Основные направления экологизации экономического развития в российской энергетике

Министерство  образования и науки РФ Казанский    Государственный Энергетический Университет 
 
 
 

РЕФЕРАТ

На  тему: Основные направления экологизации экономического развития в российской энергетике 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка  гр.ЭКП-1-08

 Шарифуллина  А.В.

 
 
 
 
 
 
 
 
2011 г.Казань 

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….3
2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЗАЦИИ  ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ……………………………………….4
3. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ЭНЕРГЕТИКЕ :
1. Ториевая энергетика…………………….………………………………..5
2. Солнечные аэростатные электростанции……………….………………..9
3. Ветровые электростанции………..….…………………….……………12
4. Космические солнечные электростанции………………………………15
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………16
5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………17

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее  время все чаще появляется потребность в смене техногенного типа развития на устойчивое безопасное экономичное  ресурсосберегающее производство всех видов энергии. Во время бурного развивания новых технологий и на стадии быстрого экономического роста правительство часто пренебрегает заботой об экологии в угоду наращивания объемов производства, а также своим личным интересам.  Но разве возможно  решение экономических проблем за счет ухудшения природных факторов? И как заботясь о природных ресурсах не остановить развитие экономики нашей страны? На такие актуальные вопросы постараемся ответить в этом реферате. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЗАЦИИ  ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ 

    В настоящее время в Российской федерации представления об экономике  природопользования являются несколько узкими, так как затрагивают проблему потребления исчерпывания природных ресурсов лишь как процедуры, направленные на решение проблем загрязнения окружающей среды. Но экологическая ситуация такова, что требуется обширный взгляд на природопользование с точки зрения экологизации экономического развития, а именно: необходимо уменьшить на окружающую среду нагрузку.

    Следует бороться не с последствиями загрязнения окружающей среды (очищать загрязненные природные зоны), а устранять недостатки технологического характера, а также предотвращать возможное нанесение вреда природной флоры и фауны. Для этого необходима полная замена идеологического сознания природопользования.

   Одной из самых перспективных направлений  развития, наряду с развитием малоотходных и ресурсосберегающих технологий, является альтернативный вариант – это развитие «неприродных» отраслей и видов деятельности. Прямые природоохранные мероприятия в эпоху развития новых технологий должны стать не решением экологических проблем, а запасным мероприятием вследствие утечки загрязняющих веществ, а также в случае невозможности реконструирования оборудования или неизмененности технологий. Мы говорим об общем перераспределении факторов производства в мировом хозяйстве в пользу ресурсосбережения.

    В Российской Федерации несмотря на ограниченность электроэнергии, лесной продукции происходит структурное перепотребление природных ресурсов. Структурное перепотребление является главным показателем нерациональности использования ресурсов, например, в лесной отрасли оно составляет около 80%.

3. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ЭНЕРГЕТИКЕ

3.1 ТОРИЕВАЯ ЭНЕРГЕТИКА

В преддвериях  надвигающегося экономического кризиса, в связи с все большей ограниченности ресурсов, многие ученые работали над  поиском новых (альтернативных) источников энергии. Параллельно с ними другие исследователи решали проблему нахождения возможностей перехода к инновационным способам производства энергии.

    Совсем  недавно китайское правительство  объявило о начале реализации программы по совершенствованию атомной энергетики. Такая программа была принята на основании успешно проведенных научных исследований по использованию ядерных реакторов  на базе тория. Успех этой программы будет означать о начале новой эры в истории атомных электростанций на основе более экологически чистого и безопасного сырья. Для Китая это будет означать экономию денежных средств на закупке энергии и дорогих видов топлива, а также развитие рыночных отношений по поставке энергии в другие страны. (Электронное издательство www.ProAtom.ru)

       Создателями этого чудо-реактора вовсе не являются ученые Поднебесной. Впервые такая модель получения энергии на базе тория была разработана итальянским физиком - Карлом Руббиа, которого считают «родителем» Большого адронного коллайдера. В 80-х годах он разработал методику, которая позволяет обнаружить,  до этого незафиксированные неуловимые безмассовые частицы Z-бозоны и W-бозоны. За свои достижения ученый-физик был награжден Нобелевской премией в 1984 году.

