Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.7. Альтернативні джерела енергії
На тлі енергетичної кризи актуальним є питання переходу від традиційних джерел енергії до нових, Альтернативних (фр. - "один з двох", вибір однієї можливості), які екологічно менш небезпечні. Передусім це теплова, світлова Енергія Сонця. За прогнозом до 2020 р. такі джерела замінять близько 2,5 млрд т палива, їх частка у виробництві електроенергії і тепла складе не менше 8%. Передусім це енергія Сонця, якої поступає на поверхню Землі в 14-20 тис. разів більше, чим виробляють всі техногенні джерела планети.
Сонце - джерело енергії дуже великої потужності. В середньому енергетичний еквівалент 22 днів сонячного сяйва за сумарною потужністю, що приходить на Землю, дорівнює всім запасам органічного палива на Землі. За день на Землю надходить сонячної енергії більше, ніж 6,5 млрд жителів планети можуть спожити за 30 років. Сонячна енергія, що надходить за рік тільки на Аравійський півострів, більше ніж в два рази перевищує запаси енергії всіх нафтових родовищ світу.
Вже в світі експлуатуються три типи перетворювачів сонячної енергії: а) використання енергії рідини, нагрітої сонячними променями; б) пряме фотоелектричне перетворення сонячної енергії в електричний струм; в) використання дзеркал, фокусуючи теплову енергію Сонця на поверхню парових котлів теплових електростанцій.
Всі три типи геліостанцій вже працюють в різних країнах світу - у Франції, Німеччині, США, Ізраїлі. В установці використовують синтетичне масло, що тече по чорних трубах, які нагріваються параболічними дзеркалами, що, рухаючись за Сонцем, фіксують його промені. Масло в трубах нагрівається до 3900 С і перетворює воду в пару, яка крутить турбіни.
У деяких країнах - США, країнах Аравійського півострова існують установки прямого перетворення світла Сонця в електроенергію за допомогою фотоелементів або фокусування тепла за допомогою параболічних дзеркал. На півострові Крим працює єдина в Україні невелика експериментальна геліостанція.
При сучасних технологіях вартість фотоелектрики складає 25-30 центів за кіловат-годину; сонячно-термічної електрики - 12 центів; енергії теплових електростанцій - 4 центи; гідроелектростанцій - 3 центи. Така відносно висока ціна фотоелектрики пояснюється низьким ККД - до 10 відсотків і високою вартістю установок. Однак ці установки не забруднюють навколишнього середовища, прості в застосуванні, безшумні, можуть мати різні розміри.
Вітроенергетика. Загальна потужність вітрів на планеті складає близько 2000 млрд кВт. Вже працюють вітроенергетичні установки потужністю від 1 до 1000 квт. Фактично це вітряний млин, об'єднаний з електрогенератором. Негативним може бути - відсутність вітру, неможливість управління повітряними потоками. З кінця XVIII на початку XIX ст. у США було встановлено більше як 8 млн електровітрових генераторів. Ці машини припинили використовувати в 40-х рр. у зв'язку з виникненням недорогої енергії, одержуваної при спалюванні органічних видів палива.
В 70-х рр., у зв'язку з дефіцитом нафти, використання вітрової енергії відновилося. Тепер у США потужність всіх вітрогенераторів складає 1600 МВт, які виробляють близько 3 млрд кВт/годин електроенергії щорічно.
Вітрові турбіни складаються з ротора (лопаті), енергетичної осі і генератора для перетворення вітрової кінетичної енергії в електричну. Для збільшення потужності вітрові турбіни розташовують на високих щоглах до 30 метрів, щоб швидкість вітру була не менше 5 м/с. Національні програми освоєння енергії вітру розгорнуті в Канаді, ФРН, США, Франції, Швеції та інших країнах.
В Україні найбільш потужні вітроелектростанції працюють в Новоазовському районі Донецької області, під Євпаторією в Криму, причому на вітчизняних агрегатах, які виготовляє Дніпропетровський завод "Південмаш". Енергія вітру - одне з екологічно чистих джерел енергії. Але незважаючи на переваги, турбіни все-таки впливають на навколишнє середовище. Одна із гострих проблем - шум.
Морські припливи і тепло Землі. Це більш постійні джерела енергії. Вже тепер працюють екологічно безпечні, чисті припливні електростанції у Франції, Росії. Загальна потужність хвиль Світового океану складає 90 000 млрд кВт. У багатьох країнах - США, Японії, Італії, Ісландії, Росії використовується енергія гарячих природних джерел - гейзерів.
