(499) 267-83-08
(967) 289-13-39
Услуги и цены
Записаться
Появилась возможность записаться он-лайн!Этапы обучения
Теория и практическое обучение вождению на механике или автомате, индивидуальный подход, никаких дополнительных затрат.
Энергетический кризис альтернативные источники топлива
Энергетический кризис и альтернативные источники энергии для поддержания энергетического баланса природных экосистем
Жизнедеятельность человечества невозможна без потребления энергии: она необходима для производства промышленных и сельскохозяйственных продуктов, для разработки новых технологий, да и просто для обогрева жилищ. Потребляя энергию, человек прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу традиционных энергетических ресурсов: угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил “мирный атом”. Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет колоссальную величину - более 1013 Вт в год (эквивалентно 36 млрд. тонн условного топлива). Рост народонаселения Земли и развитие промышленности будут неуклонно увеличивать приведенные цифры. Однако современное энергопотребление основано на использовании невозобновимых запасов ископаемого топлива - угля, нефти, газа, а они, к сожалению, не бесконечны. Все это составляет одну сторону энергетической проблемы, стоящей перед человечеством: быстрое исчерпание невозобновимого ископаемого топлива при нарастающих темпах его потребления.
Что касается перспектив ядерной энергетики, то все известные промышленные запасы урана будут исчерпаны уже в первом десятилетии XXI в. Учитывая затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень. По оценкам специалистов, только затраты на вывоз, захоронение и нейтрализацию накопившихся на российских предприятиях отходов ядерной энергетики составят около 400 млрд. долл., на обеспечение необходимого уровня технологической безопасности - 25 млрд. долл. С увеличением числа реакторов повышается вероятность их аварий. Таким образом, атомная энергетика не имеет долгосрочной перспективы.
Использование в дальнейшем энергии термоядерного синтеза в мирных целях в настоящее время не определено.
Другой стороной энергетической проблемы является нарастающее загрязнение окружающей среды и, как следствие, глобальные изменения климата, кислотные дожди и т.п.
Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все большей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии (АИЭ). Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли. Рассмотрим основные из них.
Солнечная энергия. Солнце - неисчерпаемый источник энергии: ежесекундно на Землю поступает около 80 триллионов киловатт энергии, т. е. в тысячи раз больше, чем вырабатывают все электростанции мира. Использование только 0,5% этого количества могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. В США работает 8 солнечных станций модульного типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии - 8 млн. м2. В США и в Японии работают боле 5 млн. тепловых насосов.
Энергия ветра. На первый взгляд энергия ветра кажется одной из самых доступных и возобновляемых. В отличие от Солнца ветер может “работать” зимой и летом, днем и ночью. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце. Таким образом, возникают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Первая - это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Вторая -добиться равномерности, постоянства ветрового потока. В настоящее время существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую.
К сожалению, ветровые двигатели очень шумные (построенные в большом числе на берегах Норвегии, ветряки вызывают протесты “зеленых”: из-за их шума птицы перестали гнездиться на побережье и изменили миграционные маршруты, что вызвало там нарушение экологического равновесия) и громоздкие, и чтобы производить с их помощью требуемое количество электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где постоянно дуют сильные ветры (побережье Норвегии). За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс. ветровых установок с суммарной мощностью 70000 мВт (10% энергобаланса США).
Энергия моря. Для использования энергии морских волн предложена станция “Кивающая утка”. Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это 2,5 пенса), и ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 кВт/ч).
В настоящее время эксплуатируются электростанции, работающие на энергии приливов и отливов (например, в устье реки Ранс во Франции).
Энергия недр Земли. Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия - энергия земных недр (температура в центре Земли достигает нескольких тысяч градусов). Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 триллион тонн условного топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 триллион тонн условного топлива. Использование только около 0,2% этого потенциала могло бы покрыть потребности страны в энергии. Вопрос заключается лишь в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции суммарной мощностью 5136 мВт, строятся еще 117 мощностью 2017 мВт. Ведущее место в мире в этой области занимают США (более 40% действующих мощностей в мире). Перспективные направления использования АИЭ - сжигание твердых отходов, переход на водород вместо традиционных теплоносителей и т.п.
По прогнозу Мирового энергетического конгресса, к 2020 г. на долю АИЭ придется 5,8% общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и др.) прогнозируется довести долю АИЭ до 20% (20% энергобаланса США - это примерно все сегодняшнее энергопотребление в России). В странах Европы планируется к 2020 г. обеспечить экологически чистое теплоснабжение 70% жилищного фонда. В большинстве стран приняты законы, создающие льготные условия, как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является определяющим фактором успешного их внедрения.
Проблемы наступающего топливно-энергетического кризиса, возможные способы их решения
В настоящее время ежегодно расходуемая всеми странами мира энергия, получаемая из всех доступных источников, составляет 0,1% от возможных для использования запасов угля, природного газа и нефти, вместе взятых. Ресурсы органического топлива разделяются на общие – имеющиеся в недрах земли и извлекаемые – доступные для извлечения человеком. Практически невозможно добыть и использовать все 100% топлива, имеющегося в данном месторождении [15]. Коэффициент извлечения, определяющий долю данного вида энергоресурсов, потенциально возможную в настоящее время к извлечению, к его общим запасам, зависит от следующих факторов:
– вида топлива
– характера месторождения
– развития техники добычи
Специалисты оценивают имеющиеся извлекаемые ресурсы органического топлива Земли в 4000 млрд. тонн. В 1980 г. потребление всех видов энергетических ресурсов всеми странами мира составило примерно 4 млрд. т., т. е. 0,1% от возможных для использования органических энергоресурсов. Что касается прогноза на будущее, то эксперты полагают, что потребление всех видов энергетических ресурсов на Земле в 2010 г. составит около 8 млрд. т. Если принять эту цифру, то запасов только органического топлива человечеству хватило бы еще на 200-400 лет. При этом не учитываются атомная энергетика с ее запасами ядерного горючего, гидроэнергетические, а также возобновляемые источники энергии: Солнце, тепло глубинных слоев Земли и др. Поскольку торий пока не нашел практического применения в энергетике, следует оценить только ресурсы урана. Уран широко распространен на Земле. Но концентрация его в граните и других породах, а также в морской воде очень невелика. Чем меньше содержание урана в руде, тем дороже его получать. Таким образом, ресурсы органического и ядерного топлива очень велики, и человечеству не придется столкнуться с энергетическим голодом. Тем более что наука непрерывно ищет и находит новые технические решения преобразования энергии. В чем же тогда причины возникновения и суть современных энергетических кризисов?
