Источники энергии естественные: Что такое – природные источники энергии? Виды возобновляемых источников энергии

Содержание

Что такое – природные источники энергии? Виды возобновляемых источников энергии

Под выражением «возобновляемая энергия» либо регенеративная, то есть «зеленая энергия», подразумевается энергия источников, неисчерпаемая по человеческим меркам. В окружающей среде она представлена в широком спектре – солнечная, ветровая, водная, включая морские волны и течения, силы приливов и отливов океана, биомассы, геотермального тепла.

Возобновляемые природные ресурсы в жизни человека

В последние годы широкое развитие получила альтернативная энергетика. Она представлена самыми разнообразными видами ВИЭ, которые постоянно возобновляются.

Под формулировкой «возобновляемые источники энергии» подразумеваются определенные формы энергии, вырабатываемые в естественных условиях, за счет происходящих на поверхности Земли природных процессов.

Условно они делятся на классы – возобновляемые и невозобновляемые:

к первому классу относятся источники, которые имеют неисчерпаемые источники энергии по человеческим меркам. Они постоянно пополняются естественным путем в ходе прохождения планетой определенного цикла;
второй класс представлен невозобновимыми природными ресурсами, в число которых входит газ, нефть, уголь, уран. Они относятся к энергоресурсам, сокращающимся с истечением времени без возобновления до прежних размеров.

Возобновляемый источник энергии предоставляют ресурсы, в число которых входит солнечный свет, водный поток, приливы и геотермальная теплота. Их возобновлению способствует круговорот воды в природе, цикличность его определяется временем года. Явление способствует постоянному восполнению энергии естественным путем.

ВИЭ подразделяется на группы – традиционные и нетрадиционные источники

В первую группу входит:

гидравлическая энергия воды, которая преобразуется в электрическую энергию. Каждая энергетическая станция вырабатывает ее посредством действия гидросилового оборудования, устанавливаемого на ней;
энергия биомассы, получаемая в ходе сжигания древесного угля, дров, торфа. Она применяется в основном для выработки тепла, подаваемого в отопительную систему жилых и нежилых зданий;
геотермальная энергия, являющаяся результатом естественного гниения и поглощения минералами, находящимися в недрах земли, солнечной энергии. В сущности, солнце есть неисчерпаемый источник энергии. Его тепловое излучение преобразовывается в электрическую энергию с применением фотоэлементов, тепловых машин.

Вторая группа состоит из энергии, которая существует в природе, окружающей человека:

солнечной;
ветровой;
морских волн и течений;
приливов и отливов океана;
биотоплива;
низкопотенциальной тепловой.

Принцип использования возобновимой энергии заключается в ее извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде геологических процессов. Она предоставляется потребителю, который использует ее для решения технических задач и удовлетворения своих нужд.

Характеристики отдельных ВИЭ

Многие нетрадиционные и возобновляемые источники энергии без затруднений устанавливаются в жилых зданиях. Отдельные его виды можно применять в тяжелой и легкой промышленности, установив в производственных зданиях. В их число входят возобновляемые ресурсы, предоставляемые человеку самой природой.

Наибольшую популярность обрела энергия биомассы, являющаяся одним из видов «зеленой энергии». Она позволяет рационально использовать природные ресурсы планеты. Ресурсами являются отходы деревообрабатывающей и бумажной промышленности, отраслей сельского хозяйства, включая бытовой и строительный мусор, из которого вырабатывается естественным путем метан.

Воздушные массы атмосферы есть своего рода вечный неиссякаемый источник, потому что обладают огромной кинетической энергией. Они перемещаются под воздействием геологической деятельности ветра. Его сила преобразуется в электрическую энергию с помощью ветровых установок. Несмотря на довольно высокую стоимость, они успешно используются в районах со спокойным ландшафтом.

Еще один вечный источник энергии – Солнце. Солнечная энергетика является одним из направлений НВИЭ, основанной на непосредственном применении солнечного излучения для получения энергии. Она является бесплатным источником, который возобновляется. Помимо того, ее относят к категории «чистая энергетика», не производящей вредных отходов. Но солнечные установки применимы только в тех широтах планеты, где достаточно солнечного света для выработки электрической энергии.

Водный поток есть неиссякаемый источник, обладающий потенциальной и кинетической энергией. Она в ходе работы преобразуется в электрический ток. Ярким примером использования гидравлической энергии рек, воды является строительство малых и микро ГЭС, а также крупных ГЭС с большими мощностями.

Малые и микро ГЭС обрели популярность во многих странах, использующих энергию возобновляемых источников малых водотоков с целью выработки электрического тока. Нужно заметить, что в последние годы строительство крупных гидроэлектростанций сократилось до минимума.

«Зеленая энергетика» представлена энергией приливов и отливов океанов, морских волн и течений. Для их использования на берегу морей и океанов строятся приливные станции. Они преобразуют кинетическую энергию вращения Земли, возникающую за счет гравитационных сил Луны и Солнца, которые два раза в сутки изменяют уровень воды.

Достоинства и недостатки ВИЭ

Основное преимущество заключается в том, что возобновляемые ресурсы являются дешевым источником энергии. Это неиссякаемый источник энергии, который предоставлен в неограниченном количестве в окружающей среде, не являясь следствием целенаправленной деятельности человека.

Нужно заметить, что возобновляемые источники энергии имеют один недостаток. Он заключается в низкой степени концентрации, поэтому нельзя получаемую энергию передать на большие расстояния. Как правило, ВИЭ подлежит использованию вблизи потребителя.

Возобновляемая энергетика будущего

Учеными планеты ведутся дальнейшие разработки технологии водородного топлива, которая выделяет энергию при помощи синтеза атомов водорода в атом гелия. В будущем они намерены получать возобновляемые ресурсы не только с применением наземных конструкций, но и спутников Земли, чтобы использовать находящуюся в черных дырах космическую энергию.

Основные предпосылки для развития ВИЭ в Российской Федерации:

обеспечение энергетической безопасности страны;
сохранение окружающей среды, что позволит обеспечить экологическую безопасность;
достижение нового уровня на мировом рынке возобновляемой энергии, что обозначено в общем стратегическом плане развития государства;
претворение в жизнь мер, способствующих сохранить собственные возобновляемые ресурсы для будущих поколений;
увеличение размеров потребления сырья, которое используется в качестве топлива.

В перспективе использование возобновляемых источников энергии позволит человечеству восполнить топливный дефицит, удешевить добычу топлива, тепла и моторного масла. Кроме того, их использование очищает атмосферу, что, несомненно, поможет улучшить экологическую обстановку планеты.

И в заключение необходимо отметить, что возобновляемые источники электроэнергии обладают несомненным преимуществом. Оно заключается в их неисчерпаемости и экологической чистоте. Человек может использовать их без каких-либо опасений, потому что они не нарушают энергетический баланс планеты. К тому же возобновляемые ресурсы находятся вокруг него всюду.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

Возобновляемые источники энергии: понятие, виды, примеры

Возобновляемые источники энергии обладают неисчерпаемым ресурсом, основой которого являются естественные природные процессы. Их использование в качестве альтернативы традиционным формам энергообеспечения давно привлекает внимание специалистов. Сегодня не менее 20 процентов электроэнергии в мире производится с помощью данных технологий.

Давайте разберемся, насколько большим потенциалом располагает возобновляемая энергия, какова перспектива её внедрения и развития, что делается в России по этому направлению.

Быстрая навигация по статье

Понятия и виды

Возобновляемая энергия поступает из природных источников, ресурс которых является практически неисчерпаемым. Они способны постоянно восстанавливаться и пополняться естественным путём. Особенность использования возобновляемой энергии заключается в её получении из естественных природных процессов и передаче потребителю для применения.

Различают возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

Оба типа являются частью природных ресурсов планеты. Невосполняемые источники энергии представлены ископаемыми органическими запасами различных видов топлива: газ, нефть, уголь, торф. Темпы потребления этих ресурсов намного опережают темпы восстановления их объемов, поэтому запасы данного типа энергетических ресурсов либо заканчиваются, либо завершатся в не таком уж далеком будущем. Особняком стоит ядерная, но её использование содержит в себе много рисков для жизни и деятельности людей. Пользование нефтью и углем ведет к загрязнению атмосферы, нарушению природной экосистемы.

Теплоэлектростанция

Энергия указанных источников добывается путем целенаправленных действий человека и ведет к дополнительному нагреву окружающей среды. Последние исследования показывают, что средняя температура земной биосферы неуклонно повышается. Это вызывает негативные изменения в климате Земли.

