Контрольная работа по "Экология"

Исследования  в области управляемого термоядерного  синтеза ведутся в двух основных направлениях. Одно из них – удержание  плазмы магнитным полем, как бы в  магнитной бутылке. Второе (метод  инерционного удержания плазмы) –  очень быстрое нагревание лучом  мощного лазера дейтерий-тритиевой  крупинки (таблетки), вызывающее реакцию  термоядерного синтеза в форме  управляемого взрыва.

Энергия ядер дейтерия, содержащихся в 1 м³ воды, равна примерно 3ґ1012 Дж. Иначе говоря, 1 м³ морской воды в принципе может дать столько же энергии, как и 200 т нефти-сырца. Таким образом, мировой океан представляет собой практически неограниченный источник энергии.

В настоящее  время ни методом магнитного, ни методом инерционного удержания  плазмы еще не удалось создать  условия, необходимые для термоядерного  синтеза. Хотя наука неуклонно движется по пути все более глубокого понимания  основных принципов реализации обоих  методов, пока нет оснований полагать, что термоядерный синтез начнет давать реальный вклад в энергетику ранее 2012.

В последнее  время исследуется ряд альтернативных источников энергии. Наиболее перспективным  из них представляется солнечная  энергия.

Солнечная энергия. У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и  она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования  Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование  не влечет за собой нежелательных  экологических последствий.

Однако  использованию солнечной энергии  мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она  неконтролируемо рассеивается. Чтобы  получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности  большой площади. Кроме того, возникает  проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная  погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы, и их экономическая рентабельность не доказана.

Можно указать  три основных направления использования  солнечной энергии: для отопления (в том числе горячего водоснабжения) и кондиционирования воздуха, для  прямого преобразования в электроэнергию посредством солнечных фотоэлектрических  преобразователей и для крупномасштабного  производства электроэнергии на основе теплового цикла.

Геотермальная энергия, т.е. теплота недр Земли, уже  используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой  Зеландии. Земная кора толщиной 32–35 км значительно тоньше лежащего под  ней слоя – мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно-жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие породы могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку кипения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит. Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены, если изыскания не показывают наличия значительных залежей горячей породы или возможности бурения скважин до мантии. Существенного вклада этого ресурса в энергетику можно ожидать только в локальных географических зонах.

Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире. Норвегия, где  электроэнергии на душу населения больше, чем где-либо еще, живет почти  исключительно гидроэнергией.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) используется потенциальная  энергия воды, накапливаемой с  помощью плотин. У основания плотины  расположены гидротурбины, приводимые во вращение водой (которая подводится к ним под нормальным давлением) и вращающие роторы генераторов  электрического тока.

Существуют  очень крупные ГЭС. Широко известны две большие ГЭС в России: Красноярская (6000 МВт) и Братская (4100 МВт). Самая  крупная ГЭС в США – Грэнд-Кули полной мощностью 6480 МВт.

Гидроэнергия  – один из самых дешевых и самых  чистых энергоресурсов. Он возобновляем в том смысле, что водохранилища  пополняются приточной речной и  дождевой водой. Остается под вопросом целесообразность строительства ГЭС  на равнинах.

Приливная энергетика. Существуют приливные электростанции, в которых используется перепад  уровней воды, образующийся во время  прилива и отлива. Для этого  отделяют прибрежный бассейн невысокой  плотиной, которая задерживает приливную  воду при отливе. Затем воду выпускают, и она вращает гидротурбины.Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергетическую ситуацию.[3, 120]

Ветроэнергетика. Исследования, проведенные Национальной научной организацией США и НАСА, показали, что в США значительные количества ветроэнергии можно получать в районе Великих озер, на Восточном побережье и особенно на цепочке Алеутских островов. Максимальная расчетная мощность ветровых электростанций в этих областях может обеспечить 12% потребности США в электроэнергии. Крупнейшие ветроэлектростанции США расположены под Голдендейлом в штате Вашингтон, где каждый из трех генераторов (установленных на башнях высотой 60 м, с диаметром ветрового колеса, равным 90 м) дает 2,5 МВт электроэнергии. Проектируются системы на 4,0 МВт.

