Проблемы энегретики

на лесосеках), весьма перспективным является получение  спирта из этой

биомассы по технологиям, в основе которых лежит  гидролиз. Большие резервы для

получения спиртового горючего имеются также на базе отходов  лесопильных и

деревообрабатывающих  предприятий.

В последнее  время в литературе появились  термины «энергетические культуры»,

«энергетический лес». Под ними понимаются фитоценозы, выращиваемые для

переработки их биомассы в газ или жидкое горючее. Под «энергетические леса»

обычно отводятся  земли, на которых по интенсивным  технологиям за короткие

сроки (5-10 лет) выращивается и снимается урожай быстрорастущих видов

деревьев (тополя, эвкалипты и др.).

В целом же биотопливо можно рассматривать как существенный фактор решения

энергетических  проблем если не в настоящее время, то в будущем. Основное

преимущество  этого ресурса - его постоянная и  быстрая возобновимость, а при

грамотном использовании и неистощимость.

    

Ветер как источник энергии 

Ветер, как и  движущаяся вода, являются наиболее древними источниками энергии.

В течение нескольких столетий эти источники использовались как механические

на мельницах, пилорамах, в системах подачи воды к  местам потребления и т. п.

Они же использовались и для получения электрической  энергии, хотя доля ветра

в этом отношении  оставалась крайне незначительной.

Интерес к использованию  ветра для получения электроэнергии оживился в

последние годы. К настоящему времени испытаны ветродвигатели различной

мощности, вплоть до гигантских. Сделаны выводы, что  в районах с интенсивным

движением воздуха  ветроустановки вполне могут обеспечивать энергией местные

потребности. Оправдано  использование ветротурбин для  обслуживания отдельных

объектов (жилых  домов, неэнергоемких производств  и т. п.). Вместе с тем стало

очевидным, что  гигантские ветроустановки пока не оправдывают  себя вследствие

дороговизны сооружений, сильных вибраций, шумов, быстрого выхода из строя.

Более экономичны комплексы из небольших ветротурбин, объединяемых в одну

систему.

В США сооружена  ветроэлектростанция на базе объединения  большого числа мелких

ветротурбин мощностью  около 1500 МВт (примерно 1,5 АЭС). Широко ведутся

работы по использованию  энергии ветра в Канаде, Нидерландах, Дании, Швеции,

Германии и  других странах. Кроме неисчерпаемости  ресурса и высокой

экологичности производства, к достоинствам ветротурбин  относится невысокая

стоимость получаемой на них энергии. Она здесь в 2-3 раза ниже, чем на ТЭС и

АЭС.

     Возможности использования нетрадиционных гидроресурсов

Гидроресурсы  продолжают оставаться важным потенциальным  источником энергии

при условии  использования более экологичных, чем современные, методов ее

получения. Например, \ крайне недостаточно используются энергетические

ресурсы сред-; них  и малых рек (длина от 10 до 200 км). Только в России таких

рек имеется  более 150 тысяч. В прошлом именно малые и средние реки являлись

важнейшим источником получения энергии. Не-,; большие  плотины на реках не

столько нарушают, сколько оптимизируют гидрологический  режим рек и прилежащих

территорий. Их /можно рассматривать как пример экологически обусловленного

природопользования, мягкого вмешательства в природные  процессы.

Водохранилища, создававшиеся на малых реках, обычно не выходили за пределы

русел. Такие  водохранилища гасят колебания  воды в реках и стабилизируют

уровни грунтовых  вод под прилежащими пойменными землями. Это благоприятно

сказывается на продуктивности и устойчивости как  водных, так и пойменных

экосистем.

Имеются расчеты, что на мелких и средних реках  можно получать не меньше

энергии, чем  ее получают на современных крупных  ГЭС. В настоящее время

имеются турбины, позволяющие получать энергию, используя  естественное течение

рек, без строительства , плотин. Такие турбины легко монтируются на реках и

при необходимости  перемещаются в другие места. Хотя стоимость  получаемой на

таких установках энергии заметно выше, чем на крупных  ГЭС, ТЭС или АЭС, но

высокая экологичность  делает целесообразным ее получение.

     Энергетические ресурсы морских, океанических и термальных вод

Большими энергетическими  ресурсами обладают водные массы  морей и океанов. К

ним относится  энергия приливов и отливов, морских  течений, а также градиентов

температур на различных глубинах. В настоящее время эта энергия используется

в крайне незначительном количестве из-за высокой стоимости  получения. Это,

однако, не означает, что и в дальнейшем ее доля в  энергобалансе не будет

повышаться.