Відомо, що на глибині 10 км температура сягає 140-150 градусів за шкалою Цельсія і цю енергію можна відводити за допомогою пари, використовуючи її для опалення.
Геотермальна енергетика розвивається досить інтенсивно в США, на Філіппінах, у Мексиці, Італії, Японії, Росії. Найпотужніша геотес (50 Мвт) побудована в США - геотес Хебер. Запаси геотермальної енергії складають 200 ГВт. Геотермальні ресурси розподілені нерівномірно й основна їхня частина зосереджена в районі Тихого океану.
Вторинні енергетичні ресурси. Це енергія, що залишається в технологічних процесах, використання якої не є обов'язковим для здійснення основного технологічного процесу. В даний час особливо великі втрати теплоти на електростанціях, в металургійній, хімічній, нафтовидобувній і нафтопереробній галузях промисловості, в сільському господарстві. Тільки в Росії з 1,7 млрд т умовного палива втрати складають 60%, корисно використовується приблизно 700 млн т.
Майбутнє - за Альтернативними джерелами енергії, бо вони майже безплатні (природні вітри, енергія Сонця, земного тепла), безпечні і не пов'язані із шкідливими викидами. Ще одна перевага - автономність, відсутність необхідності передавати енергію на великі відстані, що супроводжується її великими втратами та забрудненням довкілля, наприклад електромагнітним при транспортуванні електроенергії високоі напруги. Проблема альтернативних джерел енергії особливо актуальна на фоні повідомлень про те, що запаси нафти, газу будуть вичерпані через 30-50 років, вугілля - через 200-300 років. Енергетичні джерела - основа незалежності будь-якої держави. Це особливо актуально для України, промисловість якої витрачає в 4-5 разів більше енергії, ніж будь-яка країна Європи, що робить продукцію не конкурентоспроможності. Враховуючи низькі запаси природного газу в Україні, економне використання електроенергії та впровадження альтернативних джерел енергії неактуальні.
Закон України "Про енергозбереження" визначає правові, економічні, соціальні та екологічні основи енергозбереження, дає тлумачення цього визначення. Це діяльність, спрямована на раціональне одержання енергії та економне її використання. В законі йдеться про нетрадиційні джерела енергії періодичної дії - енергії Сонця, Землі, енергії морів, океанів, річок. Закон відводить місце для навчання та виховання населення в сфері енергозбереження. Отже вже тепер існують альтернативні джерела енергії, які на відміну від інших, традиційних джерел - теплових, гідравлічних, атомних електростанцій екологічно безпечні, не мають шкідливих відходів, забруднюючих атмосферу, землю, води, тому за ними майбутнє.
Питання
1. Чим небезпечна теплоенергетика?
2. Джерелом яких небезпечних і шкідливих речовин є гідроенергетика?
3. Охарактеризуйте небезпечні і шкідливі чинники атомних електростанцій.
4. Охарактеризуйте альтернативні джерела енергії, їх екологічне значення.
5. Як залежить розвиток людства від одержання і використання енергії?
6. Які Ви знаєте сучасні, найбільш уживані джерела енергії?
7. Які джерела енергії найбільш небезпечні і чому?
8. Що таке альтернативні джерела енергії і які з них екологічно найбільш безпечні?
Схожі статті
-
Природа, як ціле чи будь-яка її частина, завжди, на будь-якому історичному етапі розвитку суспільства, є основним компонентом в економічних відносинах....
