Получение и преобразование электрической энергии

Энергетические ресурсы планеты

Под энергоресурсами понимаются материальные объекты, в которых сосредоточена возможная для использования энергия.

К основным энергоресурсам (то есть, к тем, которые интенсивно используются в настоящее время) относятся:

- органическое топливо (уголь, нефть, газ),

- ядерное топливо (тяжелые элементы урана и тория),

- водоемы (реки, моря).

Энергоресурсы подразделяются на возобновляемые и не возобновляемые.

К первым относятся те, которые непрерывно восстанавливаются в природе (вода, ветер) ,

ко вторым - ранее накопленные в природе, но не образующиеся в новых геологических условиях (каменный уголь, нефть, газ).

Природная энергия называется первичной энергией.

Энергия, получаемая человеком путем преобразования первичной энергии, - вторичной.

Преобразования первичной энергии осуществляется на энергетических станциях. В названии станции содержится указание на то, какой вид первичной энергии в какую вторичную энергию преобразуется.

-Гидроэлектростанция преобразует механическую энергию движения воды в электрическую,

-тепловая электростанция преобразует в электрическую тепловую энергию, образующуюся при сгорании органического топлива,.

Энергетическое производство (получение энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей) можно разделить на пять стадий:

1. получение и концентрация энергетических ресурсов (добыча органического топлива и его обогащение, создание необходимого напора воды с помощью гидротехнических сооружений);

2. передача энергоресурсов к преобразующим энергию установкам (перевозка по суше, воде, перекачка по трубопроводам);

3. преобразование первичной энергии энергетических ресурсов во вторичную, в наиболее удобной в данных условиях форме (чаще всего в тепловую и электрическую);

4. передача и распределение преобразованной энергии;

5. потребление энергии различного рода потребителями как в той форме, в которой она доставлена, так и в еще раз преобразованной.

Распределение энергоресурсов по различным районам земли очень неравномерно и обычно не совпадает с местами их наибольшего потребления. Половина всех нефтяных запасов находится на Среднем и Ближнем Востоке, а потребление энергоресурсов в этих районах более чем в 4 раза меньше среднемирового.

В настоящее время 90% всей вырабатываемой энергии потребляет около 30% населения Земли.

В 2000 году мировое потребление энергетических ресурсов распределялось следующим образов:

атомная энергия - 10% (130 тысяч кВтч/год);

природный газ - 20%;

нефть - 30%;

уголь - 28%;

гидроэнергия и другие виды - 12%.

Фактически 90% потребляемых энергоресурсов относятся к не возобновляемым.

Оставшихся мировых запасов этих энергоресурсов по оценкам различных экспертов хватит на 100 - 200 лет (при этом не учитываются запасы ядерного топлива).

В России разведанных запасов нефти около 6 млрд. т. (7% общемирового запаса), а добыча составляет 20% от мировой. В США соответственно - 5% и 14%.

Запасы природного газа в России 15%. Особенность нашей страны заключается в том, что основные месторождения нефти, газа, угля расположены в труднодоступных районах Севера.

Распределение источников э/э в СССР и России.

Получение электрической энергии

Первая электростанция в Нижнем Новгороде -1882г.

В Санкт-Петербурге – 1883г.

В Берлине - 1884г.

Развитие мировой энергетики в начале 21 века привело к серьезным противоречиям:

- между постоянно возрастающей потребностью в энергоресурсах и уменьшающимися запасами традиционных видов топлива (нефти и газа);

- между технической деятельностью человека и возможностью природы противостоять последствиям этой деятельности.

Энергетика определяет уровень и темпы технологического и социально-экономического развития стран современного мира.

Производство и использование энергоресурсов и электроэнергии ежегодно возрастают в связи с

- ростом народонаселения

- повышением качества жизни.

Однако развитие энергетики имеет ряд проблем:

1. ограниченность доступных запасов нефти, повышение стоимости нефти на мировых рынках;

2. перемещение добычи газа и нефти в отдаленные и труднодоступные районы (северные территории, морской шельф), что ведет к удорожанию стоимости добычи и транспортировки топлива;

3. зависимость поставок нефти и газа от политической обстановки в мире и экономической конъюктуры, что ведет к неустойчивости развития энергетики, ориентированной на импорт топлива;

4. недостаточное совершенство технологий использования угля, как первичного энергоносителя, что определяет высокую стоимость транспортировки угля и негативное воздействие процессов его сжигания на природную среду.

Первостепенное внимание уделяется вопросам:

1. Повышение эффективности использования энергии - энергосбережению

2. Широкому использованию возобновляемых источников энергии

3. Повышению эффективности традиционной тепловой энергетики за счет новых комбинированных технологий

4. Создание технологий переработки и сжигания угля с меньшим уровнем загрязнения окр.среды

5. Создание атомных энергетических установок повышенной безопасности

6. Создание и использование принципиально новых энергетических технологий (водородных)

7. Повышение к.п.д. и возможностей всего комплекса эл.тех. оборудования, с пом. которого осущ-ся производство, передача и использование эл.энергии.