Екологічна характеристика джерел енергії

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

енергія сонце вітер геотермальний

на тему: «Екологічна характеристика джерел енергії»

З давніх давен пошук їжі і джерел енергії визначав діяльність людини. Деревина, вітер і вода довгий час були єдиними енергоносіями. З перетворенням енергії води й інших видів енергії в електричний струм почався бурхливий розвиток техніки. Дешева нафта забезпечила після 1945 року непередбачений переможний хід автомобіля. Однак зростання цін на енергоносії і різке збільшення чисельності населення Землі з'явилися застереженням про наявність границь росту енергоспоживання.

Мінімум енергії, необхідний для підтримки життєдіяльності людини (в первісному і сучасному світі), дорівнює 12,6 МДж на день або 4,184103 МДж на рік, що еквівалентно енергії, яка виділяється при спалюванні 125 кг нафти. У зв'язку з підвищенням вимог людей до комфорту на початку XX століття споживання енергії перевищило біологічно необхідний рівень у 5,5 рази, у 1980 р. - у 13,3 рази, а на початку XXI століття 23-25 разів.

У середньому 1 людина за рік споживає енергії 2,2 т у.п. (тонн умовного палива), у той час як у США споживання енергію дорівнює 12, у Німеччині - 6, а в країнах Африки 0,1 т у.п., що на 40% менше мінімуму енергії для підтримки життєдіяльності людини.

Чисельність населення Землі швидко зростає. У 1700 році на планеті проживало 600 млн. людей, до 1850 року число мешканців збільшилося до 1,2 млрд., до 1950 року - до 2,5, а до середини 1987 року - до 5,0 млрд. людей, у другій половині 1999 р. - до 6,0 млрд. чоловік. Таким чином, для першого подвоєння числа землян треба було 150 років, другого - 100, а третього - менш 37 років.

Темпи приросту використання напівгеоенергетичних ресурсів складає 3-4% в рік. Приріст у 4% означає збільшення їх кількості за 30 років в 3 рази, а за 100 років - в 50 раз.

У зв'язку з життєвими потребами і ростом споживчого попиту населення, навантаження на природу стає настільки великим, що варто очікувати порушення енергетичного балансу планети, очевидно, що земні ресурси зможуть забезпечити зростаючі потреби тільки протягом обмеженого терміну.

Сьогодні на Землі щорічно споживається понад 10 млрд. т нафтового еквівалента (н.е.) енергії. Міжнародна енергетична асоціація у 1996 році підготувала прогноз розвитку світової енергетики до 2010 року, у якому розглянуто два варіанти.

За першим варіантом світова потреба в енергії до 2010 року зросте на 34% чи до 10,9 млрд. т н.е. За другим - зростання складе 46% (до 11,8 млрд. т н.е.).

Зростання попиту на 90% буде покриватися за рахунок спалювання палива. При цьому в неіндустріальних країнах збільшення енергоспоживання складе 92-102%, у розвинутих країнах 15-26%, а в країнах Східної Європи на 0-14%, причому відсутність приросту споживання енергії передбачено у варіанті підвищення енергозбереження. Слід зазначити, що питоме енергоспоживання на одиницю виробленої продукції в країнах Східної Європи, у тому числі й в Україні, у 15 разів більше, ніж у Японії, у 10 разів вище, ніж у Франції й у 5-6 разів вище, ніж у США. На 1 долар США продукції в Японії витрачається 0,13, у Франції - 0,19, у Південній Кореї - 0,31, США - 0,35 кг н.е., а в країнах Східної Європи - 1,9-2,2 кг н.е. Це свідчить про значні можливості нашої країни в області енергозбереження.

Енергоносії прийнято поділяти на відновлювальні і невідновлювальні. До першої групи відносять:

сонячну енергію;

енергію вітру;

енергію води;

біомасу (деревина, сміття, і ін.);

тепло морів;

енергію припливу;

тепло Землі.

До другої групи відносять:

кам'яне і буре вугілля;

торф;

нафту;

природний газ;

ядерну енергію.