Энергетический кризис, как правило, – следствие экономического и политического кризисов в стране и вызван нерациональной структурой топливно-энергетической базы экономики. Это наглядно иллюстрируют энергетический кризис 70-80-х гг., охвативший высокоразвитые страны Западной Европы, США, Японию, и сегодняшний энергетический кризис, разразившийся в странах СНГ. Органическое и ядерное топливо – невозобновляемые источники энергии. Но пока потребление энергии было не так уж велико, о невозобновляемости их особенно не вспоминали. В 70-80-х гг. потребление энергии стало соизмеримо с ресурсами органического топлива. Миллионы лет понадобилось природе, чтобы создать запасы нефти, газа, угля, расходуются же они несравненно быстрее. Наиболее остро стоит вопрос с нефтью. Из-за нее вспыхивают войны, сменяются правительства. Быстрое развитие автомобильного транспорта и авиации, использующих в качестве топлива практически только продукты нефтепереработки (бензин, дизельное топливо, керосин), привело к большому увеличению потребления нефти. В 1970 г. доля нефти и газа в потреблении органического топлива поднялась почти до 70%, хотя в ресурсах органического топлива нефть и газ составляют менее 20%. Повышение мировых цен на нефть, неравномерность распределения ее запасов между странами мира подчеркивают неоправданность ее высокого потребления по сравнению с другими источниками энергии. Международный картель, состоящий из 7 монополий, практически полностью контролировал добычу нефти в странах Арабского Востока и прочно захватил доминирующие позиции на рынках государств – потребителей нефти. Этот картель в целях извлечения максимальных прибылей тормозил работы по использованию других видов энергии. В связи с этим до 70-х гг. экономика стран Западной Европы, США, Японии была практически целиком ориентирована на потребление нефти и газа. Сокращалась добыча каменного угля, закрывались шахты, придерживалось развитие атомной энергетики. Однобокое развитие энергетических ресурсов на фоне межгосударственной конкуренции между монополиями привело к острому энергетическому кризису в этих странах, на долю которых приходилось 92% потребления энергии. Кризис резко ускорил инфляцию, резко снизил темпы развития промышленности и оставил без работы миллионы рабочих.
Каждая из стран искала свой путь выхода из кризиса, коренным образом изменяя структуру топливно-энергетической базы экономики путем переориентации ее на другие источники. Например, Франция создала систему мощных АЭС; Дания переориентировалась на собственный природный газ, каменный уголь, завозимый на огромных танкерах через океан, ветроэнергоресурсы. Основными факторами, которые заставили перейти потребителей стран Европейского Союза, США, Японии к политике эффективного энергоиспользования, явились: рыночные механизмы (рост цен на энергоресурсы послужил сигналом к внедрению энергоэффективных технологий), согласованные действия и программы на правительственном уровне.
Анализ опыта этих стран показывает, что без государственных политики и программ энергосбережения, без создания системы энергетического менеджмента выйти из кризиса невозможно. На протяжении 15 лет после нефтяного кризиса 70-х гг. в результате энергичной политики эффективного использования энергии, в которой были задействованы значительные ресурсы индустриальных стран Запада, объем потребления энергии на душу населения практически стабилизировался, в то время как объем национального продукта вырос почти на 30%. Такие результаты были получены благодаря детальной технической и экономической организации внедрения энергосберегающей политики. Если бы энергоемкость в этих странах осталась на уровне 1973 г., то энергопотребление к 1986 г. выросло бы на 24% и достигло бы 900 млн. тонн в пересчете на нефть.
Мировой энергетический кризис 1973-1974 гг. заставил многие страны пересмотреть свое отношение к потреблению топливно-энергетических ресурсов и принять необходимые меры к снижению энергоемкости валового внутреннего продукта. Особенно актуальны эти вопросы для Республики Беларусь, обеспеченной собственными топливно-энергетическими ресурсами лишь на 16%. По прогнозу ученых запасов нефти хватит не более, чем на 25–40 лет. Потребление природного газа в мировом сообществе растет очень быстро. Ожидается, что к 2020 г. его доля в мировом потреблении составит 28-30% от всех ископаемых видов топлива, и главным образом за счет снижения доли угля и атомной энергии. При этом природный газ является наиболее экологически чистым энергоносителем по сравнению с другими ископаемыми ТЭР. Развитие ядерной энергетики и использование больших запасов ядерного топлива ограничивается двумя причинами – опасностью радиоактивного заражения, местности и технологическими сложностями эксплуатации и утилизации оборудования АЭС и отработанного топлива. Одним из перспективных вариантов решения энергетической проблемы считается освоение энергии термоядерного синтеза. В нашей стране и в ряде зарубежных стран ведутся научно-изыскательные работы по освоению в качестве топлива водорода, называемого топливом будущего. В основном энергетика в нашей стране ориентирована на импорт энергоносителей: нефти – 90%, угля – 95%, электроэнергии – 25%, природного газа – 100%. Дефицит собственных ТЭР, постоянный рост цен на энергоносители и перспектива истощения источников традиционных видов топлива обуславливают необходимость энергосбережения во всех сферах человеческой деятельности. Весьма примечательным является использование в качестве ТЭР коммунальных и бытовых отходов, за счет которых запланировано в 2010 г. получить тепловой энергии в эквиваленте 19,8 тыс. т у. т. Проблемы (экономические, экологические, политические и другие), связанные с истощением природных ресурсов, могут привести к топливно-энергетическому кризису. Для его решения требуется ряд мер: помощь государства в решении энергетических проблем и в разработке энергетических программ, слаженная работа отдельных инфраструктур страны, разработка научных и экологических программ по энергосбережению природных ресурсов [11]. Качество нашей жизни непосредственно зависит от потребления энергии. С ходом исторического развития при получении из природных систем все новых видов полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии (происходит снижение энергетической эффективности природопользования). Наблюдается увеличение энергетических расходов на одного человека. Так, расход энергии на одного человека (в кДж/сут.) в каменном веке был порядка 17 тыс., в аграрном обществе – 50 тыс., в индустриальную эпоху – 293 тыс., а в передовых развитых странах настоящего времени – 960–1050 тыс., т.е. в 58–62 раза больше, чем у наших далеких предков. С начала нашего века количество энергии, затрачиваемое на единицу сельскохозяйственной продукции, в развитых странах мира возросло в 8–10 раз, на единицу промышленной продукции в 10–12 раз [15].