Принципиальным отличием реактора Руббина является то, что в качестве топлива в нем используется не уран, а другой элемент с похожими физическими энергетическими свойствами - торий. В настоящее время известно, что тория на земле больше чем урана примерно в 3-5 раз.

       Одним из наиболее значительных преимуществ тория является его коэффициент использования, т.к. весь добытый торий может быть практически полностью использован, когда процент урана, добываемого из урановой руды , составляет лишь 0,7%. То есть, в энергетическом расчете 1 тонна тория равноценна 200 тоннам урана или же 3,5 миллионам тоннам каменного угля. Из приведенных данных видно, что торий будет обходиться гораздо дешевле, а его использование экономично.

(Российский сайт ядерного нераспространения Nuclearno)

       С точки зрения экологии необходимо отметить, что отходы от ториевых реакторов составляют менее 1% от отходов, которые остаются от использования урана, а также отсутствует выделения такого загрязнителя, как двуокиси углерода. По сравнению с урановыми отходами,  разлагающиеся лишь по истечению 10 тыс. лет, токсичность ториевых отходов составляет около 200 лет. Еще одним преимуществом является то, что ториевые реакторы устроены таким образом, что в них может сжигаться уже выделенные отходы от урановых реакций.

    Но  необходимо учитывать, что сам по себе торий не обменивается тепловыми нейтронами и, как следствие, он не может служить горючим для электрической станции. Это по большей части является топливным сырьем, которое, с помощью захвата различных ядерных частиц и нейтронов, преобразовывает в эквивалент уранового топлива, только потом который может участвовать в процессе деления и производства электроэнергии.

      Принципиальная схема работы реактора выглядит таким образом: «первоначально в ториевый реактор загружают изотоп 233U (который делится при взаимодействии как с быстрыми, так и с медленными нейтронами), полученный в другом реакторе. В результате захвата ядром изотопа 232Th нейтрона, образующегося при делении 233U, это ядро после двух последовательных b-распадов превращается в ядро 233U, то есть получается вторичное ядерное топливо, который также можно использовать». (Электронное издательство ProAtom)

    Для реконструкции атомного реактора, профессор К. Руббиа в своей работе предложил использование так называемого ускорителя протонов, энергия пучка которого может колебаться в пределах 800 – 1000 ГэВ, который будет проводить обстрел топливного тория, а в качестве теплоносителя будет выступать элемент свинец. Такие высокоэнергоемкие пучки частиц  являются стимулятором реакции, производящей электрическую энергию. Этой энергии достаточно, чтобы ею насыщать ускоритель частиц  и поступления в энергосеть. Если быть точнее, то по расчетам ученого энергетический поток протонов, создавшийся в ускорителе, будет происходить расщепление ядер тория и побуждать их к делению. Схема реактора получила название «субкритического реактора с ускорительной системой». (Российский сайт ядерного нераспространения Nuclearno).

    Положительная особенность тория заключается в том, что в нем отсутствует самоподдерживающееся деление, что позволяет АЭС быть практически безопасной, потому что такая реакция с выделением огромного количества тепла проходит только в процессе обстрела элементов тория протонами. И при выключении протонного ускорителя, происходит мгновенная остановка работы реактора.

    Еще одно преимущество ториевых АЭС заключается в длительном цикле работы ториевого топлива, снижая при этом риск утечки материала, отличается высокой безопасность и отсутствием необходимости обогащения топлива. К тому же размещение ториевых реакторов под землей позволяет обеспечить большую безопасность  и уменьшить площадь поражения. И что является не мало важным на сегодняшний день – это небезопасный, с точки зрения экологии, и дорогостоящий процесс утилизации токсичных радиационных отходов. Тем самым можно определить, что вреда от таких реакторов практически никакого, а пользы – масса. (Электронное издательство ProAtom)

    Но  сразу же возникает вопрос о том, почему это не применяли раньше, ведь эти технологии известны достаточно давно, практически в начале прошлого века. Эксперименты с торием впервые стали осуществляться с участием немецких ученых еще в 30-ые годы бывшего столетия. Но после завершения Второй мировой войны все исследования остались союзным войскам, но которые не использовали. Снова напрашивается вопрос: «почему»?