Возобновляемые источники энергии — это естественные источники энергии, существующие в биосфере нашей планеты и постоянно пополняющиеся за счет энергии солнца и естественных процессов. Они не являются плодом прямой человеческой деятельности, что отличает их от невозобновляемых источников.

Использование возобновляемых источников энергии не добавляет дополнительной энергетической нагрузки, не ведет к повышению температуры на Земле. Экологически они безотходны, не загрязняют среду обитания.

Главное достоинство возобновляемых источников энергии — неисчерпаемость и экологическая чистота.

Рассмотрим, какие есть возобновляемые источники энергии. Согласно определению, данному ООН, к возобновляемым источникам энергии относятся:

солнце;
ветер;
морские и океанские приливы и волны;
подземные горячие ключи,
гидроэнергетические ресурсы больших и малых рек.
продукты биомассы.

Традиционные и нетрадиционные возобновляемые источники

Выделяют два типа возобновляемых источников энергии: традиционные и нетрадиционные.

Перечислим, какие возобновляемые источники энергии относятся к традиционным. Это источники, уже давно известные и активно используемые человечеством:

гидроэлектростанции;
традиционные способы сжигания продуктов биомассы (дров, торфа) для получения тепловой энергии;
геотермальные ключи.

А теперь перечислим, какие возобновляемые источники энергии относятся к нетрадиционным. В данную группу включены ставшие применяться сравнительно недавно ресурсы:

солнечные станции электрической и тепловой энергии;
ветрогенераторы;
электростанции, работающие на основе энергии морских волн, течений, приливов и океана и другие новейшие генераторы возобновляемой энергии.

Солнечная энергетика

Солнце является главным источником всех жизненных процессов на Земле, относится к альтернативным источникам. Его возобновляемая энергия может в неисчерпаемых количествах преобразовываться в электрическую или тепловую. Область науки и производства, которая занимается этим, называется солнечная энергетика (гелиоэнергетика).

Солнечные электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью солнечных коллекторов, фотоэлектрических преобразователей. Крупнейшая фотоэлектрическая станция в штате Калифорния, США имеет мощность не менее 550 МВт:

С каждым годом возрастает количество станций. За последние 10 лет производство фотоэлектрических панелей увеличилось более чем в шесть раз.

Оборудование и конструкции станций просты в монтаже и удобны в обслуживании. Однако степень развития науки и техники на сегодняшний день не позволяют добиться экономически выгодной отдачи от их работы. К тому же установки занимают огромные площади, батареи стоят больших денег. Тем не менее, мировые инвестиции в развитие этого вида возобновляемой энергии достигли 26 млрд долларов в год.

Гидроэнергетика

К возобновляемым источникам энергии относятся широко распространенные гидроэлектростанции. На этих объектах используется потенциальная энергия водных потоков.

Традиционные гидроэлектростанции

Возводят гидроэлектростанции, как правило, на реках. Для создания необходимого давления воды создают мощные плотины и объемные хранилища воды. Как разновидность, используют бесплотинные ГЭС.

Данным объектам (ГЭС) гидроэнергетики присущи следующие особенности.

Положительные:

высокий КПД при сравнительно малых экономических затратах на строительство и дальнейшую эксплуатацию станции, отсюда низкая себестоимость электроэнергии;
отсутствуют вредные выбросы в атмосферу;
водохранилище как фактор, улучшающий микроклимат в районе ГЭС;
возможность разведения рыб;
предотвращает появление паводков, используется для орошения сельхозугодий, технического применения на заводах;
обладают механизмом регулирования потребления энергии.

Отрицательные:

водохранилища затопляют обширные территории, занимают земли, пригодные для сельского хозяйства;
перекрытие рек существенно меняет условия для обитания ценных видов проходных рыб, многие из которых исчезают из облюбованных ранее водоемов.

Гидроэлектростанции, как возобновляемые источники энергии, эффективны для поставки электроэнергии в горные участки. Они имеются в Швейцарии, на территории России. В мировом объеме поставляемой энергии доля гидроресурсов составляет около трех процентов. В Канаде, Исландии и Китае основную часть электроэнергии вырабатывают именно гидростанции.

Красноярская гидроэлектростанция

В России строительство гидроэлектростанций всегда считалось выгодным направлением. В наши дни гидростанции вырабатывают 6 процентов электроэнергии страны. Площади крупнейших водохранилищ ГЭС составляют тысячи квадратных километров. В пример можно привести размеры Самарского водохранилища, площадь которого превышает 6400 км2.

Приливные электростанции

Особой разновидностью гидроэнергетики являются приливные электростанции, работающие на основе использования энергии приливов и отливов. Они возводятся на побережьях, где под воздействием гравитационных сил Солнца и Луны ежедневно меняется уровень воды морских и речных водоемов. Залив или устье реки перегораживают дамбой. Встроенный в неё гидроагрегат с огромными лопастями и преобразует силу прибоя в электроэнергию.

Так устроена приливная гидроэлектростанция

Такая форма получения энергии из неисчерпаемого источника очень экологична, имеет малую себестоимость. Однако само строительство требует больших вложений. Кроме того, перепады в мощности не позволяют поставлять электроэнергию в постоянном режиме. Тем не менее, станции ПЭС ценят за высокую эффективность и малое влияние на экологию. Их строительство продолжается во многих странах.

Волновые электростанции

Энергия волн представляет собой огромный потенциал. Удельную мощность морских и океанских волновых колебаний оценивают гораздо выше солнечной и ветровой. Специалисты подсчитали, что мощность волн мирового океана равна примерно 30 процентам всей потребляемой электроэнергии на Земле.

Волновая гидроэлектростанция Oyster в Шотландской прибрежной зоне мощностью 600 кВт

Работа волновых электростанций построена на превращении потенциальной энергии волн в электрическую. Выбор места строительства подобных объектов получения электричества обусловлен особенностями региона, наличием крупных водоемов и сильных ветров.

Гидроэнергетика будущего

Гидроэнергетика не стоит на месте. Постоянно придумываются новые специфические виды использования силы мирового океана. К примеру, в данный момент разрабатываются технологии использования в энергетике морских течений и разницы температур на различных глубинах.

Океанские и морские течения (Куросио, Гольфстрима и т.п.) также обладают определенной энергетической силой, потенциал которой на практике пока не оценен. Но ученые и проектировщики считают возведение гидростанций, использующих энергию водных течений, перспективном направлением в морской энергетике. Согласно технологии, применяют специальные преобразователи в виде объемных и водяных насосов.

Роторная система Seagen, расположенная у побережья Ирландии, преобразует энергию течений в электроэнергию

Электроэнергию можно получать, используя разницу температур поверхности и глубинных слоев моря или океана. Разность на глубине 400 м и верхнего слоя воды составляет 12 градусов. В данный момент уже существуют экспериментальные системы преобразования разницы температур в электричество, основанные на пьезоэффекте.

Ветроэнергетика

Ветер является старым, хорошо испробованным источником возобновляемой энергии. Примеры его применения в ветряных мельницах и на парусных судах известны каждому школьнику.

Ветроэнергетика специализируется на превращении силы ветра в механическую, тепловую и электрическую форму энергии. Ветрогенераторы сегодня производятся различной мощности, которая зависит от площади, охватываемой лопастями турбины. Генераторы производства лидера в этой сфере фирмы Vestas из Дании, достигают в высоту более 110 метров.

Чтобы эффективнее улавливать мощные воздушные потоки, ветряные генераторы удобнее всего устанавливать либо на побережье, либо в открытом море. На расстоянии в 10 и более километров от берега сооружают на сваях целые ветряные электростанции. Они практически не потребляют традиционное топливо.

Ветроэлектростанция в открытом море

Работать аппараты начинают при скорости ветра 3 м/с, для оптимальной работы требуется 15 м/с. При сильных порывах выше 25 м/с генератор необходимо отключать, чтобы устройство не вышло из строя. Требование определенного диапазона скоростей – один из недостатков ветряной системы.

Другим существенным недостатком этого вида получения электричества являются высокая стоимость, превышающая затраты в угольной энергетике, и необходимость выделения под ветровые установки большого объема земель. Жужжащий звук, который издают работающие турбины, плохо переносится людьми, вынужденными жить по соседству с ними.

Несмотря на это, по объемам вырабатываемой электроэнергии ветроэнергетика занимает второе место после гидроэнергетической отрасли. Её роль и значение признается во всем мире.

Использование возобновляемых источников электричества в виде ветрогенераторов и солнечных станций позволяет решить проблемы с доставкой электроэнергии в удаленные, труднодоступные районы Севера. А учитывая их исключительную экологическую чистоту, эти виды возобновляемых источников энергии могут быть востребованы в густонаселенных регионах с плохой окружающей средой.

