей среды – Environmental Law Information System (ELIS). Год создания: 1970г. Участники: организации члены МСОП. Цели: сбор, обработка и распространение информации о правовых аспектах, юридической литературе и документах об охране окружающей среды Международная информационная система по окружающей среде (ИНФОТЕРРА) International Environmental Information System (INFOTERRA). Год создания: 1977г. Участники: 149 стран. Цели: содействие установлению контактов между источниками и потребителями информации, обмен данными по проблемам окружающей среды, объединение информационных ресурсов. Информационный отдел по изменению климата при ЮНЕП - InformationUnitonClimateChangeUNEP.Международная информационная служба по окружающей среде и природным ресурсам - International Environmental and Natural Resources Information service (INTERAISE).Европейская сеть по информации и наблюдению за окружающей средой – European Environmen tInformation and ObservationNetwork

№ слайда 26

Описание слайда:

№ слайда 27

Описание слайда:

Как происходит глобальное потепление В атмосфере Земли имеются некоторые газы, которые действуют как "парник", заманивая в ловушку лучи Солнца, отражающиеся от поверхности Земли. Как известно, без этого механизма, на Земле было бы слишком холодно для поддержания жизни. С началом индустриальной революции в атмосферу стало поступать огромное количество парниковых газов, особенно диоксид углерода (СO2). Увеличение объемов парниковых газов повышает температуру атмосферных слоев и приводит к глобальному потеплению. При сжигании угля, нефти и природного газа увеличивается концентрация этих газов в атмосфере. В течение более ста лет поступление парниковых газов в атмосферу, вызванное развитием промышленности, транспорта и энергопроизводства, происходило быстрее, чем их удаление из атмосферы с помощью естественных природных процессов.

№ слайда 28

Описание слайда:

№ слайда 29

Описание слайда:

Причины парникового эффектаДругая причина роста количества парниковых газов - глобальная вырубка лесов. Как известно, деревья поглощают диоксид углерода. В результате массовой вырубки лесов на земном шаре увеличивается количество СO2 в атмосфере и уменьшается способность оставшихся лесов поглощать его. Второй по значению парниковый газ - метан (CH4). Он является побочным продуктом процесса сжигания угля, а также попадает в атмосферу в процессе добычи природного газа, который представляет собой практически чистый метан. При сжигании различных видов ископаемого топлива получается различное количество СO2 на единицу произведенной энергии. Большая часть продуктов сгорания угля, состоящего, в основном из углерода, представляет собой СO2. При сжигании природного газа, представляющего собой в основном метан, образуется вода и СO2, поэтому выбросов СO2 на единицу энергии по сравнению с углём меньше. Нефть, по объему выделения СO2, находится между газом и углем, поскольку она представляет собой смесь различных углеводородов. Количество СO2, образующегося на единицу энергии из угля, нефти и газа, находится в соотношении 2:1, 5:1.Это одна из причин, приводящих к более широкому использованию на электростанциях природного газа, а не угля или нефти, несмотря на тот факт, что запасы угля намного больше.

№ слайда 30

Описание слайда:

Природный ландшафтВред, наносимый лесам и почве Выпадение кислотных дождей сказывается на лесах так же как на озерах и реках. Во многих странах мира деревья сильно страдают от воздействия кислотных дождей. Многие деревья теряют свои листья, их верхушка становится тоньше. Для некоторых деревьев данное воздействие настолько неблагоприятно, что они умирают. Деревья нуждаются в здоровой почве для роста и развития. Кислотный дождь, впитавшийся в почву, делает её фактически невозможной для жизни деревьев. В результате этого деревья становятся более восприимчивыми к вирусам, грибкам и насекомым-вредителям, становятся неспособными для борьбы с ними и поэтому умирают. В случае с посевами и некоторыми чувствительными видами дикой растительности или разновидностями культурных растений, под воздействием озона будут повреждаться листья, что приведёт к ухудшению процесса фотосинтеза.

