О. В. Свидерская Основы энергосбережения Курс лекций

Вид материала

Курс лекций

Содержание Сущность и причины мирового энергетического кризиса Контрольные вопросы к теме №1

Подобный материал:

• Лекция №11 Сжатие изображений Курс лекций «Алгоритмические основы машинной графики», 54.41kb.
• Основы семейной психопедагогики (курс лекций), 11111.59kb.
• Н. Г. Сычев Основы энергосбережения Учебное пособие, 2821.1kb.
• Курс лекций введение в профессию "социальный педагог", 4415.45kb.
• Курс лекций по дисциплине " основы компьютерных технологий" Часть I. Microsoft Word, 432.92kb.
• Энергосбережение – задача сегодняшнего дня, 84.44kb.
• Курс лекций Барнаул 2001 удк 621. 385 Хмелев В. Н., Обложкина А. Д. Материаловедение, 1417.04kb.
• Курс лекций. Учебное пособие / В. Е. Карпов, К. А. Коньков, 68.87kb.
• Курс лекций по автоматизированному электроприводу для итр проектный организаций с применением, 24.37kb.
• Программа курса лекций (1 курс магистратуры, 1 сем., 36 ч, экзамен) Профессор,, 34.75kb.

Сущность и причины мирового энергетического кризиса

В настоящее время ежегодно расходуемая всеми странами мира энергия, получаемая из всех доступных источников, составляет 0,1% от возможных для использования запасов угля, природного газа и нефти, вместе взятых. Но потребление энергетических ресурсов всех видов быстро растет, в конце XIX в. появились первые автомобили.

Их было несколько сот, и бензина им требовалось меньше сотни тонн в день. А сегодня только для легковых автомобилей нужен миллион тонн в сутки. Сколько же нужно добыть и переработать нефти! Чтобы добыть руду, выплавить металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно затратить энергию.

Получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее преобразования из других форм. Четыре из каждых пяти произведенных сегодня киловатт-часов энергии получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, то есть сжиганием топлива, использованием запасенной в нем химической энергии, которая затем преобразуется в электрическую энергию на современных тепловых электростанциях. Конечно, способы сжигания топлива стали намного совершеннее, но главное сохранилось: в топки тепловых электростанций уходит более 30% добываемого в мире топлива, и лишь около трети его идет на получение электроэнергии. Остальная, большая часть энергии, запасенной в топливе, безвозвратно теряется. Запасы органического топлива: нефти, газа и угля – наиболее популярных в современной энергетике, – весьма ограниченны. Рано или поздно они будут исчерпаны. На какой срок их хватит? Чтобы ответить на этот вопрос, надо оценить, каковы ресурсы органического топлива на Земле.

Ресурсы органического топлива разделяются на общие - имеющиеся в недрах земли и извлекаемые – доступные для извлечения человеком. Практически невозможно добыть и использовать все 100% топлива, имеющегося в данном месторождении. Коэффициент извлечения, определяющий долю данного вида энергоресурсов, потенциально возможную в настоящее время к извлечению, к его общим запасам, зависит от следующих факторов:

• вида топлива;
  
• характера месторождения;
  
• развития техники добычи.
  

Значения коэффициента извлечения для наиболее употребляемых первичных энергоресурсов составляют: нефти – 0,3-0,4; природного газа – 0,5-0,8; угля – 0,25-0,5. Столь низкий коэффициент извлечения для угля объясняется особенностями залегания его пластов, которые могут быть весьма тонки, лежать глубоко под уровнем земли и быть сложны для добычи.

Специалисты оценивают имеющиеся извлекаемые ресурсы органического топлива Земли в 4000 млрд. т.у.т. В 1980 г. потребление всех видов энергетических ресурсов всеми странами мира составило примерно 4 млрд. т.у.т., т.е. 0,1% от возможных для использования органических энергоресурсов. В 2000 г. потребление всех видов энергетических ресурсов на Земле составило около
8 млрд. т.у.т. Если ориентироваться на потребление ТЭР на уровне 2000г., то запасов только органического топлива человечеству хватило бы еще на 200-400 лет. При этом мы не учитываем атомную энергетику с ее запасами ядерного горючего, гидроэнергетические, а также возобновляемые источники энергии: Солнце, тепло глубинных слоев Земли и др.