Для промышленности, быта, нормальной жизнедеятельности человека, а главное для дальнейшего развития мировой цивилизации энергетика необходима как воздух. Для всего мирового сообщества энергетическая проблема стоит очень остро. Дело не ограничивается размером запасов угля, нефти и газа и растущими расходами на их добычу, переработку и использование. С каждым годом обостряются экологические проблемы. Нынешнее время характеризуется пересмотром политики в области энергетики.
Энергетический кризис
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Департамент Образования города Москвы
Северо-Западное окружное управление образования
Название работы
Предметная область
Химия
Авторы работы
Сарафанов Павел и Авраменко Игорь
11 В класс
Москва
2014-2015 учебный год
План
Введение
1. История использования человеком энергии
2. Кризис топливных ресурсов
3. Экологический кризис энергетики
4. Способы добычи энергии
5. Химические способы добычи энергии
Вывод
Введение
Энергетический кризис - явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического дефицита.
Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни.
История цивилизации - история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.
1. История использования человеком энергии
Первый скачок в росте энергопотребления произошел, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Источниками энергии в этот период служили дрова. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства. К XV веку средневековый человек, используя рабочий скот, энергию воды и ветра, дрова и небольшое количество угля, уже потреблял приблизительно в 10 раз больше, чем первобытный человек. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек.
В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.
В то же время энергетика - один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).
Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности. Так продолжалось до середины 70-х годов, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему, что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.
Считается, что одной из главных причин этого изменения является энергетика. Под энергетикой при этом понимается любая область человеческой деятельности, связанная с производством и потреблением энергии. Значительная часть энергетики обеспечивается потреблением энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), что, в свою очередь, приводит к выбросу в атмосферу огромного количества загрязняющих веществ.
2. Кризис топливных ресурсов
Человек всегда будет стремиться обладать как можно большим количеством энергии, обеспечивающим движение вперед. Не всегда наука и техника дадут ему возможность получать энергию во всевозрастающих объемах. Но, как показывает историческое развитие, обязательно будут появляться новые открытия и изобретения, которые помогут человечеству сделать очередной качественный скачок и пойти к новым достижениям ещё более быстрыми шагами.
Тем не менее, пока проблема истощения энергетических ресурсов остается. Ресурсы, которыми обладает Земля, делятся на возобновляемые и невозобновляемые. К первым относятся солнечная энергия, тепло Земли, приливы океанов, леса. Они не прекратят существования, пока будут Солнце и Земля. Невозобновляемые ресурсы не восполняются природой или восполняются очень медленно, гораздо медленнее, чем их расходуют люди. Большую тревогу вызывает намечающееся истощение нефти и газа, которых (по имеющимся оценкам) может хватить всего на 40-60 лет.
3. Экологический кризис энергетики
Основные формы влияния энергетики на окружающую среду состоят в следующем :
1. Основной объем энергии человечество пока получает за счет использования невозобновимых ресурсов.
2. Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли.
3. 3. Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ.
4. Загрязнение литосферы при транспортировке энергоносителей и захоронении отходов, при производстве энергии.
5. Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды.
6. Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и как следствие загрязнение на территории водотока.
7. Создание электромагнитных полей вокруг линий электропередач.
Согласовать постоянный рост энергопотребления с ростом отрицательных последствий энергетики, учитывая, что в ближайшее время человечество ощутит ограниченность ископаемого топлива, можно, по-видимому, двумя способами
1. Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3-5%, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70 годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.
2. Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, особенно базирующихся на использовании возобновляемых источников. Однако пути реализации данного направления пока не очевидны. Пока возобновимые источники дают не более 20 % общемирового потребления энергии. Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэнергетика.
4. Споcобы добычи энергии
Основные способы получения энергии :
? Тепловые электростанции
? Гидроэлектростанции
? Атомные электростанции
Нетрадиционные (альтернативные) источники энергии :
? Ветровая энергия
? Геотермальная энергия
? Тепловая энергия океана
? Энергия приливов и отливов
? Энергия морских течений
? Энергия Солнца
? Водородная энергетика
5. Химические способы добычи энергии
Наиболее применяемыми источниками химической энергии являются: нефтяные месторождения (нефть и ее производные), газоконденсатные месторождения (природный газ), угольные бассейны (каменный уголь), болота (торф), леса (древесина), а также поля (зеленые растения), луга (солома), моря (водоросли), и т.п.
Химические источники энергии являются «традиционными», однако их использование оказывает влияние на климат планеты. При нормальном функционировании экосистемы, солнечная световая энергия преобразуется в форму химической, и хранится в ней на протяжении продолжительного времени. Использование этих природных запасов, да и вообще нарушение энергетического баланса планеты приводит к непредсказуемым последствиям. энергетический кризис ресурс химический
Человек не использует химическую энергию непосредственно (разве что к такому использованию можно отнести некоторые химические реакции).
Обычно химическая энергия, выделившаяся в результате разрыва высокоэнергетических и образования низкоэнергетических химических связей, выделяется в окружающую среду в виде тепловой энергии. Химическую энергию можно назвать наиболее распространенной и широко используемой с древности и до наших дней. Любой процесс, связанный с горением, имеет в своей основе энергию химического взаимодействия органического (реже минерального) вещества и кислорода.
Современное промышленное высокотехнологичное «горение» осуществляется в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах, в плазменных генераторах и топливных элементах. Однако такие устройства, как турбины и двигатели внутреннего сгорания между сырьем (химической энергией) и конечным продуктом (электрической энергией) имеют нехорошего посредника - тепловую энергию. К великому сожалению ученых и инженеров, к.п.д. тепловых машин довольно мал - не более 40%. Ограничения на дальнейший рост кпд наложены не материалами, а самой природой. 40% - это предельный кпд тепловой машины и дальше его увеличить невозможно.
Химические способы добычи энергии :
I. Горение углеводородов (сжигание нефти, каменного угля и природный газ и т.п.)
II. Гальванические элементы
A. Батарейки
B. Аккумуляторы
1. Свинцово-кислотный аккумулятор
2. Литий-ионный аккумулятор
3. Литий-полимерный аккумулятор
III. Биохимическая энергия
IV. Топливный элемент - электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне -- в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе.
Гальванические элементы -химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. Назван в честь Луиджи Гальвани. Переход химической энергии в электрическую энергию происходит в гальванических элементах.
Батарейки - обиходное название источника электричества для автономного питания разнообразных устройств. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения или ёмкости.