Твердые отходы и биомасса. Примерно половину твердых отходов составляет вода. Легко собрать можно лишь 15% мусора. Самое большее, что могут дать твердые отходы, – это энергию, соответствующую примерно 3% потребляемой нефти и 6% природного газа. Следовательно, без радикальных улучшений в  организации сбора твердых отходов  они вряд ли дадут большой вклад  в производство электроэнергии.

На биомассу – древесину и органические отходы – приходится около 14% полного потребления  энергии в мире. Биомасса – обычное  бытовое топливо во многих развивающихся  странах.

Были  предложения выращивать растения (в  том числе и лес) как источник энергии. Быстрорастущие водяные растения способны давать до 190 т сухого продукта с гектара в год. Такие продукты можно сжигать в качестве топлива  или пускать на перегонку для  получения жидких или газообразных углеводородов. В Бразилии сахарный тростник был применен для производства спиртовых топлив, заменяющих бензин. Их стоимость ненамного превышает  стоимость обычных ископаемых энергоносителей. При правильном ведении хозяйства  такой энергоресурс может быть восполняемым. Необходимы дополнительные исследования, особенно быстрорастущих культур и  их рентабельности с учетом затрат на сбор, транспортировку и размельчение. Топливные элементы. Топливные элементы как преобразователи химической энергии топлива в электроэнергию характеризуются более высоким  КПД, нежели теплоэнергетические устройства, основанные на сжигании. Если КПД типичной электростанции, сжигающей топливо, не превышает примерно 40%, то КПД  топливного элемента может достигать 85%. Правда, пока что топливные элементы относятся к дорогостоящим источникам электроэнергии.

 

Одновременно для природных  ресурсов России во многих случаях  характерны, с одной стороны, слабая задействованность в хозяйственном использовании, а с другой сложность и высокий уровень затрат по их освоению. Количество видов минерального сырья, разведанных на ее территории, практически не имеет аналогов в мире. В долгосрочной перспективе все большее значение должны иметь прогнозные запасы, наличие которых также весьма велико (в первую очередь, газа и нефти в шельфовой зоне). Активное участие в изучении и освоении ресурсов Мирового океана в условиях продуманной политики может еще более упрочить позиции России в мировом природно-ресурсном потенциале, укрепить ее геополитическое влияние в сообществе стран мира.

Энергетические  ресурсы России играют ключевую роль в ее собственном социально-экономическом  развитии и очень важны для  мировых рынков. Это в очередной  раз подтверждено в обновленном  аналитическом докладе по России, подготовленном информационным управлением  министерства энергетики США. Авторы документа  напоминают, что Россия располагает  крупнейшими в мире запасами природного газа. По запасам угля она стоит  на втором месте в мире, нефти  — на восьмом. При этом она является крупнейшим в мире экспортером газа и вторым по величине экспортером  нефти, занимает третье место в мире по потреблению энергоресурсов. От экспорта углеводородов во многом зависит  экономический рост в России, по темпам которого она, как отмечается в докладе, опережала в 2004 году все  остальные страны «большой восьмерки». Иллюстрируя зависимость российской экономики от конъюнктуры на мировых  энергетических рынках, американские специалисты указывают, что изменение  цены на нефть на 1 доллар за баррель  влечет за собой соответствующее  изменение российских доходов на 1,4 млрд. долларов. Вместе с тем они  напоминают, что в России создан стабилизационный фонд, который призван  смягчать рыночные потрясения и величина которого к концу 2005 года достигла 52 млрд. долларов, т.е. примерно 7% ВВП страны. Авторы отчета считают, что с дальнейшим ростом этого фонда «может стать более вероятным его использование для решения социальных проблем или приобретения иных активов за пределами России».[7, 321]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованных источников

 

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учебник. М.:Юнити-Дана,2007.496с.

2. Голицын А.Н. Основы промышленной экологии: учебник. М.:Академия,2006.240с.

3. Жукова Л.И., Цветкова Л.И., Алексеев М.И. Экология: учебник. М.: Химиздат,2006.552с.

4. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: учебник. М.:Высшая Школа, 2006.273с.

5. Медведев  В.Т. Инженерная экология: учебник.М.:Гардарики,2005.688с.

6. Смуров  А.В. Экология России: учебник.М.:Академия,2011.352с.

7. Шилов И.А. Экология: учебник.М.:Юрайт, 2012.512с.