Геотермальная энергетика

К возобновляемой энергетике относятся и геотермальные ресурсы. В местах, где горячая вода бьет из-под земли, её тепловую энергию используют как возобновляемую. На территориях с вулканическим происхождением, где кипящие гейзеры выходят на поверхность, строят специализированные ГеоТЭС.

Путем бурения скважин получают доступ к подземным источникам. Подобные электростанции не нуждаются в искусственном подогреве воды, что делает их экологически более чистыми, чем обычные ТЭС.

Мутновская геотермальная электростанция на Камчатке

Тепловую энергию Земли можно использовать для получения электроэнергии, организации горячего водоснабжения, отопления промышленных и жилых зданий, обеспечения различных технологических процессов.

Возобновляемые источники энергии в России с использованием естественных геотермальных ресурсов имеют большой потенциал, оцениваемый специалистами в 100 млн т условного топлива в год. Возможность построения соответствующих станций имеется на Курилах, Сахалине и Камчатке. Одна из них действует на Камчатке, у берегов реки Паужетки. Мощность построенной геотермальной электростанции на подземных водах составляет 5 МВт.

Энергетика биомассы

Существуют три способа получения тепла при применении биомассы: сжигание её продуктов, брожение биомассы, извлечение из неё спиртов и газов в виде энергоносителей.

Отрасль, называемая биоэнергетикой, специализируется на выработке энергии из биопродуктов. Подобный тип топлива получают в ходе переработки биологических отходов. На сегодняшний день уже насчитывается 3 поколения биотоплива, получаемого в твердом, жидком и газообразном состояниях. Среди них и жидкое топливо для автомобильных двигателей.

Завод по производству биодизельного топлива из растительного масла

Способ пиролиза биомассы позволяет вырабатывать из продуктов первого поколения уже более качественное топливо. В Германии планируют каждый пятый литр бензина получить методом пиролиза. О том, какова перспектива этого направления, может служить факт создания исследовательской организации, в которую вошли представители 15 стран Европы и Америки.

Ведутся большие работы по производству биотоплива третьего поколения, получаемого из искусственно выращенных водорослей.

Будущее возобновляемых источников энергии

За последние годы человечество в полном объеме осознало необходимость перехода на возобновляемую энергетику. И дело не только в истощении традиционных источников, экономической выгоде отдельных энергетических проектов. В настоящее время все отчетливее проявляется негативное воздействие антропогенных факторов, ведущее к ухудшению жизни людей во всех частях света.

Сегодня мировой потенциал возобновляемых источников энергии оценивают в 20 млрд. у.т. в год, что значительно выше годового оборота всех типов добываемого из-под земли топлива. В крупнейших государствах объем производства электроэнергии из возобновляемых ресурсов к 2020 г. возрастет по сравнению с 2000 годом в два раза. В Германии уже производится 38% электроэнергии на базе возобновляемых источников. В течение 10 лет мировые капитальные вложения в возобновляемую энергетику возросли со 130 до 280 млрд долларов.

Возобновляемая энергетика в России пока отстает по своим показателям от многих стран. Её объем составляет лишь 4 процента от общего количества энергоресурсов. Между тем, возобновляемые источники электроэнергии в России имеют огромный потенциал, уровень которого оценивается в 270 млн тонн условного топлива в год.

Источники энергии

В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.

Ископаемые виды топлива

Уголь, нефть и газ — невозобновляемые источники энергии, которые сформировались из остатков древних растений и животных, обитавших на Земле миллионы лет назад (подробнее в статье «Древнейшие формы жизни«). Эти виды топлива добываются из недр и сжигаются для получения электроэнергии. Однако использование ископаемых источников топлива создает серьезные проблемы. При современных темпах потребления известные запасы нефти и газа будут исчерпаны уже в ближайшие 50 лет. Запасов угля хватит лет на 250. При сжигании этих видов топлива образуются газы, под воздействием которых возникает парниковый эффект и выпадают кислотные дожди.

