,m,m,m,

Энергетика и
окружающая среда
Energiatootmine ja
keskkonnakaitse
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление



Топливо – горючие вещества, основной
составной частью которых является углерод, и
которые применяются с целью получения
тепловой энергии , выделяемой при их сжигинии
Природное топливо: нефть, уголь, природный
газ, горючие сланцы, торф, древесина
Искусственное топливо: кокс, моторные
топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и
др.), мазут, генераторный газ, коксовый газ и др.
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление

Топливно-энергетические ресурсы – запасы
топлива и энергии в природе, которые при
современном уровне техники могут быть
практически использованы человеком для
производства материальных благ

Различные виды топлива: нефть, каменный и бурый угли,
природный газ, горючие сланцы, торф, древесина
Энергия падающей воды, энергия приливов, энергия ветра
Атомная энергия
Солнечная энергия



Традиционные источники энергии:
запасы и потребление

Энергетика – отрасль экономики,
включающая в себя добычу,
переработку, транспортировку и
использование различных видов
топливно-энергетических ресурсов
(т.е. топливные отрасли и
электроэнергетику)
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Почти все виды энергии на Земле
имеют один первоначальный
источник: энергию Солнца
 Виды энергии, непосредственно не
связанные с солнечной радиацией:
ядерная энергия, энергия приливов и
отливов, энергия течений,
внутреннее тепло Земли

Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Сравнение производимой человеком
энергии с солнечной энергией
Солнечная энергия,
падающая на Землю
1,8•10(17) Вт
Солнечная энергия,
достигающая Земли
1,3•10(17) Вт
Производство энергии
(1994 г.)
1,2•10(13) Вт
Производство энергии
(прогноз 2050 г.)
(2,5–3,0)•10(13) Вт
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Доиндустриальный период: основной
источник энергии – растительная
биомасса (древесина)
6СО2 + 6Н2О <=> С6Н12О6 + 6О2
 Индустриальный период: основной
источник энергии – фоссильное
(ископаемое) топливо
С + О2 => СО2 + 394 кДж/моль

Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
N
E, ТВт
Млрд чел
10
20
Е
10
5
N
N – рост численности населения в мире
Е – рост валовой мощности мирового
потребления энергии
Е/N
0
1900
3,0 ТУТ/год на чел. – норма для
комфортного проживания
1,1 ТУТ/год на чел. – среднее
потребление энергии в
развивающихся странах
8,0 ТУТ/год на чел. – среднее
потребление энергии в Западной
Европе
11,0 ТУТ/год на чел. – среднее
потребление энергии в США
годы
2000
E/N – энергопотребление на душу населения
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Невозобновляемые энергетические
ресурсы:
 фоссильные топлива: нефть, природный
газ, уголь, горючие сланцы
 ядерное топливо – материалы, которые
могут выделять энергию в процессе
распада и синтеза атомных ядер
 легкие элементы – водород, гелий, литий
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Возобновляемые энергетические ресурсы
– источники энергии, срок восстановления
которых как правило не превышает срок
человеческой жизни:







Энергия биомассы (энергия процесса фотосинтеза)
Гидроэнергия (энергия падающей воды)
Энергия ветра
Солнечная энергия
Энергия приливов и отливов
Энергия волн
Геотермальная энергия
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Мускульная сила
Органические
остатки
2000 г
1972 г
1935 г
1910 г
1500 г
2000 лет
до н.э.
5000000
лет до н.э.
Древесина
Гидроэнергетика
6
29
2 8
15
16
10
Каменный уголь
Ядеоная
энергия
Нефть
26
32
34
34
6 6
Природный газ
18
55
15 3
5
15
63
30
6
3
3
60
70
25
100
Эволюция мировой энергетики: виды используемой энергии,%
5
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Теплотворная способность топлив, МДЖ/т
Нефть
42 000
Природный газ
39 000
Каменный уголь
28 000
Бурый уголь
14 000
Торф
14 000
Древесина
10 000
Горючие сланцы
8 500
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Нефть
 Наиболее важный и экономически
эффективный вид топливного сырья
 При переработке получают синтетические
топлива и химическое сырье
 Главная составляющая – углеводороды
(парафиновые, нафтеновые и
ароматические)
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление




Природный газ
Экологически самый чистый
энергоисточник
Основной компонент – метан СН4
Каменный уголь
Самый крупный источник углеводородов
на Земле
Может быть использовани для получения
синтетического топлива
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Уран
 Главные минералы-уранит и урановая
смолка UO2
 Ведущие сырьевые страны (1998 г.):







Австралия
Канада
ЮАР
Бразилия
Намибия
США
Остальные
615 тыс.т
430 тыс.т
325 тыс.т
180 тыс.т
165 тыс.т
105 тыс.т
660 тыс.т
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Три пути использования фоссильного
топлива:



Сжигание ископаемого топлива с целью получения
тепловой энергии
Сжигание ископаемого топлива с целью преобразования
заключенной в топливе энергии в работу для приведения в
движение различного оборудования, а также транспортных
средств
Сжигание ископаемого топлива с целью преобразования
высвобождающейся при этом тепловой энергии в
электрическую
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
Причины, по которым практикуется
преобразование различных форм энергии
в электрическую:
 В ряде случаев просто невозможно
эффективно использовать энергию, не
превратив ее в электрическую
 Электрическую энергию можно передавать
на значительные расстояния
Традиционные источники энергии:
запасы и потребление
К.П.Д. современных электростанций
Работающих на фоссильном топливе – до 40%
 Атомных электростанций – 30-32%
 Гидроэлектростанций – 60-70%
 Ветроустановок – 50%
 Солнечных электростанций – 13-30%
 Геотермальных электростанций – 22%

Возобновимые источники энергии:






Доля возобновимых источников энергии в
мировом балансе электроэнергетики:
Европа
7%
Азия
6%
Америка
12%
Африка
6%
Океания
10%
Мир в целом 8%
Возобновимые источники энергии:
Причины, вынуждающие человечество искать
альтернативные (возобновляемые) источники
энергии:
Ограниченность
Ухудшение
запасов ископаемых топлив
качества окружающей среды и состояния
здоровья
Повышение
Новые
Рост
концентрации СО2 в атмосфере
акценты в экономическом секторе
цен на ископаемые топлива
Ненадежность
Устойчивое
поставок топлива
развитие энергетики
Биоэнергетические ресурсы
Биомасса – термин, объединяющий все
органические вещества растительного и
животного происхождения
 Продукт биосинтеза
 Первичная биомасса – древесина
 Вторичная биомасса – отходы (солома,
ботва, опилки, щепа, навоз, птичий помет
и др.)

Биоэнергетические ресурсы
Биодизель
 Биоэтанол
 Биогаз
 Свалочный газ

Биоэнергетические ресурсы
«Зеленая энергия» – это энергия,
произведенная безопасным для
окружающей среды способом из
ветра, воды, биомассы, а также
солнечная энергия, геотермальная
энергия
 Миссия «зеленой энергии» - сберечь
окружающую природную среду

Энергосбережение
Возможности экономии энергии
имеются:
 При ее производстве
 При распределении
 При потреблении
Выводы





Благополучие человека, живущего в современном
обществе, основано на потреблении относительно дешевой
энергии
Предполагается, что потребление энергии будет расти
быстрее, чем население планеты
Свыше 80% используемой человечеством энергии
производится при сжигании ископаемых топлив
Требуется радикальная перестройка нынешней
энергетической системы, основанной на сжигании
фоссильных топлив, на систему, использующую другие
экологически чистые и возобновляемые источники энергии
Новая энергетическая система будет использовать
комбинацию различных источников энергии