Відновлювальні джерела енергії залежать від сонячної енергії. На сьогодні у зв'язку з великою амплітудою їхніх коливань у часі, малою просторовою густиною енергії, низьким коефіцієнтом корисної дії і великої матеріалоємності розроблених установок вони використовуються дуже мало. Їхня частка в енергетичному балансі різних країн складає від одного до декількох відсотків. Так у Німеччині частка цих джерел енергії складає 2,4%, в Україні - 5-6%. У США частка поновлюваних джерел енергії у виробництві електроенергії склала в 1996 році 13%, однак, згідно з прогнозом Міністерства енергетики США у 2020 року вона знизиться до 9%.

Сонячна енергія є джерелом енергії вітру, води, тепла морів, біомаси, а також причиною утворення протягом тисячоріч торфу, бурого і кам'яного вугілля, нафти і природного газу, однак це енергія опосередкована, накопичена протягом тисяч і мільйонів років. Енергія сонця може бути використана і безпосередньо, як джерело електроенергії і тепла. Для цього потрібно створити пристрої, які концентрують енергію сонця на малих площах і в малих об'ємах. На даний момент часу працюють нагрівальні пристрої, що акумулюють енергію сонця, а також дослідні зразки електродвигунів і автомобілів, що використовують енергію сонця.

Сонячна енергія, як вважають, до кінця сторіччя може скласти не більш 1% від загальної кількості використовуваної енергії. Ще в 1870 році в Чилі було побудовано сонячний опріснювач морської води, що виробляв до 30 т прісної води на добу і працював понад 40 років. Завдяки застосуванню гетеропереходів коефіцієнт корисної дії сонячних батарей уже досягає 25%. Налагоджено виробництво сонячних батарей у виді довгої полікристалічної кремнієвої стрічки, що має ККД понад 10%.

Енергія вітру використовується людством віддавна. Вітряні млини використовувалися для помолу зерна ще у середньовіччі, а в останні роки енергія вітру усе більш широко використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дують часті і сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене їхнє серійне виробництво.

В Україні діють чотири вітроелектростанції (ВЕС), оснащені власними вітроагрегатами, загальною потужністю біля 20 Мвт. у 1998-1999 роках вступили до ладу 3 нові ВЕС, вартість електроенергії на яких нижче, ніж на раніше побудованих.

Процес будівництва української вітроенергетики почався у 1996 році, коли була запроектована Новоазовська ВЕС проектною потужністю 50 МВт. Зараз працює 134 турбіни з 3500 запроектованих, та закладено біля 100 фундаментів під турбіни потужністю 100 кВт кожна. Фактична потужність станції 14,5 МВт при штаті 34 чоловіка. Приблизно такий же штат співробітників буде на ВЕС, коли вона досягне проектної потужності. На Південмаші у Дніпропетровську будують турбіну потужністю 1,0 МВт, яка буде встановлена на Новоазовській ВЕС.

Німеччина є лідером у світі по використанню енергії вітру. За перші 6 місяців 2001 року в ФРН було збудовано 673 нових вітрових електричних установок. Тепер загальна кількість "вітряків" у Німеччині складає понад 10 тисяч, а їх загальна сукупна потужність досягла 6900 МВт. У Нижній Саксонії працює біля 2000 таких установок, які виробляють близько восьми відсотків електроенергії.

Розроблено проект і у 2004-2005 роках почнеться будівництво чотирьох промислових вітрових парків у Балтійському морі і десять у Північному. Перші експериментальні станції з'являться в морі на насипних островах у 2003 році. До 2010 року частка екологічно чистої енергії в енергетичному балансі Німеччини може зрости до 10 відсотків.

В Данії біля чверті електроенергії отримують на ВЕС, в Україні - біля відсотка.

Енергія води, як і енергія вітру, використовується людьми з давніх давен, як джерело механічної енергії, а починаючи з XX ст. і як джерело електроенергії. У світі побудована велика кількість гідроелектростанцій, які виробляють до 5% електроенергії, причому в деяких країнах частка електрики, виробленої на гідроелектростанціях, значно вища. В Україні на Дніпрі побудовано каскад з 6 гідроелектростанцій. Слід зазначити, що в останні роки будівництво гідроелектростанцій у світі значно скорочено, внаслідок відсутності сприятливих умов.