Возобновляемые источники энергии

По мере роста численности населения (см. статью «Население Земли«) людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии — солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это — экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
Гидроэлектростанции
Энергию воды используют на протяжении многих веков. Вода вращала водяные колеса, использовавшиеся для разных целей. В наши дни построены огромные плотины и водохранилища, и вода применяется для выработки электроэнергии. Течение реки вращает колеса турбин, превращая энергию воды в электроэнергию. Турбина связана с генератором, который вырабатывает электроэнергию.
Солнечная энергия
Земля получает громадное количество солнечной энергии. Современная техника позволяет ученым разрабатывать новые методы использования солнечной энергии. Крупнейшая в мире солнечная электростанция построена в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает потребности 2000 домов в энергии. Зеркала отражают солнечные лучи, направляя их в центральный бойлер с водой. Вода в нем кипит и превращается в пар, который вращает турбину, связанную с электрогенератором.
Энергия ветра
Энергия ветра используется человеком уже не первое тысячелетие. Ветер надувал паруса и вращал мельницы. Для использования энергии ветра создавались самые разнообразные устройства, предназначенные для выработки электроэнергии и для других целей. Ветер вращает лопасти ветряка, приводящие в действие вал турбины, связанной с электрогенератором.
Атомная энергия
Атомная энергия — тепловая энергия, выделяющаяся при распаде мельчайших частиц материи — атомов. Основным топливом для получения атомной энергии является уран — элемент, содержащийся в земной коре. Многие люди считают атомную энергию энергией будущего, но ее применение на практике создает ряд серьезных проблем. Атомные электростанции не выделяют ядовитых газов, но могут создавать немало трудностей, так как это топливо радиоактивно. Оно излучает радиацию, убивающую все живые организмы. Если радиация попадает в почву или в атмосферу, это влечет за собой катастрофические последствия.
Аварии ядерных реакторов и выбросы радиоактивных веществ в атмосферу представляют собой большую опасность. Авария на ядерной электростанции в Чернобыле (Украина), случившаяся в 1986 г., повлекла за собой гибель многих людей и заражение огромной территории. Радиоактивные отходы угрожают всему живому в течение тысячелетий. Обычно их хоронят ни дне морей, но нередки и случаи захоронения отходов глубоко под землей.
Другие возобновляемые источники энергии
В будущем люди смогут использовать множество различных естественных источников энергии. Например, в вулканических районах разрабатывается технология использования геотермальной энергии (тепла земных недр). Другим источником энергии является биогаз, образующийся при гниении отходов. Он может применяться для отопления жилищ и нагревания воды. Уже созданы приливные электростанции. Поперек устьев рек (эстуариев) нередко возводят плотины. Особые турбины, приводимые в действие приливами и отливами, вырабатывают электроэнергию.
Как сделать ротор Савония:
Ротор Савония представляет собой механизм, применяемый крестьянами в Азии и Африке для подачи воды при ирригации. Чтобы самим сделать ротор, вам потребуются несколько чертежных кнопок, большая пластмассовая бутылка, крышка, две прокладки, стержень длиной 1 м и толщиной 5 мм и два металлических кольца.
Как это сделать:
1. Чтобы сделать лопасти, обрежьте бутылку сверху и разрежьте ее пополам вдоль.
2. С помощью чертежных кнопок прикрепите половинки бутылки к крышке. Соблюдайте осторожность при обращении с кнопками.
3. Приклейте прокладки к крышке и воткните в нее стержень.
4. Приверните кольца к деревянному основанию и поставьте ваш ротор на ветру. Вставьте стержень в кольца и проверьте вращение ротора. Выбрав оптимальное положение половины бутылки, приклейте их к крышке прочным водоотталкивающим клеем.
тепловые, химические, атомные (ядерные). Первичные и вторичные источники энергии на greensource.ru
Рубрика: Источники энергии 20 11 2016 greenman Пока нет комментариев Уже с 50-х годов прошлого века, горючие сланцы начали занимать важное место в энергетике многих стран. Горючими сланцами обычно называют любые сланцевые глинистые породы, которые содержат в своем составе горючие органические вещества и имеют зольность свыше 30—40%. Горючие…Читать далее » 20 11 2016 greenman Пока нет комментариев Издавна о болотах шла слава как о «гиблых», поганых, бросовых местах, где нет ничего хорошего. Но такое представление в корне неверно. Огромное значение для народного хозяйства имеет накапливающийся в низинных болотах торф. В нем много питательных веществ, и он…Читать далее » 20 11 2016 greenman Пока нет комментариев Более ста лет главным источником для промышленного получения органических веществ служила каменноугольная смола, образующаяся при коксовании каменных углей. Много химических продуктов поставляет лесохимия. Перегонка древесины При нагревании древесины без доступа…Читать далее » 20 11 2016 greenman Пока нет комментариев Жители многих населенных пунктов на побережьях морей и океанов ежедневно наблюдают очень интересное явление природы — периодические повышения и понижения уровня воды у берегов. Такие периодические колебания воды в океанах и морях называются приливам и отливами….Читать далее » 10 11 2016 greenman Пока нет комментариев Когда мы выходим из дома, нас всегда интересует, какая сегодня погода. Если, занятые своими мыслями, мы не замечаем погоды, она настойчиво напоминает о себе. Погода — наш вечный спутник, капризный и непостоянный! С далеких времен люди пытались объяснить, почему меняется…Читать далее » 05 11 2016 greenman Пока нет комментариев В сотни городов и многие тысячи районных поселков и колхозных деревень нашей страны пришел природный горючий газ. Произошла газификация миллионов квартир и частных домов. На газ переведено большое число промышленных предприятий Москвы, Санкт-Петербурга и других…Читать далее » 03 11 2016 greenman Пока нет комментариев Гейзеры, горячие ключи и минеральные геотермальные источники — последние отголоски грозной вулканической деятельности. Гейзеры — это источники, в которых через определенные промежутки времени происходят извержения кипящей воды. Со взрывом и грохотом огромный столб…Читать далее » 01 11 2016 greenman Пока нет комментариев Грозой называются разряды атмосферного электричества в форме молний, сопровождаемые громом. Гроза — одно из наиболее величественных явлений в атмосфере. Особенно сильное впечатление производит она, когда проходит, как говорят, «прямо над головой». Удар грома следует за…Читать далее » 25 10 2016 greenman Пока нет комментариев Водолаз, опустившийся на морское дно недалеко от берега, попадает иногда в густые заросли разнообразной подводной растительности. Многие растения, которые можно увидеть на дне морского мелководья, также зелены, как и трава наземных лугов. В местах, защищенных от волн, где…Читать далее » 20 10 2016 greenman Пока нет комментариев На земном шаре озера занимают 2% поверхности суши. В России насчитывается более 250 тыс. больших и малых озер. К числу наиболее богатых озерами районов относятся Карелия и некоторые области Сибири. В соседней с Карелией Финляндии озера занимают 15% территории страны. Большие…Читать далее » 20 10 2016 greenman Пока нет комментариев Происхождение и формирование подземных вод Представьте себе, что земная кора вдруг стала прозрачной, тогда вы увидели бы, что она вся пропитана водой до самых больших глубин. Каково же происхождение подземной воды? Одни ученые считали, что за формирование подземных вод…Читать далее » 10 10 2016 greenman Пока нет комментариев Нефть человечество знает давно. Еще древние египтяне употребляли нефть как средство для бальзамирования тел умерших. В древней Греции нефть также находила применение. Греки хорошо знали ее свойства и называли сырую нефть «сицилийским маслом». В нашей стране еще в VIII в….Читать далее » 10 10 2016 greenman Пока нет комментариев В нашей стране много рек, озер и болот. Только в северной и центральной полосах, одних озер насчитывается десятки тысяч. Растительность в болотах, на берегах рек и озер богата и своеобразна. Одни растения живут на топких местах и возле водоемов, другие — на воде и под…Читать далее » 05 10 2016 greenman Пока нет комментариев Словом «пустыня» географы называют громадные площади земли (больше 15 млн. кв. км), расположенные в тропической и субтропической зонах и отличающиеся крайне сухим климатом. В Каракумах, например, выпадает всего 80—130 мм осадков в год. Это примерно в пять раз меньше, чем в…Читать далее » 22 07 2016 greenman Пока нет комментариев Воздушный океан находится в непрерывном движении. Оно порождает на земном шаре все явления погоды. Главная причина движения воздуха — неодинаковое распределение атмосферного давления. Атмосферное давление не остается всегда одним и тем же — оно непрерывно изменяется:…Читать далее » 05 06 2016 greenman Пока нет комментариев Обширные равнинные пространства, покрытые травянистой растительностью и лишен-ные деревьев, называются у нас степью. Большинство растений в степи — засухоустой-чивые, они хорошо переносят временный недостаток влаги. Степи тянутся широкой полосой по югу Европейской и…Читать далее » 03 06 2016 greenman Пока нет комментариев Хорошо в тихий, ясный летний день на пологом песчаном берегу Финского залива. На пляже много людей, приехавших к морю отдохнуть, загореть, покупаться, набраться сил и здоровья. Проходят часы. Но вот подул ветер с залива. По спокойной ранее глади моря побежали волны с белыми…Читать далее » 01 06 2016 greenman Пока нет комментариев Возможна ли жизнь на Земле без Солнца? Чтобы ответить на этот вопрос, представим себе то, чего на самом деле быть не может. Вообразим, что Солнце вдруг исчезло, или что какая-то огромная заслонка преградила путь его лучам к нашей планете. Тогда Земля внезапно погрузится во…Читать далее » 11 05 2016 greenman Пока нет комментариев С древних времен торф известен как горючий материал. Крупные разработки торфа были предприняты еще в XII — XIII вв. в Шотландии и Нидерландах. Значительно позднее (XVI — XVII вв.) добыча торфа началась во Франции, Швеции и Германии. В России первые попытки организовать добычу…Читать далее » 10 04 2016 greenman Пока нет комментариев Летом 1881 г. в Северном Ледовитом океане к северо-востоку от Новосибирских островов затонуло раздавленное льдами судно американской полярной экспедиции «Жаннета». А в 1884 г. различные предметы, принадлежавшие этой экспедиции, были найдены у берегов Гренландии. Пемзу,…Читать далее » 20 03 2016 greenman Пока нет комментариев Откуда и как получают реки свою «вечно-текущую» воду? Очень часто реки начинаются там, где грунтовые воды выходят на поверхность. Если это случается на склоне холма или в овраге, грунтовые воды питают ручеек; если на низком ровном месте — они образуют болото. Река Урал,…Читать далее » 11 03 2016 greenman 2 комментария Ископаемый уголь как топливо был известен человеку еще в каменном веке. Упоминания о каменном угле встречаются в сочинении знаменитого философа древней Греции Аристотеля, жившего в IV в. до н.э. В широких масштабах, добыча каменного угля в европейских странах началась…Читать далее » Энергетика вносит очень существенный вклад в общую картину влияния человечества на окружающую среду. Несмотря на то, что атомные и гидроэлектростанции, напрямую не создающие выбросов в атмосферу, функционируют десятилетиями, подавляющее большинство мировой энергии производится на традиционных тепловых (читай — угольных) станциях. То есть, уголь до сих пор остается основным сырьем для получения тепловой и электрической энергии. При этом нетрадиционными обычно называют солнечные, ветровые, или геотермальные источники энергии. Это довольно странно, если учесть, что энергию Солнца человечество и вся живая природа используют уже миллионы лет, а ветряные колеса и паруса используются людьми тысячи лет. Вообще, тема альтернативных и возобновляемых источников энергии особенно популярна в последние десятилетия. Во многих странах строят ветровые, солнечные, волновые, приливные, геотермальные, осмотические и многие другие станции, вырабатывающие электрическую энергию. Источником этой электрической энергии, в конечном счете, служит Солнце, ведь именно благодаря ему дует ветер, светит свет, набегают волны происходят приливы, текут реки. Уже говоря сами слова «источник энергии», мы признаем, что энергия есть где-то, просто мы должны привести ее к виду, удобному для использования. Атомная энергия скрыта в связях между атомными частицами. Разбивая ядра атомов, мы высвобождаем ядерную энергию и используем ее в своих целях. Казалось бы – хорошо, но для того, чтобы запустить процесс деления урана/плутония следует пройти целую технологическую цепочку. В упрощенном виде она выглядит так: разведка месторождения – освоение территории – постройка инфраструктуры – добыча сырья – транспортировка сырья – обогащение сырья – постройка энергоблока – постройка инфраструктуры – эксплуатация станции – преобразование энергии – передача энергии – утилизация отходов – хранение отходов. И на каждом этапе применяются традиционные источники химической энергии – бензин, соляр, уголь, газ. Каждый из этапов создает дополнительную экологическую нагрузку и вносит новую статью расходов в итоговую себестоимость.
Все источники энергии обычно подразделяют на первичные и вторичные
Под вторичными подразумевают, например, источники электрической энергии – когда она была предварительно выработана на тепловой станции, а затем используется нами в виде электрического тока. Уголь в данной ситуации – первичный источник энергии, а электрический ток – вторичный. Далее мы будем рассматривать только первичные источники энергии. На сегодняшний день человечество знакомо и освоило следующие виды и источники энергии:
Угольные месторождения (уголь)
Сланцевые месторождения (горючие сланцы)
Нефтяные месторождения (нефть, газ и их производные)
Газоконденсатные и газогидратные месторождения (газ)
Болота (торф)
Леса (древесина)
Поля и луга (трава, навоз, зерно), пустыни
Моря и океаны (водоросли)
Солнце
Ветер
Реки
Океанские и морские приливы-отливы
Горячие недра Земли (геотермальные источники — ключи и скважины)
Урановые месторождения (уран)
Водород
Из всех перечисленных источников, самым перспективным, в плане имеющихся объемов и экологической безопасности, является водород, применяемый для термоядерного синтеза. И он же стоит особняком, среди всех других источников, по своему месторасположению, ведь если нефть, газ и уголь на Земле залегают локально в месторождениях, то водород есть везде на планете. Более того, он есть везде во вселенной. Но технология ядерного синтеза пока слабовата в плане КПД реактора, хотя досужие сплетни о существовании энергетически выгодной установки все же ходят. Кроме того, термоядерный синтез можно назвать источником первородной энергии, ведь даже солнечная энергия, которой питается все живое на земле, и благодаря которой образовались залежи углеводородного топлива, имеет в своей первооснове термоядерную реакцию.
Глава 1.Традиционные источники энергии — Студопедия
Содержание