Аккумуляторы. Электрический аккумулятор -- химический источник тока многоразового действия (то есть в отличие от гальванического элемента химические реакции, непосредственно превращаемые в электрическую энергию, многократно обратимы). Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.
Свинцово-кислотный аккумулятор. Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в среде серной кислоты. Химическая реакция (слева направо -- разряд, справа налево -- заряд):
? Анод : (+)
? Катод : (-)
Литий-ионный аккумулятор -
Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделенных пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решетку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, окислы (LiMO2) и соли (LiMRON) металлов.
Литий-полимерный аккумулятор -
это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике, радиоуправляемых моделях и пр.
Биохимическая энергия гликолиза -
Глпроцесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Гликолиз состоит из цепи последовательных ферментативных реакций и сопровождающийся запасением энергии в форме АТФ и НАДH.
Глюкозу можно использовать в качестве разработки топливного элемента
Единственное, что нужно для добычи энергии из углеводов - катализатор, который бы извлекал электроны из глюкозы и передавал из к электроду. В настоящее время в качестве катализатора можно использовать гербициды. Кроме того, гербициды позволят существенно снизить стоимость таких решений. Для сравнения, в водородных топливных элементах в качестве катализатора используется дорогостоящая платина.
Принцип работы топливного элемента на водородном топливе
Водородный топливный элемент ТЭ представляет собой электрохимическое устройство, преобразующее энергию реакции соединения водорода с кислородом напрямую в электричество, минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Поэтому у ТЭ энергетический КПД значительно выше, чем у традиционных энергоустановок и может составлять 90%.
Химические реакции в ТЭ идут на пористых электродах (аноде и катоде), активированных катализатором (обычно на основе платины или других металлов платиновой группы), по следующей схеме. Водород поступает на анод топливного элемента, где его атомы разлагаются на электроны и протоны:
h3 = 2e- + 2H+
Электроны поступают во внешнюю цепь, создавая электрический ток. Протоны, в свою очередь, проходят сквозь протонообменную мембрану на катодную сторону, где с ними соединяется кислород и электроны из внешней электрической цепи с образованием воды:
4H+ + 4e- + O2 = 2h3O
Побочными продуктами реакции, таким образом, являются тепло и водяной пар. Напряжение, возникающее при этом на единичном ТЭ, обычно не превышает 1,1 В. Для получения необходимой величины напряжения ТЭ соединяются последовательно в батареи, а для получения необходимого тока батареи ТЭ соединяются параллельно. Такие батареи ТЭ вместе с элементами газораспределения и терморегулирования монтируются в единый конструктивный блок, называемый электрохимическим генератором.
Вывод
Нефть еще длительное время будет оставаться основным источником энергии. Ее добыча, конечно, будет все усложняться. Уже сейчас треть всей нефти добывается со дна морей, и именно этот способ будет превалировать, хотя он дорог и становится все дороже. Если двадцать лет назад техника позволяла доставать нефть в море с глубины 200 метров, то десять лет назад эта цифра удвоилась, а сейчас имеется возможность бурить подводные нефтяные скважины на глубину до двух километров.
На сколько лет хватит запасов нефти?
Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2012 год) 257 млрд т (1467 млрд баррелей), неразведанные - оцениваются в 52-260 млрд т (300-1500 млрд баррелей).Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли (также растёт и потребление нефти - за последние 40 лет оно выросло с 20,0 до 32,4 млрд баррелей в год). Однако, начиная с 1984 г., годовой объём мировой нефтедобычи превышает объём разведываемых запасов нефти. Мировая добыча нефти в 2012 г. составляла около 5,7 млрд т в год, или 32,8 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 45 лет, неразведанной - ещё на 10-50 лет.
Поэтому человечеству требуется найти новые способы добычи энергии (например, мирная термоядерная энергия или водородное топливо). Уже сейчас разработаны автомобили на водородном топливе, которые могут в будущем составить конкуренцию электромобилям. Возможно в будущем, когда запасы углеводородного топлива исчерпаются, человечество сможет обеспечить себя энергией и найдёт новые эффективные способы её добычи.
Вместе с тем, говоря о потреблении энергии, следует отметить, что в постиндустриальном обществе должна быть решена еще одна основополагающая задача - стабилизация численности населения. Совершенно очевидно, что бесконтрольный рост населения ставит непосредственную угрозу существования человека, так как постоянно растущему населению требуется всё больше и больше энергии.
Размещено на Allbest.ru
...История и основные этапы зарождения и развития современной химии, ее главные проблемы в XXI веке, тенденции и анализ дальнейших перспектив. Особенности использования достижений в области данной науки в процессе решения энергетических проблем общества.реферат [25,5 K], добавлен 16.06.2014
Значение и место в составе Солнца водорода, его роль в степени излучаемой планетой энергии. Значение данного элемента в жизни человека, поиски аналогов, химические и физические свойства. Возможности использования водорода как источника энергии будущего.реферат [40,5 K], добавлен 16.01.2010
Исследование сырьевой базы калийных удобрений. Характеристика способов их производства, физико-химические основы. Технологическая схема производства, основное оборудование, использование сырья, материалов, воды и энергии. Воздействие на окружающую среду.курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.12.2014
Схематическое представление энергетических решений уравнения Шредингера для атома водорода. Строение многоэлектронных атомов, принцип Паули. Принцип наименьшей энергии, правило Хунда. Характеристика электронных уровней, их связь со свойствами элементов.презентация [344,1 K], добавлен 11.08.2013
Гармонические и ангармонические колебания. Кривая потенциальной энергии и уровни энергии гармонического осциллятора. Колебания многоатомных молекул. Инфракрасные спектры полимеров. Схема инфракрасного двухлучевого спектрофотометра. ИК-Фурье спектрометр.реферат [1,4 M], добавлен 15.11.2013
Термодинамика как отрасль науки, изучающая взаимные превращения различных видов энергии, связанные с переходом энергии в форме теплоты и работы, ее первое и второе начало. Классификация и типы термодинамических систем. Решение термохимических уравнений.презентация [222,7 K], добавлен 05.01.2014
Понятие термохимии как области химической науки, изучающей тепловые эффекты реакций. Формы существования энергии. Параметры состояния системы, ее функции и внутренняя энергия. Измерение теплоты реакции. Стандартная энтальпия образования вещества.презентация [198,1 K], добавлен 22.04.2013
Исследование физических и химических свойств водорода, методов его получения и применения. Характеристика топливного водородно-кислородного элемента Бэкона, хранения энергии планирования нагрузки. Анализ состава космического топлива, особой роли платины.курсовая работа [58,6 K], добавлен 11.10.2011
Понятия химической кинетики. Элементарный акт химического процесса. Законы, постулаты и принципы. Закон сохранения энергии. Принцип микроскопической обратимости, детального равновесия, независимости химических реакций. Закон (уравнение) Аррениуса.реферат [74,3 K], добавлен 27.01.2009
Определение константы равновесия реакции. Вычисление энергии активации реакции. Осмотическое давление раствора. Схема гальванического элемента. Вычисление молярной концентрации эквивалента вещества. Определение энергии активации химической реакции.контрольная работа [21,8 K], добавлен 25.02.2014
Энергетические кризисы
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Введение
энергетика кризис экономический
Экономический кризис выявил противоречие между состоянием современной энергетики и потребностями общественного развития. Рост цен на углеводороды в 2001-2008 годах сопровождал экономический подъем и стал одним из факторов его удушения. Отстаиваемые властями и корпорациями альтернативные источники энергии не удешевляют ее и не угрожают сложившемуся положению. Между тем, снижение стоимости генерации является одним из принципиальных условий преодоления глобального кризиса.
