Альтернативні джерела енергії

Зміст 

Вступ….. 3

1. Альтернативні джерела енергії 4

Енергія вітру. 4

Енергія сонця. 5

Геотермальна  енергетика. 7

Гідроенергетика. 8

Енергія морських хвиль та припливів. 9

Біоенергетика. 10

Метан в енергетичних цілях 12

Воднева енергетика. 13

2. Альтернативні джерела енергії – правове регулювання в Україні. 14

3. Можливості використання альтернативних джерел енергії в Україні. 16

4. Українська альтернативна енергетика поки не зростає  19

Висновок 21

Список  літератури 23

 

Вступ 

     Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) кінцеві. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії.

     Проблеми, пов'язані з походженням, економічністю, технічним освоєнням і способами  використання різних джерел енергії, були і будуть невід'ємною частиною життя  на наший планеті. Прямо або побічно  з ними стикається кожен житель Землі. Розуміння принципів виробництва і споживання енергії складає необхідну передумову для успішного вирішення тих, що набувають все велику гостроту проблем сучасності і в ще більшому ступені – найближчого майбутнього.

     Все більше і більше вчених шукають якомога  рентабельніші джерела, котрі б використовували відновлювані ресурси і котрі б змогли хоча б частково замінити паливні. Найбільш підходять такі джерела як використання енергії текучої води та вітру, океанських припливів та відпливів, тепла земних надр та, звичайно, енергії Сонця. Також багатообіцяючими є дослідження, метою яких є спроба повторити термоядерні процеси, що відбуваються на зірках.

     Світ  наповнений енергією, яка може бути використана для здійснення роботи різного характеру. Енергія може знаходитися і знаходиться в людях і тваринах, в каменях і рослинах, у викопному паливі, деревах і повітрі, в річках і озерах, а ми, у свою чергу, розглянемо способи витягання цієї енергії і її перетворення.

    Одним із ефективних способів вирішення економічних  проблем держави і в водночас досягнення сталого розвитку економіки є впровадження енергозберігаючих технологій. Розвиток альтернативних джерел енергії є особливо актуальним для України на етапі інтеграції до світового економічного простору.

    Розвиток  та використання альтернативних та відновлювальних джерел енергії є вагомим фактором для зміцнення енергетичної безпеки та зменшення негативного техногенного впливу на навколишнє природне середовище. Важливість розвитку альтернативної енергетики є очевидною, адже вона відіграє вирішальну роль у зменшенні парникових викидів, знижені негативного впливу на довкілля, підвищує безпеку енергопостачання, допомагає зменшити залежність від імпорту енергії.

     В даній реферативній роботі розглянуто сучасний стан розвитку основних альтернативних джерел енергії, проблеми використання нових ресурсів енергії в Україні. 

1.Альтернативні джерела енергії 

    Альтернативні джерела енергії – відновлювані джерела енергії, до яких належать енергія  сонячна, вітрова, геотермальна, енергія  хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів, газу каналізаційно-очисних станцій, біогазів, та вторинні енергетичні ресурси, до яких належать доменний та коксівний гази, газ метан дегазації вугільних родовищ, перетворення скидного енергопотенціалу технологічних процесів.

    Міжнародне  енергетичне агентство вважає, що в 2030 році в усьому світі енергія, одержана від сонця, вітру, води, тепла  землі, а також з біомаси, збільшиться  в два рази порівняно із сьогоднішнім днем і складе 16 відсотків від  всього виробництва. Ще оптимістичніше оцінює ситуацію Європейський галузевий союз поновлюваних джерел енергії. На його думку, до 2030 року частка альтернативної енергії виросте до 35 відсотків. Європейська комісія вважає, що в 2020 році в Європі п'ята частина енергії вироблятиметься з екологічно безпечних джерел.

    Розвиток  та використання альтернативних та відновлювальних  джерел енергії (вітрової і сонячної енергії, біопалива, тощо) є вагомим фактором для зміцнення енергетичної безпеки та зменшення негативного техногенного впливу на навколишнє природне середовище. Важливість розвитку альтернативної енергетики є очевидною, адже вона відіграє вирішальну роль у зменшенні парникових викидів, знижені негативного впливу на довкілля, підвищує безпеку енергопостачання, допомагає зменшити залежність від імпорту енергії.

    Перспективними  напрямками розвитку альтернативних джерел енергії в Україні є: біоенергетика, видобуток та утилізація шахтного метану, використання вторинних енергетичних ресурсів, позабалансових покладів вуглеводнів, вітрової і сонячної енергії, теплової енергії довкілля, освоєння економічно доцільного гідропотенціалу малих річок України. 

Енергія вітру

     У пошуках альтернативних джерел енергії  в багатьох країнах чимало уваги  приділяють вітроенергетиці.

     Вітер служив людству протягом тисячоліть, забезпечуючи енергію для вітрильних суден, для розмелу зерна і перекачування води. А бурхливий розвиток промисловості призвів до винайдення вітроелектростанції, яка перетворює механічну енергію вітру на електричну за допомогою турбіни.

     Вітроенергетика -  галузь науки і техніки, що розробляє  теоретичні основи, методи і засоби використання енергії вітру для  одержання механічної, електричної  і теплової енергії і визначає сфери доцільного використання енергії  вітру в народному господарстві.

     Уже сьогодні в Данії вітроенергетика  покриває близько 2% потреб країни в  електроенергії. У США на декількох  станціях працює близько 17 тисяч вітроагрегатів загальною потужністю до 1500 Мвт. Вітроенергетичні пристрої випускаються не тільки в  США і Данії, але і Великій Британії, Канаді, Японії і деяких інших країнах.