Введение…………………………………………………2-3
Глава 1. Традиционные источники энергии…………4
ТЭС…………………………………………………………4
ГЭС………………………………………………………….8
АЭС…………………………………………………………10
Глава 2. Альтернативные источники энергии………12
Энергия солнца…………………………………………..12
Энергия ветра…………………………………………….13
Геотермальная энергия…………………………………13
Энергия океана……………………………………………14
Энергия биогаза…………………………………………..15
Заключение………………………………………………..16
Литература………………………………………………17-18

Введение

Электричество было известно людям с самых давних времен. Однако практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н.Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания. В современном мире доля потребления электроэнергии огромна. Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. О применении электроэнергии для освещения жилищ и в бытовых электроприборах знает каждый.

Для обеспечения электроэнергией населения Земли используются традиционные источники энергии – ТЭС, ГЭС и АЭС. Из-за массового освоения строительства данных станций они широко распространены. При их эксплуатации используются природный газ, уголь, продукты нефти. Однако, эти ресурсы невозобновляемы, а значит – рано или поздно исчерпают себя. Отсутствие электроэнергии в буквальном смысле остановит жизнь людей. Можно ли избежать этого? Да. Многие ученые трудятся в сфере разработки способов получения электроэнергии из альтернативных источников – ветра, солнца, геотермального потенциала Земли, приливов и отливов океана, а также биогаза. Страны всего мира уже ограниченно используют альтернативные источники энергии. Но о полном переходе стран на возобновляемые ресурсы говорить еще рано.

Целью работы является изучение способов получения электроэнергии из традиционных источников и рассмотрение перспектив применения альтернативных источников энергии.

Для этого были поставлены следующие задачи: изучить принципы работы ТЭС, ГЭС и АЭС и рассмотреть их технические характеристики; узнать наиболее крупные электростанции России; проанализировать перспективы использования альтернативных источников энергии в России и мире.

Глава 1.Традиционные источники энергии

Энергетическими ресурсами называются природные источники энергии, преобразуемые в дальнейшем в формы энергии, которые используются в производственных процессах, на транспорте, в быту. Существует несколько способов преобразования энергии. Можно назвать три основных способа преобразования энергии. Первый из них заключается в получении тепловой энергии при сжигании топлива (ископаемого или растительного происхождения) и потреблении ее для непосредственного обогревания жилых домов, школ, предприятий и т. п. Второй способ – преобразование заключенной в топливе тепловой энергии в механическую работу, например, при использовании продуктов перегонки нефти для обеспечения движения различного оборудования, автомобилей, тракторов, поездов, самолетов и т. д. Третий способ – преобразование тепла, высвобождающегося при сгорании топлива или деления ядер, в электрическую энергию с последующим ее потреблением либо для производства тепла, либо для выполнения механической работы.
Тепловые электростанции
Тепловые электростанции (ТЭС) – электростанции, вырабатывающие электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в процессе сжигания в тепловую, а затем в механическую энергию вращения вала электрогенератора. В качестве топлива используются различные горючие ископаемые топлива: уголь, природный газ, мазут, торф и горючие сланцы.
По типу установок ТЭС делятся на:
1. Паротурбинные
2. Газотурбинные
3. Парогазовые

Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ПТУ). Принцип работы: После получения тепла от сгорания топлива свежий пар из котельного агрегата попадает в турбину и, расширяясь в ней, совершает механическую работу, вращая ротор электрогенератора. Далее пар выходит из турбины и поступает в конденсатор (происходит конденсация). Конденсат отработавшего в турбине пара при помощи насоса проходит в деаэратор для очистки от нежелательных газовых примесей. Из деаэратора питательный насос подаёт воду в котельный агрегат. В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), а так же мазут и природный газ. Различают два типа паротурбинных тепловых электростанций:
1) Конденсационные, вырабатывающие только электрическую энергию;
2)Теплофикационные, где осуществляется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии; горячая вода или пар передаются от теплоэлектроцентралей по трубопроводам промышленным и коммунально-бытовым потребителям.
ТЭС с приводом электрогенератора от газовой турбины называются газотурбинными электростанциями (ГТУ). Принцип работы: Газ или жидкое топливо поступает в котел для последующего сгорания. Полученное тепло передается воде, которая выходит из котла в виде пара и крутит паровую турбину. С помощью вращающейся паровой турбины приходит в действие генератор, из которого получается электроэнергия. А оставшийся пар используется для промышленных нужд.
Последний вид – ТЭС с парогазовой установкой (ПГУ), отличается повышенным КПД. Принцип работы: Первый генератор снабжает установку электрическим током. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из газотурбины все ещё имеют высокую температуру. Из газотурбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине. Паровая турбина приводит в действие электрогенератор, а следовательно – вырабатывается энергия.

Главные преимущества ТЭС:
1. Требует меньших капиталовложений.
2. Возможность расположения в любой географической точке. Топливо может доставляться с помощью различных видов транспорта.
3. Площади отчуждения и вывода из хозяйственного оборота земли под сооружение ТЭС относительно небольшие.
4. Обслуживание и эксплуатационный процесс ТЭС характеризуются простотой.

Главные недостатки ТЭС:

1. Нарушение экологического равновесия и загрязнение из-за выброса дыма и копоти, сернистых и азотистых соединений в большом объеме.
2. Нарушение теплового баланса водоёмов, что приводит к повышению температурных показателей.
3. В ходе эксплуатации используются не возобновляемые природные ресурсы.
4. Высокие эксплуатационные расходы.

К крупнейшим производителям электроэнергии относятся США, Китай, Япония, Россия, Канада. В структуре выработки электроэнергии преобладают тепловые электростанции (ТЭС). В мировом производстве их доля составляет 64 %. По размерам выработки электроэнергии на ТЭС лидируют США, Китай, Россия, Япония, ФРГ, а также страны Персидского залива.

На сегодняшний день в Российской Федерации функционирует около 370 тепловых электростанций, что составляет 68% ото всей получаемой энергии. Из них 7 имеют мощность свыше 2 500 МВт. Основными видами топлива для ТЭС являются природный, нефтяной газ и уголь. Многие тепловые электростанции в России используют несколько видов топлива. Например, Новочеркасская электростанция в Ростовской области использует все три основных вида топлива. Доля мазута составляет 17%, газа – 9%, а угля – 74%.
* по данным «Росатом»

Гидроэлектрические станции

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, использующая в качестве источника энергии энергию водных масс. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Виды ГЭС в зависимости от вырабатываемой мощности:
1. Мощные — вырабатывают от 25 МВт и выше;
2. Средние — до 25 МВт;
3. Малые — до 5 МВт.

Виды ГЭС в зависимости от принципа использования природных ресурсов:
1. Плотинные. Напор воды создаётся посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие ГЭС строят на многоводных равнинных реках и на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

2. Приплотинные. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно.

3. Деривационные ГЭС. Используются при большом уклоне реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создаётся посредством деривации. Вода отводится из речного русла через каналы и специальные водоотводы. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС.