Щорічно приріст біомаси у світі оцінюється в 200 млрд. т, в перерахунку на суху речовину, що енергетично еквівалентно 80 млрд. т нафти. Одним із джерел біомаси є ліси. При переробці ділової деревини 3-4 млрд. т складають відходи, енергетичний еквівалент яких складає 1,1-1,2 млрд. т нафти. Світова потреба в енергії (11 млрд. т у.п.) складає тільки 12% енергії щорічного світового приросту біомаси. Частка і кількість біомаси, використовуваної для одержання енергії, постійно знижується, що можна пояснити порівняно низькою теплотою згоряння біомаси, унаслідок високого вмісту в ній води.

Усе більше поширення як 8-20% добавка до звичайних бензинів для підвищення октанового числа одержує паливний етанол і в деяких випадках гідролізний спирт. Сировиною для одержання етанолу служать різні продукти природного біосинтезу. У Канаді для цього використовується зерно кукурудзи, з 1 т якої одержують 400 л етанолу і високопротеїновий корм для худоби. У Бразилії спирт одержують з особливого сорту тростини. Досвід використання етанолу як добавки до бензину є і в Україні.

Певне застосування в енергетиці можуть знайти сільськогосподарські відходи, такі як солома, відходи життєдіяльності тварин і птахів.

Лідером у використанні соломи як палива є Данія, у якій побудовано 8000 фермерських установок потужністю 0,1-1,0 Мвт, 62 теплові станції потужністю 1-10 Мвт і 9 комбінованих теплоелектростанцій. Крім Данії солому використовують Австрія, Швеція, Фінляндія і Франція. В Україні потенціал використання соломи складає 4,3 млн. т у.п. на рік (близько 2% витрат палива), однак її застосування вимагає значних капіталовкладень.

Біогаз, одержуваний з відходів життєдіяльності тварин і птахів, може замінити в Україні 6 млрд. м³ природного газу, однак для його одержання необхідні значні інвестиції, строк окупності яких складає 4-5 роки. Китай проектує через кілька років довести виробництво біогазу до 100-120 млрд. м³.

Одним з перспективних джерел енергії є звалочний газ, що утворюється в результаті розкладання органічної частини твердих побутових відходів в анаеробних умовах, що виникають невдовзі після їхнього санітарного поховання. Тільки в містах утворюється 400-450 млн. т твердих побутових відходів на рік. Вихід газу з теплотою згоряння 17-20 МДж/м³ складає 100 м³ з 1 т твердих побутових відходів протягом 20 років зі швидкістю 5 м³/т у рік. Потенціал звалочного газу в країнах Європейського Союзу наближається до 9 млрд. м³/рік, у США - 13 млрд. м³/рік, в Україні - близько 1 млрд. м³ на рік.

Тепло морів і енергія припливів практично не використовуються як джерела енергії, унаслідок їх низького питомого енергетичного потенціалу (малого перепаду температури води, малої амплітуди і значного часу протікання припливів і відливів). У світі побудовано кілька дослідних приливних електростанцій у зонах з максимальними висотами припливів, однак, їхнє промислове будівництво найближчим часом не намічається. Великий обсяг проведених у світі досліджень по розробці способів концентрації низьких енергій дозволяє сподіватися на використання в майбутньому цих колосальних джерел енергії.

Геотермальна енергія (природне тепло Землі), акумульована в перших десятьох кілометрах Земної кори, по оцінці МРЕК-XI досягає 137 трлн. т у.п., що в 10 разів перевищує геологічні ресурси усіх видів палива разом узятих.

Найкращі економічні показники використання з усіх видів геотермальної енергії мають гідрогеотермальні ресурси - термальні води, пароводяні суміші і природна пара.

Гідрогеотермальні ресурси, використовувані на сьогодні практично, складають лише 1% від загального теплового запасу надр. Досвід показав, що перспективними в цьому відношенні варто вважати райони, у яких наростання температури з глибиною відбувається досить інтенсивно, колекторські властивості гірських порід дозволяють одержувати з тріщин значні кількості нагрітої води чи пари, а склад мінеральної частини термальних вод не створює додаткових труднощів по боротьбі із солевідкладеннями і кородуванням устаткування.