     Для того, щоб будівництво вітроелектростанції  виявилося економічно виправданим, необхідно, щоб середньорічна швидкість  вітру в даному районі складала не менш 6 метрів за секунду. Саме такою є середньорічна швидкість вітру в Карпатському, Причорноморському, Приазовському, Донбаському, Західно-Кримському, Східно-Кримському регіонах країни. Сьогодні в Україні працює шість вітрових електростанцій: Аджигольська, Асканієвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська й Трускавецька ВЕС.

     У нинішню епоху високих цін  на паливо можна вважати, що вітродвигуни виявляться конкурентноздатними по вартості і зможуть брати участь у задоволенні енергетичних потреб країни. Підраховано, що за нинішнього рівня розвитку вітроенергетики спорудження у «вітряних» регіонах України вітрових електростанцій (ВЕС) дозволило б покрити ледве не третину потреби електроенергії, яку ми споживаємо.

        Вітроелектрична станція – вітроенергетична  установка, що перетворює кінетичну енергію вітрового потоку на електричну в місцях віддалених від мереж.  

     Енергія сонця

     Для стародавніх народів Сонце було богом. Своєю життєдайною силою  Сонце завжди викликало у людей  відчуття поклоніння і страху. Народи, тісно пов'язані з природою, чекали від нього милостивих дарів – урожаю і достатку, гарної погоди і свіжого дощу або ж кари – негоди, бур, граду.

     Сонячна енергія – це кінетична енергія випромінювання (в основному світла), що утворюється в результаті реакцій у надрах Сонця. Це один з найцікавіших, але і найпроблемніших видів “зеленої” енергетики.

     До  проблем можна віднести такі речі, як: нерівномірність сонячного світла у різних частинах земної кулі, необхідність великих земельних ділянок для  потужних електростанцій, низький ККД  сонячних елементів (але сучасна фізика напівпровідників робить кроки на шляху до вирішення цієї проблеми), неможливість генерувати енергію в темний та нічний час доби. Остання проблема є чи не найгострішою, оскільки потребує використання акумуляторів. Крім того, самі фотоелементи містять отруйні речовини, що ставить проблему їх утилізації. Але, не дивлячись на вищесказане, існує багато цікавих способів використання енергії Сонця, а саме:

• генерування електричної енергії із використанням сонячних елементів;
• генерування електричної енергії із використанням концентраторів сонячного випромінення;
• генерування електричної енергії шляхом нагрівання стисненого повітря для обертання турбін;
• обігрівання будівель через систему пасивного обiгріву;
• нагрівання продуктів харчування в сонячних печах;
• нагрівання води або повітря для господарчих потреб в геліоколекторах;
• нагрівання та охолодження повітря із використанням сонячних камeнів;
• генерування електричної енергії на геосинхронній орбіті із використанням штучних супутників — орбітальної енергетичної системи;
• кондиціонування повітря.

     Розвиток  альтернативних джерел енергії в  Україні находиться у зародковому  стані, однак, як і в ситуації з  вітроенергетикою, ми маємо непоганий  потенціал для розвитку сонячної енергетики. Сьогодні в країні налагоджене  власне виробництво високоефективних кремнієвих сонячних батарей із ККД до 20%. А необхідні для комплектації систем електропостачання системи керування, акумуляторні батареї й інвертори, що перетворюють постійний електричний струм у змінний, виробляються в сусідній Росії.

     В Україні нещодавно введені в експлуатацію п'ять сонячних електростнацій. Одна з них, на сьогоднішній день, найбільша в СНД – на 7,5 МВт в селі Джерельне (Крим) - її розробила і побудувала австрійська компанія Activ Solar. 
 
 
 

     Геотермальна  енергетика 

      Геотермальна енергетика - промислове отримання енергії, зокрема електроенергії, з гарячих джерел, термальних підземних вод.

     Потенціал геотермальних ресурсів найбільшою мірою залежить від глибини залягання  шарів з високою температурою.

     Геотермальні ресурси України представляють собою перш за все термальні води і теплоту нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для використання в промислових масштабах можна зарахувати ресурси нагрітих підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами нафтогазових родовищ.

     Україна має значний потенціал геотермальної  енергії. Затверджені Міністерством  екології та природних ресурсів України  потенційні геотермальні ресурси становлять 27,3 млн.м³/добу теплоенергетичних вод, а їх теплоенергетичний потенціал з урахуванням особливостей термальних вод, як теплоносія – 84 млн. Гкал/рік. Річний технічно-досяжний енергетичний потенціал геотермальної  енергії в Україні є еквівалентним 12 млн. т у.п., його використання дозволяє заощадити біля 10 млрд. м³ природного газу.

     Найперспективнішим для видобутку високопотенційних енергоресурсів є Карпатський геотермічний район, який характеризується високим геотермічним градієнтом і відповідно високими температурами гірських порід порівняно з іншими регіонами України. Температура порід в свердловинах, пробурених в Карпатах, на глибині 4 км сягає 210˚С. Необхідні температури теплоносія для геотермальних електростанцій знаходяться на значно менших глибинах (на 1 – 1,5 км), ніж у інших сприятливих місцях.

     Перспективним районом для розвитку геотермальної енергетики є Крим. Глибини пробурених свердловин тут невеликі: до 2000 м; температура термальних вод на гирлі 50 – 70˚С, їх мінералізація – 20 – 70 г/л. На теперішній час низькопотенційні геотермальні енергоресурси Криму використовуються для теплопостачання.

     Третім  перспективним районом для розвитку геотермальної енергетики є Дніпрово-Донецька западина, що включає в себе області: Чернігівську, Полтавську, Харківську, Луганську та інші. Цей регіон одночасно є крупним споживачем теплової та електричної енергії.