Главные преимущества ГЭС:
1. Использование дешевой и возобновляемой энергии.
2. Работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу.
3. Быстрая подача рабочей мощности после включения.
Главные недостатки ГЭС:
1. Необходимы большие запасы энергии воды для строительства.
2. Нарушение экосистем из-за сокращенных спусков воды.
Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в суммарной выработке — 98 %), Канаде и Швеции. В Парагвае 100 % производимой энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Доля ГЭС в выработке энергии в России составляет 16%. Самая крупная ГЭС в РФ, 9-я — среди действующих гидроэлектростанций в мире – Саяно-Шушенская в республике Хакасия.
* по данным «Росатом»
Атомные электростанции

Атомная электростанция (АЭС) — ядерная установка, которая содержит комплекс сооружений и оборудования для производства электрической энергии с помощью ядерного реактора. Наличие ядерного реактора – отличительная черта АЭС. В качестве топлива используется уран-235.

Принцип работы: Основой станции является реактор — конструктивно выделенный объем, куда загружается ядерное топливо и где протекает управляемая цепная реакция. Уран-235 делится медленными нейтронами. В результате выделяется огромное количество тепла. Тепло отводится из активной зоны реактора теплоносителем — жидким или газообразным веществом, проходящим через ее объем. Эта тепловая энергия используется для получения водяного пара в парогенераторе. Механическая энергия пара направляется к турбогенератору, где она и превращается в электрическую.

Преимущества АЭС:
1. Небольшие затраты топлива.
2. Выбросы от АЭС практически безвредны

Недостатки АЭС:
1. Сложность утилизации радиоактивных отходов
2. Опасность аварий
Мировым лидером по доле АЭС в национальном производстве электроэнергии является Франция. Атомные электростанции вырабатывают 78% всей электроэнергии страны. В Швеции доля выработки энергии на АЭС составляет 45%, в Японии – 33% , в России – 16%. А самый большой в мире парк атомных электростанций принадлежит США – в эксплуатации находятся 106 энергоблоков.
*по данным «АтомЭнергоМаш»

Геотермальная энергия как возобновляемый источник энергетики
Термин “геотермальная энергия” происходит от греческого слова земля (гео) и тепловой (термальный). По сути, геотермальная энергия исходит из самой земли. Тепло от ядра земли, температура которого в среднем составляет 3600 градусов Цельсия, излучается в сторону поверхности планеты.
Обогрев источников и гейзеров под землей на глубине в несколько километров может осуществляться с помощью специальных скважин, через которые поступает горячая вода (или пар от неё) до поверхности, где она может использоваться непосредственно как тепло или косвенно для выработки электроэнергии путем включения вращающихся турбин.
Так как вода под поверхностью земли постоянно пополняется, а ядро Земли будет продолжать вырабатывать тепло относительно человеческой жизни бесконечно, геотермальная энергия,в конечном счете, чистая и возобновляемая.
Методы сбора энергетических ресурсов Земли
Сегодня есть три основных метода сбора геотермальной энергии: сухой пар, горячая вода и бинарный цикл. Процесс с сухим паром прямо вращает привода турбин генераторов электроэнергии. Горячая вода поступает снизу вверх, затем распыляется в бак, чтобы создать пар для привода турбин. Эти два метода являются наиболее распространенными, генерируя сотни мегаватт электроэнергии в США, Исландии, Европе, России и других странах. Но расположение ограничено, так как эти заводы работают только в тектонических регионах, где легче получить доступ к подогретой воде.
При технологии бинарного цикла извлекается на поверхность теплая (не обязательно горячая) вода и объединяют её с бутаном или пентаном, который имеет низкую температуру кипения. Эта жидкость перекачивается через теплообменник, где испаряется и направляется через турбину перед рециркуляцией обратно в систему. Технологии бинарного цикла дает десятки мегаватт электроэнергии в США: Калифорнии, Неваде и на Гавайских островах.