Аналіз економічної доцільності широкого використання термальних вод показує, що їх варто застосовувати для опалення і гарячого водопостачання комунально-побутових, сільськогосподарських і промислових підприємств, використовувати для технологічних цілей, добування цінних хімічних компонентів і ін. Гідрогеотермальні ресурси, придатні для одержання електроенергії, складають 4% від загальних прогнозних запасів, тому їхнє використання в майбутньому варто пов'язувати з теплопостачанням і теплофікацією місцевих об'єктів.

В Україні прогнозні експлуатаційні ресурси термальних вод за запасами тепла еквівалентні використанню близько 10 млн. т у.п. на рік.

Серед перспективних районів для пошуків і розвідки геотермальних ресурсів знаходиться Донецький басейн.

Значні масштаби розвитку геотермальної енергетики в майбутньому можливі лише при одержанні теплової енергії безпосередньо з гірських порід (петрогеотермальної енергії). У цьому випадку теплоносій визначеного потенціалу утворюється у результаті теплообміну води, що нагнітається при контакті у тріщині, з високотемпературними гірськими породами в зоні природної чи штучно створеної проникності з наступним виведенням теплоносія на поверхню.

Мінімальна, технологічно прийнятна для виробництва електроенергії при існуючих технічних можливостях температура гірських порід складає 150⁰С. Така температура гірських порід у межах України зафіксована на глибинах 3-10 км (у Донбасі - 4-6 км).

Відповідно до проведеної оцінки геологічні ресурси геотермальної енергії найбільш перспективних в Україні площ в інтервалі глибин 3-10 км складають близько 15 трлн. т у.п. до 7 км - 3 трлн. т у.п. У Днепровсько-Донецькій западині і Донбасі прогнозні ресурси петрогеотермальної енергії в інтервалі глибин 4-10 км складають 9 трлн. т у.п., у тому числі до 7 км - 1,9 трлн. т у.п. Щільність ресурсів на технологічно доступних глибинах 4-5 км складає близько 7 млн. т у.п./км.

Гідротермальні родовища використовуються у ряді країн для вироблення електроенергії. Перше місце по виробленню електроенергії з гарячих гідротермальних джерел займає США. У Долині Великих Гейзерів (штат Каліфорнія) на площі 52 км2 діє 15 установок, потужністю понад 900 Мвт.

"Країна льодовиків", так називають Ісландію, ефективно використовує гідротермальну енергію своїх надр. Тут відомо понад 700 термальних джерел, що виходять на земну поверхню. Близько 60% населення користується геотермальними водами для обігріву житлових приміщень, а в найближчому майбутньому планується довести це число до 80%. При середній температурі води 87^оС річне споживання енергії гарячої води складає 15 млн. ГДж, що рівноцінно економії 500 тис. т кам'яного вугілля на рік. Крім того, ісландські теплиці, у яких вирощують овочі, фрукти, квіти і навіть банани, споживають річно до 150 тис. м³ гарячої води, тобто понад 1,5 млн. ГДж теплової енергії.

Горючі копалини, що складають основну масу непоновлюваних джерел енергії, є сьогодні предметом подальшого детального вивчення. Серед непоновлюваних джерел енергії ядерна є "наймолодшою". Її використання було почато в 50-і роки XX сторіччя, однак уже зараз вона відіграє істотну роль у забезпеченні електроенергією провідних країн світу. У електроенергетиці України генеруюча потужність атомних електростанцій (АЕС) складає 24,5%. У критичні зимові періоди на частку АЕС припадає понад 40% електроенергії, що виробляється в Україні. Частка виробленої електроенергії АЕС у загальному обсязі отриманої енергії склала в Україні: 1990 р. - 24,5%; 1991 р. - 27,1%; 1992 р. - 28,4%; 1993 р. - 32,9%; 1994 р. - 34,2%. У 1997 році загальне споживання первинних ресурсів в Україні, включаючи атомну і гідроенергетику, а також моторне паливо, склало 209,6 млн. т у.п., у тому числі котельно-грубного палива (вугілля, газ, мазут) 161,5 млн. т у.п. У Франції понад 75% електроенергії виробляється на АЕС, у США - 20%, в Англії і Бельгії - близько 60%, Фінляндії - 27%. Запаси порівняно дешевого урану для АЕС на планеті дорівнюють приблизно 4 млн. т, і вони можуть бути вичерпані як і нафта за 25-30 років. В США працює 103 АЕС, та розробляються плани будівництва не менше 2 АЕС до кінця цього десятиріччя.

