ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского»
Химический факультет
Кафедра химии нефти (нефтехимического синтеза)
УТВЕРЖДАЮ
Декан химического факультета
профессор _________ Гущин А.В.
«
»
2007 г.
Учебная программа
Дисциплины ДВМ 02
«Альтернативные источники энергии»
Магистерская программа 020113 «Нефтехимия»
по направлению подготовки 020100.68 – «Химия»
Нижний Новгород
2007 г.
1. Область применения
Данная дисциплина относится к циклу дисциплин по выбору студентов,
преподается на 2-м году обучения в магистратуре (3 семестр).
2. Цели и задачи дисциплины
Содержание дисциплины направлено на изучение современных
представлений об альтернативных источниках топлив, а также нетрадиционных
возобновляемых видах энергии (солнечная, ветровая, энергия биогаза и т.п.).
В рамках курса рассматриваются основные экологические аспекты загрязнения
окружающей среды при использовании органического топлива и
альтернативных источников энергии.
Курс должен сформировать у студента четкие представления о видах
нетрадиционных источниках энергии, их преимуществах и недостатках
технологических. Дать студентам знания о способах
производства
альтернативных топлив. Ознакомить студентов с международными
и
российскими показателями, программами и мероприятиями по эффективному
использованию энергетических ресурсов.
Тематика лекционного курса связана с общими курсами по химии нефти,
органической химии, химии окружающей среды, изучаемыми студентами в
период обучения в бакалавратуре.
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения курса студенты должны:
Усвоить основные понятия об альтернативных источниках энергии.
Иметь представление об основных способах синтеза альтернативных
источников топлив и нетрадиционных методах генерирования энергии.
Знать виды и основные показатели (экономические, экологические и т.п.)
альтернативных источников энергии.
Уметь определять потенциал органических и альтернативных топлив,
нетрадиционных источников энергии и вторичных энергоресурсов. Оценивать
вредное воздействие различных видов энергетических ресурсов на
окружающую среду при их эксплуатации.
4.Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы
Общая трудоемкость
дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Другие виды аудиторных занятий
Всего
часов
50
3
28
28
28
28
Семестры
2
Самостоятельная работа
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графическая работа
Реферат
Другие виды самостоятельной
работы
Вид итогового контроля (зачет,
экзамен)
22
22
Зачет
Зачет
5. Содержание дисциплины
5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№п/п
Раздел дисциплины
1
2
3
4
5
6
7
Введение. Современные
проблемы использования
традиционных видов топлив.
Альтернативные энергоресурсы.
Классификация.
Состояние и перспективы
использования альтернативных
топлив для транспортных средств.
Технологии производства.
Традиционные способы
получения тепловой и
электрической энергии.
Источники нетрадиционных
непрерывно возобновляемых
видов энергии.
Использование вторичных
энергоресурсов.
Основные принципы
энергосбережения при
использовании альтернативных
источников энергии.
Лекции
ПЗ (или С)
ЛР
*
*
*
*
*
*
*
5.2. Содержание разделов дисциплины
Введение. Современные проблемы использования традиционных видов
топлив. Мировые запасы нефти и газа. Топливно-энергетический баланс РФ в
начале XXI века. Экономический и экологический аспекты использования
топлив на основе нефтяного сырья. Общая характеристика физико-химических
свойств традиционных видов топлив. Загрязнение окружающей среды при
эксплуатации моторных топлив. Альтернативные энергоресурсы. Основные
преимущества альтернативных топлив и нетрадиционных видов энергии.
3
Тенденции развития мировой энергетики, инвестиции в нетрадиционную
энергетику.
Альтернативные
энергоресурсы.
Классификация.
Понятия
альтернативных источников топлив и энергии. Общая характеристика и
классификация альтернативных моторных топлив. Основные виды
альтернативных энергетических природных ресурсов. Источники непрерывно
возобновляемых в биосфере Земли видов энергии.
Состояние и перспективы использования альтернативных топлив
для транспортных средств. Технологии производства.
Сжатый природный газ и сжижений нефтяной газ. Экономика газового
моторного топлива. Энергетика природного газа. Преимущества и недостатки
газовых топлив.
Спирты, продукты их переработки и смеси с бензинами. История
использования спиртовых топлив. Сырье и технология получения спиртов и
оксигенатов. Достоинства и недостатки спиртсодержащих топлив и топлив с
кислородсодержащими
соединениями.
Экологические
характеристики
спиртовых топлив.
Синтетический бензин. Искусственное жидкое топливо из угля, сланцев,
природного газа, нефтяных углеводородов.
Возможности
получения
жидкого топлива на базе оксида углерода. Синтез Фишера-Тропша. Синтез
кислородсодержащих соединений. Катализаторы.
Полимербензин.
Дизельное и котельное топливо на основе диспергированного угля.
Биодизельное топливо. Технология производства. Физико-химические
характеристики биодизельного топлива. Экологические аспекты применения и
производства биодизельного топлива. Преимущества и недостатки.
Электромобили и автомобили солнечной энергии. Состояние проблемы и
возможные перспективы.
Водородное топливо. Современные и перспективные методы получения
водородного топлива. Проблема хранения водорода, мобильные топливные
элементы. Водородная энергетика России и зарубежных стран.
Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии.
Электро-, тепловая, гидро-, атомная энергетики. Природные ресурсы РФ.
Современное экономическое и экологическое состояние данных способов
генерации энергии. Анализ вредного воздействия на окружающую среду при
производстве энергии. Проблемы современной традиционной энергетики,
пути решения.
Источники нетрадиционных непрерывно возобновляемых видов
энергии.
