Электроэнергетика

1. Основные черты современного развития электроэнергетики

В современных условиях повышенными темпами развивается мировое производство электроэнергии. Большая часть мирового производства электроэнергии приходится на небольшую группу стран, среди которых отмечаются США, Китай, Япония, Россия, Канада, Германия, Франция, Индия и т.д.. Разрыв в производстве электроэнергии между развитыми странами и развивающимися странами, очень велик: на долю развитых стран приходится около 65 % всего производства электроэнергии, на долю развивающихся стран-22 %, на бывшие социалистические страны-13%. Больше электроэнергии на душу населения производят в Норвегии, Исландии, Канаде, Швеции, США, Новой Зеландии. Слишком маленькие душевые объемы производства электроэнергии в беднейших странах мира. Это означает, что большинство населения этих стран совсем не использует электроэнергию.

Рост потребления электроэнергии связано с прогрессивными изменениями, происходящими в промышленном производстве под влиянием НТР: с автоматизацией и механизацией производственных процессов, широким применением электроэнергии в технологических процессах, повышением степени электрификации всех отраслей хозяйства. К тому же значительно возросло потребление электроэнергии населением в быту в связи с улучшением условий и качества жизни, распространением радио-и телеаппаратуры, бытовых электроприборов, компьютеров и т.п..

С глобальной электрификацией связано непрерывное увеличение объемов производства электроэнергии в расчете на душу населения планеты (с 381 кВт-ч в 1950 г. до почти 3000 кВт-ч в 2005 г.). Среди лидеров по этому показателю страны с незначительной численностью населения (и в основном экономически развитые) Исландия, Норвегия, Кувейт, Канада, Финляндия, Швеция, Австралия.

Всего в мире 62 % всей электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), около 19 %-на гидроэлектростанциях (ГЭС), почти 18 %-на атомных электростанциях (АЭС) и 1 %-дают альтернативные источники энергии (геотермальные, приливные, солнечные, ветровые и другие электростанции).

2. Теплоэнергетика

Первые тепловые электростанции (ТЭС) появились в конце XIX в. (в 1882 г.-в Нью-Йорке и в 1883 г.-в Санкт-Петербурге). Их сооружение дешевле, чем электростанций других типов, сроки строительства короче, они могут использовать различные виды топлива (мазут, природный газ, каменный и бурый уголь).

Крупные ТЭС строят преимущественно в районах добычи топлива (угля) или в местах, удобных для его подвоза (т.е. в портовых городах). Тепловые станции, работающие на мазуте, сооружают вблизи нефтеперерабатывающих заводов, а те, что работают на природном газе-вдоль трасс газопроводов.

В страны, где подавляющее большинство электроэнергии производится на ТЭС, принадлежащих США, Китай, Япония, Россия, Германия, Польша, ЮАР, Австралия и др.. Наибольшей ТЭС в мире является « Сургутская-2» в России

3. Гидроэнергетика

С изобретением в XIX в. гидротурбины и электрической машины начался новый этап в развитии гидроэнергетики – строительство гидроэлектростанций (ГЭС), преобразующие энергию водяного потока в электрическую энергию. Энергия, которую вырабатывают ГЭС, является дешевой, а их главное преимущество-использование возобновляемого источника энергии-воды. Однако одновременно сооружения ГЭС приводит к большим экологическим проблемам (затопление плодородных земель, заиление водохранилищ, препятствие для миграции рыб и т.п.).

Большую часть электроэнергии производится на ГЭС страны, имеющие мощные гидроэнергетические ресурсы: Бразилия (в стране действуют более 20 крупных ГЭС), Норвегия, Канада, Швеция, Россия, Австрия, Колумбия, Новая Зеландия и т.д.. Крупнейшие по мощности ГЭС бразильско-парагвайский гидроэнергетический комплекс « Итайпу » на г. Парана (84, 2); венесуэльская «Гури » на р Карон.

Крупнейшие ГЭС в России построены на р Енисей: Красноярска и Саяно-Шушенская. Завершается строительство крупнейшей в мире ГЭС-« Санься » на реке Янцзы в Китае (ее мощность должна превысить 17 млн ​​кВт).

4. Ядерная энергетика

Основой ядерной энергетики являются атомные электростанции (АЭС), источником энергии которых служит ядерный реактор, а топливом-уран (U) и плутоний (Pu). Строительство АЭС обходится дороже, чем обычных ТЭС. Атомные электростанции, в отличие от обычных ТЭС, не загрязняют атмосферу, однако гораздо опаснее радиоактивные выбросы при авариях на АЭС или из-за нарушения технологических режимов. Так, в результате аварии 1986 г. на Чернобыльской АЭС в Украине повысился уровень радиации в двадцати странах (от Норвегии до Персидского залива). Поэтому важнейшими проблемами, от решения которых зависит дальнейшее развитие ядерной энергетики, является надежное захоронение радиоактивных отходов и защиту человека и окружающей среды от радиоактивного загрязнения.