Мировая экономика достигла предела развития на базе применения углеводородного топлива. Принявший затяжной характер кризис выражает исчерпание возможностей существующей энергетики. Она не позволяет добиться удешевления товаров и экономического роста. Дороговизна топлива обнаруживается всякий раз, как только правительствам удается добиться на время оживления в экономике.
Рост добычи сланцевого газа, поиск северных месторождений и попытки создать аналоговые виды топлива (биотопливо) выражают кризис энергетики, а не открывают путей к его смягчению. Вне высоких цен на нефть, эти направления не могли бы получить развитие. Удешевления генерации электроэнергии они обеспечить не в состоянии.
Мировой экономический кризис в силу корреляции будет способствовать снижению цен на углеводородное топливо, что станет отражением депрессии. Обострение глобального экономического кризиса остро поставит вопрос о необходимости его преодоления, а не снятия некоторых признаков кризиса в результате денежный вливаний. Следующий экономический подъем на планете будет связан с революционными переменами в энергетике. Удешевление электроэнергии обеспечит снижение себестоимости товаров, рост применения робототехники, появление новых материалов и видов товаров. С другой стороны, кризис, через социально-политические преобразования, приведет к распространению долговременной политики поддержания спроса.
Объектом данной курсовой работы является мировая экономика.
Предметом данной курсовой работы служит энергетические кризисы.
Целью данной работы является анализ экономических кризисов современности.
Для реализации данной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Ознакомится с теоретическими аспектами энергетического кризиса и причинами его возникновения.
2. Рассмотреть современные энергетические кризисы.
Данная курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Глава 1. Понятие энергетический кризис и причины его возникновения
Сейчас как основные энергетические ресурсы используются торф, уголь, нефть, природный газ. Установлено, что их химическая энергия была накоплена на протяжении тысячелетий благодаря биологическим процессам. Статистические данные по использованию этих ресурсов показывают, что в ближайшие столетия они будут исчерпаны. Поэтому, на основе закона о сохранении энергии, люди (если не найдут других источников энергии) будут поставлены перед необходимостью в ограничении ее потребления, и это приведет к снижению уровня материального благосостояния человечества. Энергетический кризис заключается не просто в недостатке энергии, а в недостатке энергии, пригодной для превращения в механическую энергию. Например, мы видели, что во время работы тепловых двигателей происходило определенное преобразование химической энергии топлива в механическую энергию. Это преобразование энергии необратим, а запасы топлива на нашей планете неуклонно уменьшаются. Например, разведанных запасов нефти с нынешними темпами ее использования хватит всего на несколько десятилетий. Таким образом, энергетический кризис является следствием необратимости процессов, происходящих в природе и технике. Новиков И., Грядет период непредсказуемости // Красная звезда, -2011. - С. 21-22
Экологический кризис представляет собой своего рода нарушение равновесия в природных системах, между их составными частями: водой, воздухом, почвой, животным и растительным мирами, человеком и его деятельностью. Поскольку в природе все взаимосвязано, нарушение одного компонента (например, истощение водных запасов) ведет к изменению других (высушивание и похолодание климата, изменения почв и видового состава организмов). В такой ситуации возникает дисбаланс между возможностями природы и потребностями человека, что неизбежно приводит к обострению взаимоотношений в обществе. Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине XX века. Энергетический кризис 1973 - 1974 г. Электронный ресурс. Режим доступа. [forexman.info/articles/703/]
Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачок, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации нашей планеты, хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей. Во всех тепловых двигателях в качестве холодильника конце концов используется окружающую среду (атмосферный воздух и вода открытых водоемов). В результате происходит повышение температуры окружающей среды, названное «тепловое загрязнение». Тепловое загрязнение усугубляется тем, что при сгорании огромного количества топлива повышается концентрация углекислого газа в земной атмосфере, а при большой концентрации углекислого газа атмосфера не «выпускает» в космическое пространство тепловое излучение нагретой Солнцем поверхности Земли. В результате возникает «парниковый эффект», т.е. температура повышается еще больше. Экологическая проблема современного мира не только остра, но и многогранна. Она существует практически во всех отраслях материального производства (особенно в сельском хозяйстве, химической промышленности, черной и цветной металлургии, атомной энергетике). Глобальная энергетическая проблема. Электронный ресурс. Режим доступа. [http://www.grandars.ru/student/mirovaya-ekonomika/energeticheskaya-problema.html]
В настоящее время среди традиционных видов энергетических ресурсов в мировом масштабе преобладает теплоэнергетика. На базе нефти, например, вырабатывается 39% всей электроэнергии мира, на базе угля - 27%, газа - 24%, то есть 90% общей выработки всех электростанций мира приходится на не возобновляемые природные ресурсы. Такой подход обусловливает наличие в энергетической отрасли периодически проявляющихся кризисов. Несмотря на значительный рост потребления энергии от возобновляемых источников, наблюдается ренессанс атомной и угольной энергетики, продолжает расти спрос на нефть, и все равно источников его удовлетворения к 2030 г. будет не хватать.
Локальные энергетические кризисы впервые возникли ещё в доиндустриальной экономике, например, в Англии в XVIII в. в связи с исчерпанием лесных ресурсов и переходом на угольную энергетику. Но как глобальная проблема недостаток энергоресурсов проявился в 1970-х гг., когда разразился энергетический кризис, выразившийся в резком скачке цен на нефть (в 1972-1981 гг. цены выросли в 14,5 раз), что создало серьезные трудности для мировой экономики. Несмотря на то, что многие затруднения были преодолены, глобальная проблема обеспечения человечества топливом и энергией актуальна как никогда. Динамика изменения энерготехнологий отражена на рис.1.