Принцип получения энергии
Недостатки получения геотермальной энергии
На уровне полезности, геотермальные электростанции являются дорогостоящими, чтобы построить и работать. Для поиска подходящего места требуется дорогостоящее обследование скважин без гарантии попадания в продуктивную подземную горячую точку. Тем не менее, аналитики ожидают увеличения этой мощности почти вдвое в течение следующих шести лет.
Кроме того районы с высокой температурой подземного источника находятся в районах с активными геологохимическими вулканами. Эти «горячие точки» образовались на границах тектонических плит в местах, где кора достаточно тонкая. Тихоокеанский регион, часто называют как кольцо огня для многих вулканов, где есть много горячих точек, в том числе на Аляске, Калифорнии и Орегоне. Невада имеет сотни горячих точек, охватывающих большую часть северной части США.
Есть и другие сейсмически активные районы. Землетрясения и движение магмы позволяют воде циркулировать. В некоторых местах вода поднимается к поверхности и природные горячие источники и гейзеры происходят, такие, как на Камчатке. Вода в гейзерах Камчатки достигает 95° C.
Одна из проблем открытой системы гейзеров является выделение некоторых загрязнителей воздуха. Сульфид водорода — токсичный газ с очень узнаваемым запахом «тухлого яйца» — небольшое количество мышьяка и минералов, выпущенных с паром. Соль также может представлять экологическую проблему.
На геотермальных электростанциях расположенных в море значительное количество мешающей соли накапливается в трубах. В замкнутых системах нет выбросов и возвращается вся жидкость доведенная до поверхности.
Экономический потенциал энергоресурса
Сейсмически активные точки не являются единственными местами, где можно найти геотермальную энергию. Существует постоянный запас полезного тепла для целей прямого нагрева на глубине везде от 4 метров до нескольких километров ниже поверхности практически в любом месте на земле. Даже земля на собственном заднем дворе или в местной школе имеет экономический потенциал в виде тепла, чтобы выдавать в дом или другие здания.
Кроме того существует огромное количество тепловой энергии в сухих скальных образованиях очень глубоко под поверхностью (4 – 10 км).
Использование новой технологии может расширить геотермальные системы, где люди смогут использовать это тепло для производства электроэнергии в гораздо большем масштабе, чем обычные технологии. Первые демонстрационные проекты этого принципа получения электричества показаны в Соединенных Штатах и Австралии еще в 2013 году.
Если полный экономический потенциал геотермальных ресурсов может быть реализован, то это будет представлять огромный источник электроэнергии для производственных мощностей. Ученые предполагают, что обычные геотермальные источники имеют потенциал 38 000 МВт, который может производить 380 млн МВт электроэнергии в год.
Горячие сухие породы залегают на глубинах от 5 до 8 км везде под землей и на меньшей глубине в определенных местах. Доступ к этим ресурсам предполагает введение холодной воды, циркулирующей через горячие скальные породы и отвода нагретой воды. В настоящее время нет коммерческого применения этой технологии. Существующие технологии пока не позволяют восстанавливать тепловую энергию непосредственно из магмы, очень глубоко, но это самый мощный ресурс геотермальной энергии.
С комбинацией энергоресурсов и ее последовательности, геотермальная энергия может играть незаменимую роль как более чистая, более устойчивая энергетическая система.
Конструкции геотермальных электростанций
Геотермальная энергия – это чистое и устойчивое тепло от Земли. Большие ресурсы находятся в диапазоне в нескольких километрах под поверхностью земли, и еще глубже, до высокой температуры расплавленной породы, называемой магмой. Но как описано выше люди пока не добрались к магме.
Практически везде, в неглубоких местах ниже 3 метров от поверхности земля имеет практически постоянную температуру от 10° до 16°C. Геотермальные тепловые насосы могут использовать этот ресурс для отопления или охлаждения зданий.
Геотермальная теплонасосная система состоит из теплового насоса, воздушной системы доставки (воздуховодов), а теплообменник – это система труб находящихся в неглубоких местах возле здания. В зимнее время тепловой насос извлекает тепло из теплообменника и подает его в крытую систему подачи воздуха. Летом происходит обратный процесс, и тепловой насос переносит тепло от внутреннего воздуха в теплообменник. Тепло, удаляемое из воздуха в помещениях в течение лета также может быть использовано, чтобы обеспечить бесплатный источник горячей воды.
Некоторые геотермальные электростанции используют пар из резервуара для вращения турбины генератора, в то время как другие используют горячую воду для кипения рабочей жидкости, которая испаряется и затем вращает турбину. Горячая вода у поверхности Земли может быть использована непосредственно для тепла. Прямое использование включает отопление зданий, выращивание растений в теплицах, сушки культур, подогрева воды в рыбоводных хозяйствах, а также ряд промышленных процессов, таких как пастеризация молока.
Структура геотермальных электростанций
Традиционная геотермальная энергия – это зрелая технология, которая может обеспечить базовую мощность или круглогодичного теплоснабжения. Ресурс может быть использован только в благоприятных регионах. Соответствие спроса на тепловую энергию от доступных ресурсов может быть сложен, учитывая стоимость и сложность транспортировки тепла на большие расстояния.
В настоящее время наиболее распространенным способом использования энергии из геотермальных источников является метод естественной «гидротермальной конвекции» где воды просачиваются через земную кору, нагреваются, а затем поднимаются к поверхности. После этого нагретая вода используется для привода электрических генераторов.
Существуют три основные конструкции для геотермальных электростанций:
В простейшей конструкции сухой пар проходит непосредственно через турбины, а затем конденсатор, где пар конденсируется в воду.
Во втором подходе очень горячая вода превращается в пар, который затем может использоваться для привода турбины.
В третьем подходе, называемый бинарная система, горячая вода проходит через теплообменник, где нагревает вторую жидкость — например, изобутан — в замкнутом цикле. Изобутан кипит при низкой температуре, чем вода, поэтому он более легко превращается в пар для запуска турбины.
Три конструкции геотермальных электростанций
Технология применения определяется ресурсом. Если вода поступает из скважины как пар, она может использоваться непосредственно. Если горячая вода достаточно высокой температуры она должна пройти через теплообменник.
Первая скважина для производства энергии была пробурена до 1924 года. Более глубокие скважины были пробурены в 1950-х, но реальное развитие происходит в 1970-х и 1980-х годов.
Прямое использование геотермального тепла
Геотермальные источники также могут использоваться непосредственно для целей отопления. Горячая вода используется для обогрева зданий, выращивания растений в теплицах, сушки рыбы и сельскохозяйственных культур, улучшение добычи нефти, помощи в промышленных процессах как пастеризаторы молока и обогрев воды на рыбных фермах. В США Кламат-Фолс, штат Орегон и Бойсе, Айдахо геотермальная вода используется для обогрева домов и зданий более века. На восточном побережье, город Уорм-Спрингс, Вирджиния получает тепло непосредственно из родниковой воды, используя источники тепла на одном из местных курортов.
В Исландии практически каждое здание в стране нагревается горячей родниковой водой. В самом деле Исландия получает более 50 процентов первичной энергии из геотермальных источников. В Рейкьявике, например, (население 118 тыс. чел), горячая вода передается по конвейеру на 25 километров, и жители используют её для отопления и естественных нужд.
Новая Зеландия, получает 10% своей электроэнергии дополнительно. Геотермальная энергетика в России находится в недостаточном развитии, несмотря на наличие термальных вод.
Урок 25. тепловая энергия. получение и использование тепловой энергии человеком — Технология — 6 класс
Технология, 6 класс
Урок 25. Тепловая энергия. Получение и использование тепловой энергии человеком
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке
Что такое «тепловая энергия».
Какими способами можно получать тепловую энергию.
Источники тепловой энергии: природные естественные и вторичные.
Тезаурус
Тепловая энергия – форма энергии, связанная с движением атомов, молекул или других частиц, из которых состоит тело. Теплота, как и работа является не видом энергии, а только способом её передачи.
Тепловую энергию, получаемую из природных источников или добываемых горючих материалов, называют – первичной тепловой энергией.
Вторичной тепловой энергией – называют такую энергию, которая появляется в результате деятельности людей.
Основная и дополнительная литература по теме урока
Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / В. М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.; под ред. В. М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Все тела состоят из атомов и молекул. Эти частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении. Хаотичное движение атомов и молекул выражает то, что данное тело обладает тепловой энергией.
Чем больше скорость атомов и молекул какого-то тела, тем большей тепловой энергией оно обладает.
Первобытные люди добывали огонь трением или высекали его ударами кусков кремния друг о друга. Тем самым они увеличивали скорость движения атомов и молекул до такой величины, что древесина или мох воспламенялись.
В процессе увеличения скорости движения атомов и молекул выделяется тепловая энергия. Эта энергия требуется для обогрева жилищ в холодное время года. Тепловая энергия нужна для приготовления пищи. С помощью этой энергии производится многое из того, в чём нуждаются люди: выплавляют из руды металлы, обжигают посуду из глины, режут и сваривают металлы и пластмассы.
Тепловая энергия бывает природной естественной и вторичной.
Природными естественными источниками тепловой энергии для людей является солнце и нагретые недра Земли. Солнце передаёт энергию своим видимым и невидимым излучением. Разогретые недра Земли выбрасывают на поверхность очень горячую магму, раскалённые газы, кипящие струи воды.
Чаще всего тепловую энергию люди получают в результате сжигания различных видов топлива: древесины, торфа, угля, газа, нефти, нефтепродуктов.
Полученную таким образом тепловую энергию используют для отопления, выпаривания, расплавления, нагревания и других технологических процессов.
Тепловую энергию, получаемую от сжигания всех этих энергетических ресурсов, называют первичной тепловой энергией и она является основной в энергетике всех стран мира.
Вторичной тепловой энергией называют такую энергию, которая появляется в результате деятельности людей. Это нагретые вентиляционные выбросы из домов, тоннелей метро, производственных зданий, тепловых электростанций. Это горящие городские отходы. Вторичную тепловую энергию несут отработавшие горячие пар, вода, газы от промышленных производств, например тепловых электростанций, работающих доменных и мартеновских печей.
Начиная с 50-х годов XX века в качестве источника тепловой энергии используют ядерную энергию. Ядра атомов металла урана при определённых условиях распадаются с выделением очень большого количества тепловой энергии.
Например, при сгорании 1 грамма древесины удаётся получить столько энергии, сколько необходимо для горения лампочки мощностью 100 Ватт в течение 1 минуты. Количества энергии, получаемого при сгорании 1 грамма каменного угля, достаточно для горения лампочки мощностью 100 Ватт в течение 2 минут. А при распаде ядер урана массой 1 грамм уранового топлива выделяется такое количество, которого хватило бы для освещения в течение 1 часа домов и улиц города с шестьюдесятью тысячами жителей. Реакцией деления ядер урана люди научились управлять. В нашей стране и во многих других странах построены атомные электростанции.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Расставьте подписи к изображениям.
Вид топлива
Название
Варианты ответа:
каменный уголь
торф
древесина
Правильный вариант ответа:
Вид топлива
название
каменный уголь
торф
древесина
Задание 2. Выделите подчёркиванием источники вторичной тепловой энергии.
Варианты ответа:
каменный уголь
солнце
выхлопные газы
древесина
вентиляционные выбросы
нефть
гейзер
отработавший водяной пар
Правильный вариант ответа:
каменный уголь
солнце
выхлопные газы
древесина
вентиляционные выбросы
нефть
гейзер
отработавший водяной пар
природных источников энергии — введение, типы, примеры
БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
BNAT
Классы
Класс 1-3
Класс 4-5
Класс 6-10
Класс 110003 CBSE
Книги NCERT
Книги NCERT для класса 5
Книги NCERT, класс 6
Книги NCERT для класса 7
Книги NCERT для класса 8
Книги NCERT для класса 9
Книги NCERT для класса 10
NCERT Книги для класса 11
NCERT Книги для класса 12
NCERT Exemplar
NCERT Exemplar Class 8
NCERT Exemplar Class 9
NCERT Exemplar Class 10
NCERT Exemplar Class 11
9plar
RS Aggarwal
Решения RS Aggarwal Class 12
RS Aggarwal Class 11 Solutions
RS Aggarwal Решения класса 10
Решения RS Aggarwal класса 9
Решения RS Aggarwal класса 8
Решения RS Aggarwal класса 7
Решения RS Aggarwal класса 6
RD Sharma
RD Sharma Class 6 Решения
RD Sharma Class 7 Решения
Решения RD Sharma класса 8
Решения RD Sharma класса 9
Решения RD Sharma класса 10
Решения RD Sharma класса 11
Решения RD Sharma Class 12
PHYSICS
Механика
Оптика
Термодинамика
Электромагнетизм
ХИМИЯ
Органическая химия
Неорганическая химия
Периодическая таблица
MATHS
Статистика
9000 Pro Числа
Числа
9000 Pro Числа Тр Игонометрические функции
Взаимосвязи и функции
Последовательности и серии
Таблицы умножения
Детерминанты и матрицы
Прибыль и убытки
Полиномиальные уравнения
Деление фракций
Microology
0003000
FORMULAS
Математические формулы
Алгебраические формулы
Тригонометрические формулы
Геометрические формулы
КАЛЬКУЛЯТОРЫ
Математические калькуляторы
0003000
000 Калькуляторы
000 Физические модели 900 Образцы документов для класса 6
Образцы документов CBSE для класса 7
Образцы документов CBSE для класса 8
Образцы документов CBSE для класса 9
Образцы документов CBSE для класса 10
Образцы документов CBSE для класса 1 1
Образцы документов CBSE для класса 12
Вопросники предыдущего года CBSE
Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
HC Verma Solutions
HC Verma Solutions Класс 11 Физика
HC Verma Solutions Класс 12 Физика
Решения Лакмира Сингха
Решения Лахмира Сингха класса 9
Решения Лахмира Сингха класса 10
Решения Лакмира Сингха класса 8
9000 Класс
9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
Примечания CBSE класса 7
Примечания
Примечания CBSE класса 8
Примечания CBSE класса 9
Примечания CBSE класса 10
Примечания CBSE класса 11
Примечания 12 CBSE
Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
CBSE Примечания к редакции класса 10
CBSE Примечания к редакции класса 11
Примечания к редакции класса 12 CBSE
Дополнительные вопросы CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
CBSE Class 10 Science Extra questions
CBSE Class
Class 3
Class 4
Class 5
Class 6
Class 7
Class 8 Класс 9
Класс 10
Класс 11
Класс 12
Учебные решения
Решения NCERT
Решения NCERT для класса 11
Решения NCERT для класса 11 по физике
Решения NCERT для класса 11 Химия
Решения NCERT для биологии класса 11
Решение NCERT s Для класса 11 по математике
NCERT Solutions Class 11 Accountancy
NCERT Solutions Class 11 Business Studies
NCERT Solutions Class 11 Economics
NCERT Solutions Class 11 Statistics
NCERT Solutions Class 11 Commerce
NCERT Solutions for Class 12
Решения NCERT для физики класса 12
Решения NCERT для химии класса 12
Решения NCERT для биологии класса 12
Решения NCERT для математики класса 12
Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
NCERT Solutions Class 12 Economics
NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
NCERT Solutions Class 12 Commerce
NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
NCERT Solut Ионы Для класса 4
Решения NCERT для математики класса 4
Решения NCERT для класса 4 EVS
Решения NCERT для класса 5
Решения NCERT для математики класса 5
Решения NCERT для класса 5 EVS
Решения NCERT для класса 6
Решения NCERT для математики класса 6
Решения NCERT для науки класса 6
Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
Решения NCERT для класса 6 Английский язык
Решения NCERT для класса 7
Решения NCERT для математики класса 7
Решения NCERT для науки класса 7
Решения NCERT для социальных наук класса 7
Решения NCERT для класса 7 Английский язык
Решения NCERT для класса 8
Решения NCERT для математики класса 8
Решения NCERT для науки 8 класса
Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
Решения NCERT для класса 8 Английский
Решения NCERT для класса 9
Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
Решения NCERT для математики класса 9
Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
Решения NCERT
для математики класса 9, глава 3
Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
Решения NCERT
для математики класса 9, глава 6
Решения NCERT для математики класса 9, глава 7
Решения NCERT
для математики класса 9, глава 8
Решения NCERT для математики класса 9, глава 9
Решения NCERT для математики класса 9, глава 10
Решения NCERT
для математики класса 9, глава 11
Решения
NCERT для математики класса 9 Глава 12
Решения NCERT
для математики класса 9 Глава 13
NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
Решения NCERT для науки класса 9
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
Решения NCERT
для науки класса 9 Глава 14
Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
Решения NCERT для класса 10
Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
Решения NCERT для математики класса 10
Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 1
Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
Решения NCERT для математики класса 10, глава 7
Решения NCERT для математики класса 10, глава 8
Решения NCERT для математики класса 10, глава 9
Решения NCERT для математики класса 10, глава 10
Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
Решения NCERT для математики класса 10 Глава 12
Решения NCERT для математики класса 10 Глава ter 13
Решения NCERT для математики класса 10 Глава 14
Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
Решения NCERT для науки класса 10
Решения NCERT для класса 10 науки Глава 1
Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 2
Решения NCERT для класса 10, глава 3
Решения NCERT для класса 10, глава 4
Решения NCERT для класса 10, глава 5
Решения NCERT для класса 10, глава 6
Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 7
Решения NCERT для класса 10, глава 8
Решения NCERT для класса 10, глава 9
Решения NCERT для класса 10, глава 10
Решения NCERT для класса 10, глава 11
Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 12
Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 13
NCERT S Решения для класса 10 по науке Глава 14
Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 15
Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 16
Программа NCERT
NCERT
Commerce
Class 11 Commerce Syllabus
Учебный план класса 11
Учебный план класса 11
Учебный план экономического факультета 11
Учебный план по коммерции класса 12
Учебный план класса 12
Учебный план класса 12
Учебный план
Класс 12 Образцы документов для торговли
Образцы документов для предприятий класса 11
Образцы документов для коммерческих предприятий класса 12
TS Grewal Solutions
TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
Отчет о движении денежных средств 9 0004
Что такое предпринимательство
Защита прав потребителей
Что такое основные средства
Что такое баланс
Что такое фискальный дефицит
Что такое акции
Разница между продажами и маркетингом
9100003
ICC
Образцы документов ICSE
Вопросы ICSE
ML Aggarwal Solutions
ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths Решения Математика класса 6
Решения Селины
Решения Селины для класса 8
Решения Селины для класса 10
Решение Селины для класса 9
Решения Фрэнка
Решения Фрэнка для математики класса 10
Франк Решения для математики 9 класса
9000 4
ICSE Class
ICSE Class 6
ICSE Class 7
ICSE Class 8
ICSE Class 9
ICSE Class 10
ISC Class 11
ISC Class 12
IC
900 Экзамен IAS
Экзамен по государственной службе
Программа UPSC
Бесплатная подготовка к IAS
Текущие события
Список статей IAS
Пробный тест IAS 2019
Пробный тест IAS 2019 1
Пробный тест IAS4
2
Комиссия по государственным услугам
Экзамен KPSC KAS
Экзамен UPPSC PCS
Экзамен MPSC
Экзамен RPSC RAS
TNPSC Group 1
APPSC Group 1
Экзамен BPSC
Экзамен WPSC
Экзамен JPSC
Экзамен GPSC
Вопросник UPSC 2019
Ответный ключ UPSC 2019
900 10 Коучинг IAS
Коучинг IAS Бангалор
Коучинг IAS Дели
Коучинг IAS Ченнаи
Коучинг IAS Хайдарабад
Коучинг IAS Мумбаи
JEE4
9000 JEE 9000 Advanced
JEE Sample Paper
JEE Question Paper
Биномиальная теорема
Статьи JEE
Квадратичное уравнение
NEET
Программа BYJU NEET
NEET 2020
NEET Eligibility
NEET Eligibility
NEET Eligibility 2020 Подготовка
Программа обучения NEET