Ветроэнергетика. История использования энергии ветра. Современные
методы генерации электроэнергии из энергии ветра. Ресурсы и перспективы.
Экономические и экологические аспекты ветроэнергетики. Состояние
ветроэнергетики в России.
4
Солнечная энергия. Ресурсы. Варианты использования. Схемы
энергообеспечения автономных объектов при использовании солнечной
энергии. Преобразователи солнечной энергии и концентраторы солнечного
света.
Биоэнергетика.
Энергия Земли. Геотермальная энергия. Гидротермальные системы.
Горячие системы вулканического происхождения. Системы с высоким
тепловым потоком.
Энергия мирового океана. Тепловая энергия океана. Энергия приливов и
отливов. Энергия морских течений
Использование вторичных энергоресурсов. Классификация вторичных
энергоресурсов. Энергоресурсы, источники поступления, пути использования.
Основные
показатели
использования
вторичных
энергоресурсов.
Использование вторичных энергоресурсов в промышленности и жилищнокоммунальном хозяйстве. Экономия топлив за счет применения вторичных
энергоресурсов. Рациональное использование вторичных энергоресурсов и
охрана ресурсов недр.
Основные
принципы
энергосбережения
при
использовании
альтернативных источников энергии. Оценка экономического и
экологического потенциалов нетрадиционных источников энергии и вторичных
энергоресурсов. Основные пути решения проблем современной энергетики.
6. Лабораторный практикум.
Не предусмотрен.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
1. Тереньтев Г.А. Тюков В.М. Смаль Ф.В. Моторные топлива из
альтернативных сырьевых ресурсов.- М.: Химия, 1989. – 272 с.
2. Гуреев А.А. Жоров Ю.М. Смидович Е.В. Производство высокооктановых
бензинов.- М.: Химия, 1981. – 219 с.
3. В. Е. Емельянов, И. Ф. Крылов. Альтернативные экологически чистые
виды топлива для автомобилей. Свойства, разновидности, применение.М.: АСТ, Астрель, 2004. – 128 с.
4. Шелдон Р.А. Химические продукты на основе синтез-газа.- М.: Химия,
1987. – 247 с.
5. Гейнуллин Ф.Г. Природный газ как моторное топливо на транспорте.- М.:
Недра, 1986. – 198 с.
6. Мановян А.К. Технология переработки энергоносителей.- М.: Химия
Колосс, 2004. – 456 с.
7. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии / Пер. с англ.
5
- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 392 с.
8. Фролов Ю.Н. Защита окружающей среды в автотранспортном комплексе.
- М.: МАДИ, 1997.
9. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника,
1997. – 110 с.
10. Подгорный А. Н. Водородная энергетика. – М.: Наука, 1988. – 96 с.
11. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982. – 120 с.
б) дополнительная литература:
1. Ильин А.К., Пермяков В.В. Нетрадиционные источники энергии для
автономных потребителей. - Владивосток: ВГУЭС, 1997. – 35 с.
2. Данилов А.М. Введение в химмотологию. - М.: Техника, 2003. – 462 с.
3. Смаль Ф.В., Арсенов Е.Е. Перспективные топлива для автомобилей. - М.:
Транспорт, 1979. – 151 с.
4. Данилов А.М. Применение присадок в топливах для автомобилей.- М.:
Химия, 2000. – 232 с.
5. Оригинальные статьи в журналах «Нефтехимия», «Химия и технология
топлив и масел»,
«Энергетика и промышленность в России»,
«Нефтепереработка и нефтехимия», «Oil and gas journal», «Applied
catalysis», «Journal of catalysis» и др.
8. Вопросы для контроля
1. Каково состояние нефтяных ресурсов в мире и РФ?
2. Почему возникла проблема создания альтернативных топлив?
3. Охарактеризуйте и приведите классификацию альтернативных
энергоресурсов.
4. Как влияют на окружающую среду органические виды топлив?
5. Назовите основные источники альтернативных моторных топлив?
6. Какие проблемы использования сжатого природного газа и сжиженных
нефтяных газов существуют?
7. В чем заключается преимущество использования в качестве моторных
топлив спиртов и эфиров?
8. Сырье и технологическая база получения спиртов и оксигенатов.
9. Как получаются и где применяются полимербензины?
10. Охарактеризуйте биоэнергетические ресурсы. Приведите классификацию
и сравните основные биоэнергетические сырьевые ресурсы.
11. Что такое биодизельное топливо? Основные преимущества и недостатки.
12. Электромобили и автомобили солнечной энергии.
13. Состояние проблемы и возможные перспективы водородной энергетики.
14. Охарактеризуйте современное экономическое и экологическое состояние
традиционных способов получения тепловой и электрической энергии.
15. Какие нетрадиционные возобновляемые виды энергии вы знаете?
6
16. Дайте сравнительную характеристику основным видам возобновляемой
энергии.
17. Вторичные энергоресурсы их классификация.
18. В чем заключаются экологические последствия применения
альтернативных топлив?
9. Критерии оценок
Зачтено
Незачтено
Полностью прослушан и освоен курс, сдан коллоквиум по
основным разделам дисциплины в соответствии с учебным
планом
Не прослушан и не освоен курс, не сдан коллоквиум по
основным разделам дисциплины
9. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки – выполнение
курсовой работы не предусмотрено учебным планом
Автор программы,
Доцент, к.х.н.
__________
Колякина Е.В.
Программа рассмотрена на заседании кафедры 11 октября 2007 г.
(протокол № 51).
Заведующий кафедрой химии нефти (нефтехимического синтеза)
член-корреспондент РАН, профессор ________ Гришин Д.Ф.
7