Рис.1 Динамика изменений энерготехнологий
Человечество стоит на пороге пересмотра стратегии решения трех жизненно важных взаимосвязанных проблем: энергоресурсных, энергоэкономических и энергоэкологических. Причина их возникновения и резкого усугубления связана с традиционной углеводородной энергетической базой современной цивилизации.
Ученые мира утвердились во мнении, что энергетика, построенная на окислительных процессах углеводородов, бесперспективна. Она обусловливает выбросы в атмосферу, гидросферу и литосферу углеводородов, в том числе высокоактивного парникового газа метана, сероводорода, оксидов азота, оксидов углерода, парафинов и различных нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, ингибиторов и деэмульгаторов, и других высокотоксичных отходов. Из-за этих выбросов в природе превышен порог чувствительности экологических систем, а их естественная саморегуляция уже практически невозможна.
Энергия является своеобразной «валютой», в обмен на которую природа отдает часть своих богатств, поддерживая тем самым существование человека. Для удовлетворения его потребностей в продовольствии и сырьевых ресурсах требуется все больше энергетических затрат, поэтому очевидно, что энергетическая проблема является одной из приоритетных проблем, стоящих перед человечеством. На протяжении всей истории своего развития человечество потребляло энергию. Смена источников энергии (древесина-уголь-нефть-природный газ-ядерная энергия-термоядерный синтез) - это, по сути, своеобразные вехи цивилизации. Это история изобретения и постоянного внедрения новейших способов преобразования энергии, освоения вновь открытых первичных источников и, в конечном итоге, роста энергопотребления. Гринин Л.Е., Коротаев А.В., Глобальный кризис в ретроспективе. Краткая история от Ликурга до Алана Гринспена. - М.: Либроком, 2010, - 335с.
Бурное развитие науки и техники в ХХ в., широкое использование электрической энергии привели к быстрому росту объемов добычи полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа. Важную роль здесь сыграли многие факторы: первоначальная легкость их добычи и транспортировки, широкая область применения, высокая теплота сгорания. В структуре экспорта РФ в страны дальнего зарубежья в 2013 г. по-прежнему преобладали топливно-энергетические товары (42,81%), минеральные продукты (43,28%), 4,35% приходится на металлы и изделия из них. Такая направленность отечественной экономики тупиковая. Материалы с минимальной добавленной стоимостью, каковыми являются первичные ресурсы не способствуют наполнению ВВП.
В то же время развитые страны в качестве основополагающей концепции дальнейшего развития энергетики приняли концепцию энерго- и ресурсосбережения. Наиболее признанный в мире монреальский девиз развития цивилизации в XXI в. гласит: «Самый важный источник энергии будущего - энергия экономии». Любое недостаточно продуманное наращивание «необходимой для дальнейшего развития цивилизации» энергетической мощности на базе устаревших технологий усложняет решение проблемы обеспечения глобальной экологической безопасности планеты. Мир уже столкнулся с фактом, что затраты энергии на обеспечение экологической безопасности превышают её прирост, получаемый за счет создания вновь строящихся объектов на базе традиционных технологий. В сложившихся условиях будущее будет за государствами, где в основе их развития доминируют высокие, ресурсосберегающие технологии. Для любой организации, желающей преуспеть в современной экономике, необходимы интеллектуальные, простые в эксплуатации замкнутые энерго- и ресурсосберегающие технологии.
По мнению специалистов Института энергетической стратегии («ГУ ИЭС»), почти весь рост энергопотребления (93%) обеспечат страны, не входящие в Организацию экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). К 2030 г. потребление энергии в странах, не входящих в ОЭСР, вырастет на 61% по сравнению с 2011 г., причем темпы роста составят 2,5% в год (или 1,5% в год в расчете на душу населения). На их долю придется 65% мирового потребления (по сравнению с 53% в 2011 г.). Потребление энергии странами ОЭСР в 2030 г. станет выше всего на 6%, чем в 2011 г. (0,3% в год), и будет сокращаться в расчете на душу населения (0,2% в год). Расход энергии на производство электричества вырастет к 2030 г. на 49% (2,1% в год) и составит 57% от мирового роста потребления первичных энергоресурсов. Еще 25% обеспечит рост прямого использования энергоносителей в промышленности (1,4% в год).
По мнению специалистов «ГУ ИЭС» мир стоит на пороге энергетической революции, содержанием которой будет переход к постиндустриальной энергетике, по сути, к новой энергетической цивилизации. Предпосылки такой революции в развитых странах сформировались в 2000-х гг. Энергетика индустриальной фазы - это крупные централизованные источники энергии на ископаемом топливе с ориентацией на валовой поток энергии. Энергетика постиндустриальной фазы - это децентрализованные источники энергии с ориентацией на использование энергии возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и управление потоком энергии. По сути, это переход от «силовой» энергетики к так называемой «умной» энергетике. Основные направления энергетической революции:
· - энергосбережение;
· - «умные» сети («умная» энергетика);
· - электроэнергетические системы нового поколения;
· - децентрализация энергетики;
· - возобновляемые источники энергии;
· - альтернативные виды энергоснабжения транспорта;
· - углеродные рынки Гузнова А., Шибанова-Роенко Е.А., Влияние энергетического кризиса 1973 года на экономику РФ. Электронный ресурс. Режим доступа. [http://www.rae.ru/forum2012/187/274]
В перспективе к 2050 г. мировое потребление первичной энергии вырастет примерно в 1,2-1,6 раза. В инерционном сценарии потребление первичной энергии в развитых странах к 2050 г. вырастет в 1,2 раза, в развивающихся странах - в 1,9 раза. Быстрая индустриализация развивающихся стран потребует массированного наращивания потребления энергоносителей. В стагнационном сценарии потребление первичной энергии в развитых странах к 2050 г. вырастет в 1,1 раза, в развивающихся странах - в 1,4 раза. Постиндустриальное развитие в развитых странах определит стагнацию, а затем и снижение потребления энергии (с 2030 г.), а климатическая и экологическая политика будут способствовать распространению этих тенденций на развивающиеся страны. В инновационном сценарии потребление первичной энергии в развитых странах к 2050 г. вырастет в 1,1--1,2 раза, в развивающихся странах - в 1,7-1,8 раза. Умеренные темпы роста потребления энергии при высоких темпах роста ВВП будут обусловлены становлением новой энергетической цивилизации.