По мірі розвитку промисловості й енергетики, а також росту їхньої технічної оснащеності, спочатку тверді горючі копалини, а потім нафта і природний газ ставали основними джерелами теплової енергії й вуглеводневої хімічної сировини. У сучасних умовах і за прогнозом до кінця 2010 року основним джерелом енергії буде хімічна енергія горючих копалин, і в меншій мірі - ядерна енергія АЕС.

Світове виробництво і споживання енергоносіїв перевищило 11,1 млрд. т у.п., причому понад 3,8 млрд. т у.п. складає вугілля, 4.5 млрд. т у.п. - нафта. Згідно з існуючими прогнозами до 2010 року видобуток вугілля досягне 6.0 млрд. т, а видобуток нафти і газу залишиться на досягнутому рівні.

Вугілля є єдиним енергоносієм, розвідані запаси якого можуть забезпечити потреби енергетики і промисловості України у найближчі 300 років. При цьому, якщо в структурі світових запасів палива вугілля складає 67%, нафта - 18% і газ - 15%, то в Україні відповідно - 94,5%, 2% і 3,6%.

У 1976 році обсяг видобутку вугілля дорівнював 218 млн. т, 1978 р. - 210,8, 1985 р. -189, 1988 - 192, 1990 - 164,8, 1995 - 82,3, 1996 - 71, 6, 1997 - 75,7, 1998 - 76,2, 1999 - 80, 2000 - 80,3, 2001 - 84 млн. т.

Вугілля, що добувається в Україні, відрізняється низькою якістю: висока зольність, високий вміст сірки, натрію і хлору.

Продуктивність праці у вугільній промисловості України в 2 рази нижче, ніж у Польщі і Німеччині у 15 разів нижче, ніж у США. При досить схожих геологічних умовах видобутку на одного працюючого в Україні (при семиденному робочому тижні) у 1998 році вона склала 158 т і 270 т у 2001 році, а в Західній Європі - понад 500 т (при шестиденному робочому тижні). У вуглепромисловому районі Пенсільванія (США) продуктивність праці складає біля 500 т в місяць.

У Німеччині в результаті реструктуризації за останні 30 років обсяг виробництва кам'яного вугілля знизився з 140 до 65 млн. т на рік. Кількість працюючих скоротилося з 400 до 90 тис. чоловік, число шахт із 139 до 17, продуктивність праці виросла вдвічі. Однак витрати на видобуток 1 т вугілля складають 150 доларів, що більш, ніж у 3 рази вище вартості імпортованого вугілля. За останні десятиліття припинили видобуток вугілля Нідерланди, Данія, Бельгія, Італія.

У Франції за той же час видобуток вугілля знизився з 50 до 10 млн. т на рік, кількість працюючих скоротилося з 320 до 6 тис. чол., продуктивність праці виросла з 160 до 1300 т на рік. Незважаючи на це, витрати на видобуток вугілля досягають 160 доларів за 1 тонну.

У сучасній енергетиці Китаю на частку вугілля припадає 73,4%, 22,2% - гідроенергетика, а нафта і природний газ складають лише 4,4%.

Встановлена потужність об'єднаної енергосистеми України складає 52,3 млн. кВт. Її структура така:

ТЕС - 31,8 млн. кВт (61%)

АЕС - 12,8 млн. кВт (24%)

ГЕС - 4,7 млн. кВт (9%)

інші - 3,0 млн. кВт (6%).

Основу ТЕС на кінець 2004 р. складали 104 енергоблоки потужністю 150-800 МВт, на яких у структурі паливного балансу на природний газ припадало 47,8%, мазут - 20,8% і вугілля - 31,4%.

Переважна кількість енергоблоків фізично і морально застаріли. 63 блоки загальною потужністю 14,6 млн. кВт введено в експлуатацію в 1958-1969 роках і відпрацювали по 190-250 тисяч годин, а 23 блоки загальною потужністю 6,5 млн. кВт, побудовані у 1970-1975 роках, відпрацювали по 170-200 тисяч годин.