№ слайда 31

Описание слайда:

Здоровье людей Мы питаемся продуктами, пьем воду и вдыхаем воздух, на которые воздействуют кислотные осадки. Исследования, проведенные канадскими и американскими учеными показывают, что существует связь между экологическим загрязнением и заболеваниями органов дыхания у наиболее чувствительной части населения, такой как дети и астматики. Сообщается, что воздействие озона и других фотохимических окислителей тоже негативно влияет на человеческое здоровье. Повышенный уровень озона может вызывать преждевременное старение легких и другие болезни дыхательного тракта, например, повреждение функции легкого или повышение предрасположенности организма к бронхитам. Наблюдается увеличение случаев наступления приступов астмы и респираторных заболеваний. Другие фотохимические окислители вызывают ряд острых болезненных явлений, включая раздражение глаз, носа и горла, дискомфорт в груди, кашель и головную боль.

№ слайда 32

Описание слайда:

№ слайда 33

Описание слайда:

Последствия изменения климата Межправительственная Группа по Изменению Климата ООН предполагает, что температура воздуха увеличится ещё на 1-3,5 градуса по Цельсию, а уровень воды может повыситься ещё на 1 метр в течение следующих 100 лет. Эти изменения затронут многие аспекты нашей жизни. Вот некоторые из них: Повысится уровень мирового океана. Повышение уровня воды в море разрушит берега и прибрежные заболоченные земли. Негативное воздействие на сбор урожая. Более теплый климат увеличит количество определенных насекомых – вредителей.Распространятся тропические болезни. Инфекционные болезни, такие, как малярия, лихорадка, энцефалит и холера, распространятся из-за того, что комары и другие переносчики болезней, распространенные в странах с более теплым климатом, смогут мигрировать на новые территории. Это приведёт к росту количества эпидемий, подобных вспышкам малярии в Нью-Джерси и лихорадке в Техасе.

№ слайда 34

Описание слайда:

ВыводВ ходе исследования мы познакомились:С различными альтернативными источниками энергииПоказали их основные преимущества и недостаткиРассмотрели с точки зрения географии на процессы связанные с добычей, переработкой и хранением ресурсов.Вышли на мировую тенденцию процесса загрязнения планеты.Таким образом поставленные нами задачи выполнены. Гипотеза подтверждена: нерациональное использование природных ресурсов нарушает географию всего мира, негативно влияет на уровень жизни людей, на состояние природы, существует реальная угроза загрязнения планеты.Грядущие глобальные изменения, на удивление, не торопятся замечать в России. Пока развитые страны пытаются выйти на принципиально новый уровень, характеризующийся максимальной независимостью от поставок углеводородов, российское руководство старательно отстраивает страну по схеме энергетической империи. К несчастью для "энергетических императоров» в ближайшие 10-15 лет переход мировых лидеров к использованию альтернативных источников энергии все-таки состоится. Мировая тенденция такова что эпоха «черного золота» подойдет к концу и что произойдет с экономикой стран зависящих от нефти (Россия) остаются лишь догадываться.

№ слайда 35

Описание слайда:

Используемая литератураЭнергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. - М.: Лаврус В.С. «Источники энергии» К.: 1997гЖурнал «Энергосбережение» №7/2007Концепция проекта Российской программы развития возобновляемых источников энергии www.energoinform.org. Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли. М., 1974

Использование альтернативных источников энергии

Урок по технологии в 10 классе

Учитель Ларионова Татьяна Петровна

• Альтернати́вная энерге́тика - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

• Альтернативный источник энергии - способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электроэнергию(или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии - потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников

Тип источников

Преобразуют в энергию

Ветряные

Движение воздушных масс

Геотермальные

Тепло планеты

Солнечные

Электромагнитное излучение солнца

Гидроэнергетические

Движение воды в реках или морях

Термоядерные

Реакцию термоядерного синтеза

Энергия Солнца (гелеоэнергетика)

В переводе с греческого языка Солнце - Гелиос

(солнечные электростанции)

• Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. Технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.

Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения

• Получение электроэнергии

с помощью фотоэлементов.

• Преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины, использующие водяной пар.

«Плюсы» использования энергии солнца

• СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ, ПОСТУПАЮЩАЯ ЗА ТРИ ДНЯ НА ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ, ПРЕВЫШАЕТ ЭНЕРГИЮ ВСЕЙ ГОДОВОЙ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ!!!

НЕТ! загрязнению

окружающей среды!

• НЕТ! истреблению

ресурсов!

• НЕТ! вредным воздействиям !

Энергия ветра – ветроэнергетика

ВЭС(ветровая электрическая станция)

• В России валовой потенциал ветровой энергии - 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе - 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива.

Энергия ветра на земле неисчерпаема. Многие столетия человек пытается превратить энергию ветра себе на пользу, строя ветростанции, выполняющие различные функции: мельницы, водяные и нефтяные насосы, электростанции. Как показала практика и опыт многих стран, использование энергии ветра крайне выгодно, поскольку, во-первых, стоимость ветра равна нулю, а во-вторых, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет сжигания углеродного топлива, продукты горения которого известны своим опасным воздействием на человека.

Всвязи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций - альтернативных источником энергии.

Ветроэнергетическая установка

- это комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора генератора. ВЭУ состоит из одной или нескольких ВЭС, аккумулирующего или резервирующего устройства и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.

Удаленные районы, недостаточно обеспеченные электроэнергией, практически не имеют другой, экономически выгодной альтернативы, как строительство ветроэлектростанций.

Энергия морских приливов

ПЭС(первая приливная электростанция

Стоимость производимой на такой ПЭС энергии сравнима со стоимостью, получаемой на АЭС

Энергия внутреннего тепла Земли (геотермальная энергия)

ГеоТЭС(геотермальная тепловая электростанция) или ГТС

• Геотермальная энергетика - направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях

Строение земного шара

Океан

Внешнее ядро

• Земное ядро. Самая раскалённая часть Земли с температурой в 4000˚C. Состоит она, как полагают учёные, из расплавленного железа.
• Мантия. Оболочка, которая покрывает ядро. Мантия достигающую глубины 2900 км.
• Литосфера. Земная кора, или, иначе, литосфера (по-греч. “литос” - камень, “сфера” – шар) – верхняя твёрдая оболочка Земли, её мощность составляет от 30 до 100 км под материками и всего 5-7 км – под океанами .

Мантия

Земная кора

Внутреннее ядро

Оболочки земного шара

Вулкан – геологическое образование в земной коре и на поверхности земли, где происходят извержения лавы, пепла, горячих газов, паров воды, поднимающихся из недр Земли по трещинам и каналам.

В областях современной и недавно прекратившейся вулканической деятельности встречается такое явление, как гейзеры – периодически фонтанирующие горячие источники. Они представляют собой систему полностью или частично заполненных резервуаров (пустот), трещин и каналов, выходящих на поверхность земли. Под давлением водяного столба нижней части канала и подземных пустот вода постепенно нагревается выше 100˚С, вскипает и, мгновенно превратившись в пар, с шумом выбрасывается на поверхность в виде фонтана высотой до 40, иногда 150 м.

Один из гейзеров Камчатки

• подземные воды, температура которых превышает среднегодовую температуру воздуха данной местности, находящихся на глубине около 2,5 км.

• Существует 2 типа таких подземных бассейнов – с преобладанием пара и с преобладанием горячей воды.
• Наряду со строительством геоТЭС во многих странах всё больше используют термальные воды для непосредственного обогрева зданий.

• Раскалённые горные породы – будущее геотермальной энергетики.
• Для геотермальной энергетики нужен теплоноситель – вещество, передающее тепло от более нагретого тела менее нагретому.

• Термоядерная реакция - процесс, в ходе которого два или несколько легких ядер образуют более тяжелое ядро.