С точки зрения структуры производства энергии основной тенденцией во всех сценариях будет сдвиг в пользу возобновляемой энергетики. Доля новых ВИЭ (без большой гидроэнергетики) к 2050 г. достигнет 10-35% мирового потребления первичной энергии (в 2010 г. - 1,8%). При этом доля гидроэнергетики возрастет с 4,8 до 5,2-6,6%. Максимальное развитие возобновляемой энергетики (особенно солнечной) будет наблюдаться в инновационном сценарии, минимальное (преимущественно ветровой) - в инерционном сценарии.
При разработке прогнозов будущей энергетики многие страны усвоили уроки топливно-энергетических кризисов 1970-х гг. и кардинально изменили свою политику в области энергопотребления, положив в основу принцип сбережения как энергии, так и энергетических ресурсов. Лидером в области разработки и реализации политики энерго- и ресурсосбережения среди экономически развитых стран мира являются США, в Европе - Германия. За последние годы в США принято 42 федеральных закона о регулировании деятельности в энергетическом секторе, в том числе закон «О национальной энергетической политике». Введены в действие эффективные энергетические установки с КПД около 60%. Огромных успехов в разработке новых генерирующих технологий добился Китай.
Важным фактором энергетической политики на Западе стало совершенствование структуры топливно-энергетического баланса с целью снизить долю дефицитных видов топлива, прежде всего нефти и газа. В интересах повышения энергетической безопасности мировое сообщество в последние годы прилагало особые усилия по разведке невозобновляемых источников энергии. Вследствие повышения оценок запасов сырья, находящегося в первую очередь в нефтеносных песках Канады и залежах Венесуэлы, а также других месторождениях, глобальные запасы нефти существенно выросли (к началу 2012 г. до 234 млрд т), что позволило скорректировать период обеспеченности мировой экономики данным энергоносителем по состоянию на начало 2012 г. до 54 лет (против 46 лет на начало 2011 г.). В результате повышения оценок залежей природного газа в Туркмении, Иране, Китае и США (сланцевого газа) мировые запасы газа увеличились к 2012 г. до 208 трлн м3 (в начале 2011 г. - 196 трлн м3), а предполагаемый срок их использования - с 59 лет до 64 лет. Объем мировых залежей угля остался прежним, хотя расчетный период их потребления был несколько сокращен - до 112 лет (со 118 лет в начале 2011 г.) ввиду повышения оценки ежегодного мирового расхода данного энергоносителя. В странах, относящихся к числу экономически передовых и развивающихся, особое значение отводится развитию ядерной энергетики.
Одной из характерных черт развития энергетики за рубежом является электрификация многих производственных процессов при расширении сферы получения электрической энергии от ВИЭ. К числу перспективных технологических направлений развития энергетики можно отнести:
· совершенствование конструкции энергетических установок, включая разработку и использование принципиально новых способов генерирования энергии;
· совершенствование средств и методов транспортировки энергии и ресурсов;
· расширение возможностей ВИЭ;
· экономное потребление произведенной энергии.
Особое внимание уделяется генерирующим устройствам, в которых широко внедряются новые методы и способы повышения энергосбережения. Полезное использование топлива при производстве электрической энергии в развитых странах достигло 30-40% и более, а при производстве тепловой энергии - от 40 до 50%. Повышенное внимание уделяется использованию относительно новых или ранее не применявшихся видов топлива, в том числе:
· биогаза;
· топлива, полученного синтетическим путем;
· топлива, полученного из растительного сырья;
· диспергированных и смешанных видов топлива.
В то же время в глобальной энергетике уже в ближайшие 25 лет мир столкнется со следующими проблемами:
· уголь, нефть и природный газ будут оставаться незаменимыми источниками энергии для покрытия прогнозируемого суммарного роста энергопотребления;
· мировые запасы энергетических ресурсов пока ещё не исчерпаны, однако дальнейшее расширение объемов добычи нефти и природного газа из традиционных источников может быть связано с накапливающимися рисками. Данные риски создают значительные, а порой и непреодолимые трудности для удовлетворения прогнозируемого спроса на энергоносители;
· для ограничения этих рисков потребуется разработать принципиально новые энергогенерирующие технологии, увеличить темпы освоения всех экономически целесообразных источников энергии, включая уголь, атомную энергию, биомассу, другие возобновляемые источники энергии и нетрадиционные способы добычи не природного газа. Гузнова А., Шибанова-Роенко Е.А., Влияние энергетического кризиса 1973 года на экономику РФ. Электронный ресурс. Режим доступа. [http://www.rae.ru/forum2012/187/274]
В своей дальнейшей деятельности человечество должно учитывать, что нефтедобыча в мире за последние 5 лет в 2 раза превысила прирост новых открытых или освоенных запасов. Такое положение чрезвычайно усугубляет ситуацию с ускоренным исчерпанием нефтяных ресурсов. В промышленной разработке сейчас находится около 1100 нефтяных месторождений, на которых пробурено более 150 тыс. скважин. Специалистами в области энергетики сформулированы общие проблемы на пути её дальнейшего развития. Наиболее часто встречающие предложения могут быть представлены следующим образом.
1) Мировая экономика достигла предела развития на базе применения углеводородного топлива. Принявший затяжной характер кризис показал исчерпание возможностей существующей энергетики. Она не позволяет добиться удешевления товаров и экономического роста. Дороговизна топлива обнаруживается всякий раз, как только правительствам удается добиться на время оживления в экономике.
2) Рост добычи сланцевого газа, поиск северных месторождений и попытки создать аналоговые виды топлива (биотопливо) выражают кризис энергетики, а не открывают путей к его смягчению. Вне высоких цен на нефть эти направления не могли бы получить развитие. Обеспечить удешевление генерации электроэнергии они не в состоянии.
3) Мировой экономический кризис в силу корреляции будет способствовать снижению цен на углеводородное топливо, что станет отражением депрессии. Обострение глобального экономического кризиса поставит вопрос о необходимости его преодоления, а не снятия некоторых признаков кризиса в результате денежный вливаний.
4) Следующий экономический подъем на планете будет связан с революционными переменами в энергетике. Удешевление электроэнергии обеспечит снижение себестоимости товаров, рост применения робототехники, появление новых материалов и товаров. В то же время кризис через социально-политические преобразования приведет к распространению долговременной политики поддержания спроса.