Что касается ядерного горючего, то следует учитывать следующие факты. Поскольку торий пока не нашел практического применения в энергетике, следует оценить только ресурсы урана. Уран широко распространен на Земле. Но концентрация его в граните и других породах, а также в морской воде очень невелика. Чем меньше содержание урана в руде, тем дороже его получать. Поэтому, оценивая ресурсы урана, выбирают допустимую цену за 1 кг природного металлического урана и ориентировочно рассчитывают, какое количество природного урана может быть добыто при этой цене. Расчеты специалистов США показывают, что ресурсы извлекаемого ядерного топлива очень велики. Если ограничить цену 1 кг добываемого природного урана 200 USD и использовать реакторы на тепловых нейтронах, то ресурсы природного урана примерно равны извлекаемым ресурсам органического топлива: угля, нефти и газа вместе взятым. Если же принять максимально допустимую цену за 1 кг природного урана равной 500 USD и считать, что будут использоваться реакторы на быстрых нейтронах, то извлекаемые ресурсы природного урана оказываются в 1000 раз больше извлекаемых запасов органического топлива.

Таким образом, ресурсы органического и ядерного топлива очень велики, и человечеству не придется столкнуться с энергетическим голодом. Тем более, что наука находится в непрерывном поиске новых способов преобразования и получения энергии. Так в чем же тогда причины возникновения и суть современных энергетических кризисов?

Энергетический кризис, как правило, является следствием экономического и политического кризисов в стране и вызван нерациональной структурой топливно-энергетической базы экономики. Это наглядно иллюстрируют энергетический кризис 70–
80-х гг., охвативший высокоразвитые страны Западной Европы, США, Японию, и сегодняшний энергетический кризис, разразившийся в странах СНГ.

Органическое и ядерное топливо – невозобновляемые источники энергии. Но пока потребление энергии было не так уж велико, о невозобновляемости их особенно не вспоминали. В 70-80-х гг. потребление энергии стало соизмеримо с ресурсами органического топлива. Миллионы лет понадобилось природе, чтобы создать запасы нефти, газа, угля, расходуются же они несравненно быстрее.

Наиболее остро стоит вопрос с нефтью. Из-за нее вспыхивают войны, сменяются правительства. Быстрое развитие автомобильного транспорта и авиации, использующих в качестве топлива практически только продукты нефтепереработки (бензин, дизельное топливо, керосин), привело к большому увеличению потребления нефти. В 1970 г. доля нефти и газа в потреблении органического топлива поднялась почти до 70%, хотя в ресурсах органического топлива нефть и газ составляют менее 20%. Повышение мировых цен на нефть, неравномерность распределения ее запасов между странами мира подчеркивают неоправданность ее гипертрофированно высокого потребления по сравнению с другими источниками энергии. Международный картель, состоящий из 7 монополий, практически полностью контролировал добычу нефти в странах Арабского Востока и прочно захватил доминирующие позиции на рынках государств - потребителей нефти. Этот картель в целях извлечения максимальных прибылей тормозил работы по использованию других видов энергии. В связи с этим до 70-х гг. экономика стран Западной Европы, США, Японии была практически целиком ориентирована на потребление нефти и газа. Сокращалась добыча каменного угля, закрывались шахты, придерживалось развитие атомной энергетики. Однобокое развитие энергетических ресурсов на фоне межгосударственной конкуренции между монополиями привело к острому энергетическому кризису в этих странах, на долю которых приходилось 92% потребления энергии. Кризис резко ускорил инфляцию, резко снизил темпы развития промышленности и оставил без работы миллионы рабочих.

Каждая из стран искала свой путь выхода из кризиса, коренным образом изменяя структуру топливно-энергетической базы экономики путем переориентации ее на другие источники. Например, Франция создала систему мощных АЭС; Дания переориентировалась на собственный природный газ, каменный уголь, завозимый на огромных танкерах через океан, ветроэнергоресурсы.

Контрольные вопросы к теме №1

1. Назовите основные этапы в истории использования энергии человеком, укажите их значение.
   
2. Какая связь между развитием цивилизации человечества и энергопотреблением? Объясните характер их изменения во времени и укажите тенденции.
   
3. Что такое энергетическая система? Ее основное назначение. Какие системы в ней функционируют?
   
4. Что представляют собой топливно-энергетические ресурсы? Как они классифицируются?
   
5. Что такое вторичные энергетические ресурсы? Назовите их и укажите способы их получения.
   
6. Что такое энергоемкость первичных энергоресурсов? Для чего введено понятие условного топлива?
   
7. Каковы основные тенденции мирового потребления ТЭР?
   
8. В чем суть энергетического кризиса 70-х гг. в Западной Европе и в 90-х гг. в странах СНГ? Какие Вы видите пути преодоления энергетического кризиса в Беларуси?
   
9. Чем можно объяснить интенсивное использование нефти в мировом энергобалансе и каковы дальнейшие перспективы ее использования?
   
10. Поясните возможности и перспективы использования водорода в энергетике.
    
11. Что такое энергоэффективные технологии? Каковы мотивы их внедрения?