В мире пока действуют  две-три приливно-отливные электростанции. В России

возможности приливно-отливной энергии значительны на Белом  море. Однако,

кроме высокой  стоимости энергии, электростанции такого типа нельзя отнести к

высокоэкологичным. При их строительстве плотинами  перекрываются заливы, что

резко изменяет экологические факторы и условия  обитания организмов.

В океанических водах для получения энергии  можно использовать разности

температур на различных глубинах. В теплых течениях, например в Гольфстриме,

они достигают 20°С. В основе принципа лежит применение жидкостей, кипящих и

конденсирующихся  при небольших разностях температур. Теплая вода

поверхностных слоев используется для превращения  жидкости в пар, который

вращает турбину, холодные глубинные массы - для конденсации  пара в жидкость.

Трудности связаны  с громоздкостью сооружений и  их дороговизной. Установки

такого типа находятся пока на стадии испытаний (например, в США).

Несравнимо более  реальны возможности использования  геотермальных ресурсов. В

данном случае источником тепла являются разогретые воды, содержащиеся в

недрах земли. В отдельных районах такие  воды изливаются на поверхность в  виде

гейзеров (например, на Камчатке)! Геотермальная энергия  может использоваться

как в виде тепловой, так и для получения электричества.

Ведутся также опыты по использованию тепла, содержащегося в твердых

структурах земной коры. Такое тепло из недр извлекается  посредством закачки

воды, которую  затем используют так же, как и  другие термальные воды.

Уже в настоящее  время отдельные города или предприятия обеспечиваются

энергией геотермальных  вод. Это, в частности, относится  к столице Исландии -

Рейкьявику. В  начале 80-х годов в мире производилось  на геотермальных

электростанциях около 5000 МВт электроэнергии (примерно 5 АЭС). В России

значительные  ресурсы геотермальных вод имеются на Камчатке, но используются

они пока в небольшом  объеме. В бывшем СССР за счет этого  вида ресурсов

производилось только около 20 МВт электроэнергии.

    

Термоядерная  энергия 

Современная атомная  энергетика базируется на расщеплении ядер атомов на два

более легких с  выделением энергии пропорционально  потере массы. Источником

энергии и продуктами распада при этом являются радиоактивные  элементы. С ними

связаны основные экологические проблемы ядерной  энергетики.

Еще большее  количество энергии выделяется в процессе ядерного синтеза, при

котором два  ядра сливаются в одно более тяжелое, но также с потерей массы и

выделением энергии. Исходными элементами для синтеза  является водород,

конечным - гелий. Оба элемента не оказывают отрицательного влияния на среду и

практически неисчерпаемы.

Результатом ядерного синтеза является энергия солнца. Человеком этот процесс

смоделирован  при взрывах водородных бомб. Задача состоит в том, чтобы ядерный

синтез сделать  управляемым, а его энергию использовать целенаправленно.

Основная трудность  заключается в том, что ядерный  синтез возможен при очень

высоких давлениях  и температурах около 100 млн. °С. Отсутствуют  материалы, из

которых можно  изготовить реакторы для осуществления  сверхвысоко температурных

(термоядерных) реакций. Любой материал при  этом плавится и испаряется.

Ученые пошли  по пути поиска возможностей осуществления  реакций в среде, не

способной к  испарению. Для этого в настоящее  время испытываются два пути.

Один из них  основан на удержании водорода в сильном магнитном поле. Установка

такого типа получила название ТОКАМАК (Тороидальная камера с магнитным

полем). Такая  камера разработана в институте  им. Курчатова. Второй путь

предусматривает использование лазерных лучей, за счет которых обеспечивается

получение нужной температуры и в места концентрации которых подается водород.

Несмотря на некоторые положительные результаты по осуществлению управляемого

ядерного синтеза, высказываются мнения, что в ближайшей  перспективе он вряд

ли будет использован для решения энергетических и экологических проблем. Это

связано с нерешенностью  многих вопросов и с необходимостью колоссальных

затрат на дальнейшие экспериментальные, а тем более  промышленные разработки.

    

Заключение 

В заключение можно  сделать вывод, что современный уровень знаний, а также

имеющиеся и  находящиеся в стадии разработок технологии дают основание для

оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая  ситуация ни в

отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане  порождаемых

энергетикой экологических  проблем. Есть реальные возможности  для перехода на

альтернативные  источники энергии (неисчерпаемые  и экологически чистые). С

этих позиций  современные методы получения энергии  можно рассматривать как

своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность

этого переходного  периода и какие имеются возможности  для его сокращения.