5) Дороговизна углеводородов и широкое применение дешевой рабочей силы низкой квалификации взаимосвязаны. Попытки неолиберальных правительств еще более снизить цену рабочих рук за счет девальвации и мер «жесткой экономии» разрушают потребительский спрос и расширяют материальную базу кризиса.
6) Атомная энергетика не обеспечила за последние десятилетия удешевления электроэнергии. Она сосуществует с нефтегазовой энергетикой как ее дополнение. Разнообразные планы постепенного вытеснению углеводородов альтернативными источниками не состоятельны с точки зрения задач, стоящих перед экономикой. Биотопливо, геотермальная, гелио- и ветроэнергетика, а также водородная энергетика не могут принципиально решить проблему, а управляемый термоядерный синтез пока остается на фазе научных исследований. Альтернативная энергетика выступает как дополнение к углеводородной энергетике, но не как ее замена.
7) Сырьевые и финансовые корпорации не заинтересованы в коренном энергетическом перевороте, грозящем обесценить многие инвестиции. Правительства, как политические агенты крупного бизнеса, не хотят вытеснения старой энергетики и субсидируют аналоговые проекты, но не исследования, ориентированные на качественное преобразование энергетики. Монополии и власть образуют консервативный блок, сознавая, что любые серьезные изменения в энергетике ставят под удар господство существующих сырьевых и энергетических монополий.
8) Главные черты новых решений в энергетике должны состоять в значительном снижении стоимости генерации, возможности получения значительно большего количества энергии, автономности генерации и снятии географических ограничений для работы устройств. Имеет значение также потребность в способах беспроводной передачи электричества в большом количестве на значительные расстояния с минимальными потерями. Для повышения производительности труда обилие дешевой энергии имеет решающее значение.
9) Революция в энергетике может произойти только после перехода экономического кризиса в фазу депрессии. Важным условием является ослабление или уничтожение политической власти западных финансовых корпораций, а также корпораций нефтегазовой сферы.
10) Российская электроэнергетика находится в состоянии упадка, а генерирующие мощности физически разрушаются. Качество кадров ухудшается. Плачевное состояние отрасли отражает системный кризис отечественной науки, образования и промышленности. Сырьевые монополии стремятся обеспечивать себя недорогим электричеством через контроль над генерирующими компаниями, а население, малый и средний бизнес вынуждены все больше платить за энергию. При этом средства из электроэнергетического сектора выводятся.
11) Согласно планам правящего класса Россия должна остаться периферийной по характеру экономики страной. Глобальный экономический кризис и начавшийся в России политический кризис нарушат эти расчеты и откроют путь для возрождения электроэнергетики уже на новой революционной базе.
12) Подлинная инновационная энергетика сформировалась как научно-технологическое направление практически независимо от официальных структур. Среди ее векторов выделяются: «холодный ядерный синтез», атмосферная электроэнергетика, вихревые теплогенераторы, магнитомеханический усилитель мощности, индукционные нагреватели, двигатели без выброса массы, плазменные генераторы электроэнергии, напряженные замкнутые контуры, энергоустановки на основе динамической сверхпроводимости.
13) В различных областях инновационного энергетического поиска уже получены практически значимые результаты, в других - исследования ведутся на уровне лабораторных или полупромышленных моделей. Государство и корпоративный сектор в России игнорирует практически все подобные работы.
14) Создание группой итальянских ученых во главе с Андреа Росси «катализатора энергии», генератора E-Cat пробивает брешь в обороне консерваторов. Вместе с «холодным синтезом» значительным потенциалом развития обладают исследовательские работы по получению накапливаемого в атмосфере электричества (США, Бразилия) и КОРТЭЖ - технология российских ученых.
15) В ближайшие годы появятся и другие изобретения, радикально снижающие себестоимость энергии и новые способы сохранения и передачи электроэнергии. В настоящее время ведутся работы над нанопроводниковыми аккумуляторами и беспроводной передачей электричества.
16) Общество может приступить к осуществлению крупных проектов в инновационной энергетике. Благодаря этому будет создано важное условие выхода из тупика как энергетической отрасли, так и всей экономики. Дальнейшая блокировка этого процесса лишь осложнит судьбу сырьевых монополий.
Стоит ожидать обесценивания значительных инвестиций, сделанных ранее. Финансово-сырьевой блок потерпит поражение. Перемены станут частью развития глобального кризиса, включая порождение им острых политических кризисов. Их разрешение обернется изменением государственной модели многих стран, социальной и экономической политики. Энергетика - область капиталоемкая и инерционная: инвестиционные решения, принимавшиеся при низких ценах на первичные ресурсы, встроены в технологии и в представление об их целесообразности. Изменить характер роста под влиянием высоких цен на энергоресурсы в принципе возможно, но это потребует времени, больших затрат и новых технологических решений. Ближайшие годы мировяя экономика будет продолжать жить при технологиях, которые были внедрены за предыдущие полтора десятилетия .
Глава 2. Современные энергетические кризисы
Размер экономических потерь банковской системы, взаимодействующих в режиме реального масштаба времени с биржами (или для самих бирж) окажется во много раз больше. По расчетам экономистов, объем мирового рынка бесперебойного энергопитания оценивается в настоящее время в 5 млрд. долл. Ежегодно этот объем увеличивается на 30%. Мировой рынок устройств и систем, обеспечивающих бесперебойное энергопитание, непрерывно увеличивается.
Заключение
В заключение данной курсовой работы можно сделать следующие выводы. Энергетический кризис - это явление, которое возникает, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения.
Длительное время мировая экономика обходилась без инноваций в энергетике. Прогресс в информационной сфере 1970-2000-х годов соединялся с застоем в области энергетики. Так называемые «альтернативные источники» не создавали реальной замены сжиганию углеводородного топлива. Биотопливо, ветровые и солнечные генераторы не ставили под удар старую энергетику. Разработки революционных технологий в энергетике, для получения атмосферного электричества или экономичной автономной генерации, блокировались правительствами и корпорациями. Появление реактора Росси пробивает брешь в обороне консерваторов. В ближайшие годы появятся и другие изобретения, радикально снижающие себестоимость энергии.
Новые генераторы позволят предприятиям и людям автономно получать дешёвое электричество. Составной частью глобального экономического кризиса является энергетический кризис, выражающийся в удорожании ключевых энергоресурсов, нефти и газа. Резкое удешевление электроэнергии -- одно из необходимых условий преодоления кризиса и запуска нового подъема в экономике. И чем скорее оно будет выполнено, тем скорее пойдет дальнейший научный, культурный, социальный, политический и экономический прогресс человечества.
Размещено на Allbest.ru