Начало атомной энергетики пришелся на 1954 г., когда в Советском Союзе заработала первая в мире АЭС в г. Обнинск. Сейчас атомные электростанции действуют уже в 33 странах мира, в частности во Франции (производят 77 % электроэнергии в стране), Литве (76%), Украина (43%), а также в Южной Корее, Швеции, ФРГ, Японии (крупнейшая в мире АЭС «Фукусима ») (84, 3), Великобритании, США, России, Канаде и др..

В связи с психологическим воздействием на население аварий на АЭС в разных странах мира и активизацией деятельности противников ядерной энергетики темпы ее развития заметно снизились. Важными причинами снижения производства электроэнергии на АЭС стали также высокие затраты, длительные сроки выдачи лицензий на строительство и эксплуатацию АЭС, большая продолжительность проектирования и сооружения объектов ядерной энергетики и, конечно, сложность решения технических проблем безопасности АЭС, утилизации радиоактивных отходов, консервации станций после завершения сроков их эксплуатации.

5. Использование нетрадиционных источников энергии

Сейчас оно еще незначительное и имеет преимущественно местное значение. На приливных электростанциях (ПЭС) для выработки электроэнергии используют энергию морских (океанских) приливов. Первую в мире приливную электростанцию ​​был построен в Бретани (Франция) в 1955 близ устья р Ранс на побережье Ла-Манша, где высота приливов достигает 13 м. В бывшем СССР в 1968 вблизи г. Мурманска была построена Кислогубская ПЭС (пока единственная в СНГ). Две ПЭС были построены в 80 -х годах ХХ ст. в Китае и в заливе Фанди между Канадой и США. Планируют открыть ПЭС в Великобритании, России, Индии, Австралии, Южной Корее и др.. Небольшие волновые электростанции работают в Японии (для освещения маяков и навигационных буев) и Норвегии. На использовании внутреннего тепла Земли основывается работа геотермальных электростанций (ГеоТЭС). Они используются в основном для обогрева и теплоснабжения в Исландии (почти полностью отапливается термальными водами) (85, 1), России (на Камчатке), Италии (в 1827 у г. Пиза была построена первая ГеоТЭС в мире), США (Калифорния), Франции, Мексике, Венгрии, Новой Зеландии. Сейчас интерес к ГеоТЭС постоянно повышается и в начале XXI в. геотермальные источники для получения электроэнергии использовались уже почти в 20 странах мира.

Ветроэлектростанции (ВЭС) в большинстве случаев используют в качестве источника электроэнергии небольшой мощности в местах с устойчивым ветровым режимом, значительно удаленных от линий электропередач (например, в Арктике, в прибрежных зонах Каспийского и Охотского морей, в степях и пустынях). Они обеспечивают электроэнергией населения США, Дании, Швеции, ФРГ, Великобритании, Нидерландов, Испании, Греции, Канады, планируется строительство в Китае и Индии.

Мощным неисчерпаемым источником энергии на Земле является солнечная энергия. Практическое использование гелиоэнергетики целесообразно в районах с большим количеством солнечных дней в году. В этом виде энергетики энергию солнечного излучения превращают в электрическую с помощью солнечных батарей, основная сфера использования которых – энергоснабжение космических кораблей и искусственных спутников Земли. В земных условиях солнечные батареи применяют как источник энергии в электромобилях, в устройствах автоматики, радиомаяков, навигационных указателях и т.д.. Строительство гелиоэлектростанций уже осуществили США, Франция, Испания, Италия, Португалия, Япония, они и в Крыму.

С энергетической целью путем непосредственного сжигания применяют также древесину, отходы растениеводства и животноводства. Иногда их перерабатывают в биогаз и спирт. Для этого в зависимости от специализации определенной страны используют отходы сахарного тростника, рисовая шелуха, стебли кукурузы, хлопчатника, скорлупу кокосовых, земляных и других орехов, а также навоз. Очень быстро растет количество таких установок в Китае и Индии.

Все нетрадиционные способы получения энергии должны плюсы и минусы. Достоинства альтернативной энергетики: распространенность большинства ее источников и сравнительная экологическая чистота. Однако главный минус – низкая концентрация. Недостатком является, и изменчивость во времени использования большинства нетрадиционных источников.

Теги: виды энергии, Гидроэнергетика, нетрадиционные источники энергии, Основные черты, Теплоэнергетика, Электроэнергетика реферат, Ядерная энергетика