Україна використовує до 100 млрд. м³ природного газу, Франція - 35, в той час як остання виробляє в 5 разів більше товарної продукції.

Газом Україна в майбутньому може забезпечити себе самостійно. Розвідка покладів природного газу ведеться в Чорному морі, в Полтавській, Чернігівській і Харківській областях, у Карпатському регіоні. На дні Чорного моря винайдено поклади газогідратів (20-25 трлн. м³).

Вугільні поклади Донбасу і Львівсько-Волинського басейнів вміщають біля 1 трлн. м³ метану. Щорічно шахти викидають з повітрям і газом дегазації шахт до 3 млрд. м³ метану. За рахунок газів вугільних родовищ можна отримувати декілька млрд. м³ метану.

По Україні прокладено біля 7000 км магістральних газопроводів, якими передають з Росії в Західну Європу понад 100 млрд. м³ газу на рік. За міжнародними нормами Україна повинна безкоштовно отримувати 15-20 млрд. м³ газу на рік.

В 2003 році Україна використала біля 76 млрд. м³ природного газу при видобуванні свого газу 18 млрд. м³ (23,6%). Природний газ складає біля 45% паливному балансі країни. Доведені запаси природного газу в Україні - 200 млрд. м³, за категоріями А+В+С, - 1 трлн. м³. На 2010 рік заплановано видобути 25-27 млрд. м³.

Об'єм природного газу еквівалентний вартості за транзит в 1999 році склав 30,6 млрд. м³, що за тепловою цінністю відповідає понад 70% всього вугледобутку.

За розрахунками для забезпечення транспорту на перспективу України потрібно до 10 млн. т бензину та дизельного палива, або 25 млн. т сирої нафти, для хімічної промисловості - 10-15 млн. т нафти. Максимальний рівень видобутку 6-8 млн. т, зараз виробляється біля 4 млн. т.

Для виробництва моторного палива Україна може використовувати коксовий газ, при утилізації якого можна отримати декілька мільйонів тонн моторного палива. Тільки на Авдіївському коксохімічному заводі за рахунок утилізації коксового газу можна виробляти 350 тис. т на рік метанолу, або 150 тис. т бензину.

У майбутньому в Україні є можливість переобладнати на стиснений природний газ біля 300 тисяч транспортних одиниць, що дозволить щорічно замінити природним газом 2,4 млн. т рідких моторних палив, що дозволить зменшити їх еквівалентно 3,4 млрд. м³ природного газу, тобто 4,5% від рівня їх використання.

Вчені - енергетики шукають нові джерела енергії і шляхи ефективного забезпечення нею людства, конструюють відповідні системи і намагаються запровадити їх у виробництво:

- традиційна атомна енергетика;

- так званий електроядерний метод (коли сам реактор перебуває у підкритичному стані і нейтрони, необхідні для керованої ланцюгової реакції поділу ядер, вводяться в активну зону за допомогою прискорювача протонів;

- термоядерний синтез;

- використання енергії припливів;

- використання енергії тепла землі (прогнозовані ресурси геотермальних джерел тільки у Закарпатті становлять 239 тис. куб. м за добу, тепловідбір - 492,6 Мвт при температурі води +60^оС і глибині залягання запасів - до 2000 м);

- вакуумна енергетика (компактні генератори енергії, засновані на реалізації вакуумних ефектів, розташованих у місцях використання енергії);

- термомолекулярна енергетика (використання електромагнітної природи сил поверхневого натягу, які діють на великих міжфазових поверхнях) тощо і при цьому не помічають, що у ХХІ столітті, на думку Германа Шеєра, має стати сонячна енергія.

Якщо говорити про один із найбільш загальних для економіки кожної країни показників енергоефективності - енергоємність валового внутрішнього продукту (ВВП), яка визначається як обсяг споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) для задоволення енергетичних виробничих і невиробничих потреб країни на одиницю ВВП, то цей показник, за попередніми даними, становив для економіки України у 2004 році 1,1 кг у.п./грн. Він є у шість-десять разів більшим, ніж для розвинених країн Західної Європи, що лягає важким тягарем на національну економіку, тим більше в умовах її енергодефіцитності.