    Ответ на него был логичным и необходимым  в той политической ситуации, происходящей в мире. Т. к с развитием ядерной энергетики на планете появился новый вид оружия, имевшее колоссальное поражающее действие, - это ядерная бомба, сырьем, для которой является оружейный плутоний, который является конечным продуктом реакции в урановом реакторе. Реактор на основе тория не образует подобных элементов. Совершенно по понятным причинам, ещё в годы Холодной войны, развитие инновационных ториевых технологий оказалось невозможным и финансирование проекта приостановили, потому что другим способом получение необходимого плутония невозможно. В настоящее время, в направлении ториевой атомной энергетики, возобновила свои исследования Индия, в которой находится 32 % мирового запаса тория. Там к сегодняшнему времени уже имеется ториевая АЭС. Также не отстает и Австралия, которая имеет одни из самых больших запасов тория в мире (примерно 300 тысяч тонн), на позиции ниже стоит США с запасом тория около 160 тысяч тонн. Норвежская компания недавно сообщила, что первая ториевая АЭС в Норвегии заработает уже к 2017 году. Однако, Норвегии наступает на пятки Китай, который уже пообещал и даже  опубликовал материал в газете "Вэнь Хуэй Бао"(как сообщает статья журнала ProAtom) о том, что сможет оказаться первым. А также вполне возможно, что первые АЭС на основе тория в Китае появятся в течение 3-4 лет. Далее будут построены еще ториевые АЭС, а к 2020 году планируемая суммарная мощность ториевых АЭС Китая будет достигать до 40 ГВт и дальше продолжит расти. Все это означает, что Китай перестанет зависеть от использования, т.к. на сегодняшний день Китай является крупнейшим потребителем этого сырья.

(Российский сайт ядерного нераспространения Nuclearno)

    К общему сожалению, в нашей стране разработка реакторов на основе тория практически не ведется, хотя с переходом на новую инновационную политику есть надежда о более глубоком рассмотрении данного вопроса.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2 СОЛНЕЧНЫЕ АЭРОСТАТНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 

       С развитием прогрессивных технологий множество людей согласны, что после бесконтрольного потребления исчерпаемых запасов видов энергетических ресурсов необходима переориентация на энергосбережение и поиск альтернативного источника энергии. Начало XXI века, при растущих объемах производства, а также численности населения, обозначилось своими огромными потреблениями таких энергетических ресурсов, как нефть, уголь, газ, а вместе с тем и переворот в сознании людей в сторону экономии, экологии и энергосбережению. Человечество начало понимать, что дефицитность этих ресурсов может привести к серьезным геополитическим конфликтам, вплоть до военных столкновений.  Поэтому в эре новых технологий люди призваны защищать природные богатства и экологизировать производство. Одним из  методов альтернативного производства энергии является солнечное излучение. Было создано достаточное количество разработок и технологий, которые бы позволили людям получать энергию за счет солнечного излучения. Но до настоящего времени производство солнечной энергии в объемах промышленного масштаба упиралось в следующие сложности и препятствия:

      Во-первых, работа СЭС напрямую зависит от:

    -   времени суток.

    - погодных условий, т.к. при хотя бы небольшой облачности поступление энергии резко сокращается, а потом и вовсе перестаёт поступать.

    - малое количество пригодных площадей для размещения энергоприемников, вследствие дороговизны земли.

    -    высокой стоимости солнечных фотоэлементов.

В настоящее  время человечество преодолело эти  сложности. В 2007 г. в США штата Калифорнии в компании Nanosolar произошло событие в сфере инновационных технологий – открытие пленочных фотоэлементов. 

Инновацией  такой технологии, в производстве солнечных элементов, является использование специальных пленок пленок: «медь-индий-диселенид галлия (CIGS-пленки). Тонкая пленка CIGS толщиной всего 1 микрометр производит столько же электричества, сколько 200-300 микронная полупроводниковая кремниевая подложка. Благодаря этому, солнечные элементы могут быть нанесены на гибкую основу». (Со сведений электронного источника ElektroPortal.Ru). Такая технология носит название PowerSheet, в сравнении с прежними технологиями на кремниевой основе, была снижена себестоимость производимой энергии с 3$ долларов США до 30 центов за 1 ватт. Это открытие нам показывает, что производство электроэнергии, за счет солнечного излучения, становится более дешевой и экологичной, что позволяет нам сжигать меньшее количество органического топлива: нефти угля, газа. (Электронного источника www.ElektroPortal.ru)