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.6. Екологічні проблеми одержання енергії
Інтенсивний розвиток промисловості, ріст чисельності населення на планеті призвели до того, що через кожні 10 років виробництво енергії подвоюється. В...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.3. Відходи виробництва та їх утилізація
При будь-якій господарській діяльності утворюються відходи - промислові та побутові, які можуть бути потенційною сировиною. Відходи виробництва - це...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.3.3. Основні функції біосфери
Біосфера Землі - частина космічної системи, якій притаманні певні функції, властивості, що обумовлюються законами Всесвіту - законами хімії, фізики,...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.1. Екологія атмосфери
Через нераціональне ставлення суспільства, кожної окремої людини до біосфери вже зараз ми підійшли до екологічної катастрофи, яка може стати причиною...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8. Соціально-екологічні проблеми біосфери
Через нераціональне ставлення суспільства, кожної окремої людини до біосфери вже зараз ми підійшли до екологічної катастрофи, яка може стати причиною...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.7.3. Основи ландшафтної екології
Поняття про ландшафти як природно-територіальні комплекси, їх класифікація. Вплив господарської діяльності людей на ландшафти. Ландшафти - еталони...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.4.1. Мінеральні ресурси України
В Україні зосереджені світові запаси марганцю, заліза, виявлені родовища золота в Закарпатті, на берегах р. Сури поблизу Нікополя. У Кіровоградській...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.3.4. Закони біосфери
Біосфера Землі - частина космічної системи, якій притаманні певні функції, властивості, що обумовлюються законами Всесвіту - законами хімії, фізики,...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.3. Екологія лісових систем
Рослини разом із тваринами лісу складають єдине ціле - лісову екосистему. З цього випливає, що при знищенні рослин елімінують і тварини. Через це зараз...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.3.2. Водні ресурси України
Океан - неперервна водна оболонка планети, яка оточує всі материки. Водна поверхня Океану займає 70,8% поверхні планети, або 361,06 млн кв. км, об'єм...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.3.1. Стан світового океану
Океан - неперервна водна оболонка планети, яка оточує всі материки. Водна поверхня Океану займає 70,8% поверхні планети, або 361,06 млн кв. км, об'єм...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.2. Екологія літосфери, її проблеми
Літосфера (гр. літос - камінь, твердь) - верхня тверда оболонка планети, до складу якої входять земна кора і верхня частина мантії - розплавлена речовина...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.1.2. Інженерно-технічні методи очищення повітряних викидів
Фізичні методи - механічні, електричні, хімічні - за рахунок взаємодії газоподібних речовин з іншими з утворенням менш шкідливих сполук, фізико-хімічні,...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.2. Сучасна екологія
Як вважають сучасні вчені, екологія об'єднує всі природні, фундаментальні, гуманітарні, соціальні науки і культуру (О. Яблоков, Д. Медоуз, К....
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.4.3. Угрупування та екосистеми
Між всіма організмами діють строго визначені відношення, що сприяють утворенню певних угрупувань, їх складних екологічних систем з певною структурою. В...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.4.2. Екологія популяцій
Термін Популяція (лат. - населення, народ) запозичив із демографії (гр. демос - народ, гр. графо - писати) В. Іогансен в 1903 р. Для позначення групи...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.7.1. Флоро-фауністичний склад України
Біота України нараховує понад 70 тис. видів, з них флора та мікобіота - понад 27 тис. - гриби і слизовики - 15 тис., водорості - 5 тис., лишайники - 1,2...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.5. Екологічні проблеми транспорту
Однією з важливих екологічних, медико-соціальних проблем є транспортні системи пересування, зокрема ті, що забезпечують функціонування великих населених...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.4. Лісовий покрив України
Він знаходиться в кризовому стані. При загальній площі держави 603,8 млн га і населенні близько 47 млн на одну людину припадає близько 1,5 га лісу. В...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.1.1. Метеорологічний потенціал атмосфери
Атмосфера, як частина біосфери, має здатність до самоочищення, але вона не безкінечна і тому треба газові викиди промислового походження очищати від...
-
Відношення людей до природи на різних етапах розвитку людства. Глобальні біосферні проблеми. Концепція збалансованого, гармонійного розвитку суспільства....
-
Відношення людей до природи на різних етапах розвитку людства. Глобальні біосферні проблеми. Концепція збалансованого, гармонійного розвитку суспільства....
-
Зелена книга України є державним документом, в якому зведені відомості про сучасний стан рідкісних, зникаючих і типових природних рослинних угрупувань...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.7. Зелена книга України
Зелена книга України є державним документом, в якому зведені відомості про сучасний стан рідкісних, зникаючих і типових природних рослинних угрупувань...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.3.5. Екологічні проблеми питної води
Більше мільярда людей використовують неякісну воду. Через це щорічно вмирають три з половиною мільйони дітей. Більшість українців споживають воду з...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.4.1. Організм і середовище
Основи біоекології, поняття про факторіальну екологію. Аутоекологія. Екологічні чинники, їх класифікація, значення для організмів. Властивості природного...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.4. Основи загальної біоекології
Основи біоекології, поняття про факторіальну екологію. Аутоекологія. Екологічні чинники, їх класифікація, значення для організмів. Властивості природного...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.8.3. Екологія гідросфери, її проблеми
Гідросфера (гр. гідрос - вода) - неперервна водна оболонка Землі площею 363 млн кв. км - 71% земної поверхні, об'ємом 1,6 млрд куб. км, або 1/800 об'єму...
-
Основи екології - Мягченко О. П. - 1.3.1. Еволюція біосфери Землі
Еволюція - це результат сукупної дії багатьох факторів і передусім - хімічних. Саме хімічні реакції складають основу всіх процесів у будь-якому...
Основи екології - Мягченко О. П. - 2.9.7. Альтернативні джерела енергії