За ці два роки мало що змінилось. Таким чином, енергозбереження та використання відновлюваних джерел енергії, першоджерелом яких є сонячна енергія, тобто енергії вітру, енергії води, енергії біомаси повинно стати визначальним фактором енергетичної стратегії України на перспективу.

В Україні дослідження в галузі поновлюваних джерел енергії проводяться давно. Ці дослідження перспективні, потрібні людству, їх актуальність весь час зростає. Використання дармової, невичерпної, економічно чистої енергії води, вітру, біомаси на потреби людства є важливим елементом культури сучасних і майбутніх господарників. Розвиток людської цивілізації, з точки зору використання джерел енергії, розділяється на три перехідні фази.

Перша фаза, яка тривала до ХVІІІ сторіччя була дотехнологічна, яку можна назвати сонячною фазою. В цей час використовувалась енергія, джерелом якої було Сонце. Це мускульна енергія, енергія води та вітру.

Друга фаза, яка розпочалася з початком промислової революції і триває дотепер - це фаза коли енергія добувається з викопних матеріалів. Ці джерела енергії обмежені, їх використання супроводжується виділенням отруйних речовин. “Наше суспільство можна назвати викопним суспільством”.

Третьою фазою у використанні джерел енергії має стати сонячна фаза, але вже технологічна сонячна фаза. Сьогодні люди мають змогу користуватися всіма благами цивілізації завдяки тому, що видобувають, викопують, викачують енергоносії із земних надр, за рік спалюючи те, що природа накопичувала мільйони років.

Є така думка багатьох вчених в ХХІ столітті викопні джерела енергії закінчаться, надії, які покладали на ядерну енергію не виправдалися, використання, керованого термоядерного синтезу знаходиться в такому стані, коли дослідники в цій області, чим більше працюють, тим далі вони відсувають строки практичного застосування цього виду енергії. Вакуумна енергія, до якої залучаються вчені у США, Швейцарії, Англії, Японії, знаходиться в започаткованому стані.

Талановитий дослідник сонячно-земних зв'язків О.Л. Чижевський писав: “Безперечно, що головним збудником життєдіяльності Землі є випромінювання Сонця”.

Так, на широтах Ашхабада і Ташкента на квадратний кілометр падає опівдні потік сонячної енергії, рівний потужності Дніпрогесу 1538,2 МВт. Звичайно в Україні сумарна густина сонячної енергії в середньому становить 700 Вт/мІ. Найбільша пряма сонячна енергія в південних областях (Одеській, Миколаївській, Херсонській), на рівні моря досягає 1 кВт/мІ - 0,1 Вт/см².

Найвизначнішим заходом здійсненим в Україні у галузі використання сонячної енергії, є побудова сонячної електростанції в Криму потужністю 5 МВт (СЕС-5).

У Києві розробляється проект освітлення мосту імені Є.О. Патона за допомогою сонячної енергії, який буде втілений у життя після капітального його ремонту.

Зараз у Німеччині загальна потужність вітроенергетичних установок складає близько 11600 МВт (у 2002 році їх потужність зросла на 2600 МВт), що еквівалентно 2,5 блокам колишньої Чорнобильської АЕС. (Сумарна потужність вітрових електричних установок (ВЕУ) сьогодні в Україні наближається до 35 МВт!!!).

Зараз недооцінюють значення енергії біомаси. За його словами, якщо за рік спалюють 8 млрд. т палива, в тому числі 3,5 млрд. т. нафти, то щорічно на земній кулі утворюється біомаса, яка містить 220 млрд. т. сухої речовини. Якщо вирощувати на площі 4-5 млн. кв. км. ліс і використовувати деревину як джерело енергії, то нею можна було б замінити всі викопні енергоносії.

Науковці вважають, що до 2010 р. 5-8% загального споживання первинних енергоносіїв в Україні мають покриватися за рахунок енергії з біомаси (тобто відходів людської і тваринної життєдіяльності).

Щодо перспектив застосування відновлюваних видів енергії в Україні Г. Шеєр підкреслив, що на його думку, навіть Німеччина може в майбутньому перейти на використання виключно відновлюваних видів енергії. А оскільки в Україні площа території більша, а клімат тепліший, то потенціал відновлюваних видів енергії в Україні значно більший.

Размещено на Allbest.ru