.
Источники энергии — Управление энергетической информации США (EIA)
Большая часть нашей энергии невозобновляема
В Соединенных Штатах и многих других странах большинство источников энергии для выполнения работы представляют собой невозобновляемые источники энергии:
Эти источники энергии называются невозобновляемыми, потому что их запасы ограничены объемами, которые мы можем добыть или извлечь из земли. Уголь, природный газ и нефть сформировались за тысячи лет из захороненных останков древних морских растений и животных, которые жили миллионы лет назад.Вот почему мы также называем эти источники энергии ископаемым топливом .
Большинство нефтепродуктов, потребляемых в Соединенных Штатах, производится из сырой нефти, но жидкие углеводороды также могут быть получены из природного газа и угля.
Ядерная энергия производится из урана, невозобновляемого источника энергии, атомы которого расщепляются (посредством процесса, называемого ядерным делением) для получения тепла и, в конечном итоге, электричества. Ученые считают, что уран был создан миллиарды лет назад, когда образовались звезды.Уран встречается повсюду в земной коре, но его добывать и перерабатывать в топливо для атомных электростанций слишком сложно или слишком дорого.
Есть пять основных возобновляемых источников энергии
Основные типы или источники возобновляемой энергии:
Их называют возобновляемыми источниками энергии, потому что они восполняются естественным образом. День за днем светит солнце, растут растения, дует ветер, текут реки.
Возобновляемая энергия была основным источником энергии на протяжении большей части истории человечества
На протяжении большей части истории человечества биомасса растений была основным источником энергии, которую сжигали для получения тепла и корма животных, используемых для транспортировки и вспашки.Невозобновляемые источники начали заменять большую часть возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах в начале 1800-х годов, а к началу 1900-х годов ископаемое топливо было основным источником энергии. Использование биомассы для отопления домов оставалось источником энергии, но в основном в сельской местности и для дополнительного тепла в городских районах. В середине 1980-х годов использование биомассы и других форм возобновляемой энергии начало расти в основном из-за стимулов к их использованию, особенно для производства электроэнергии.
Узнайте больше об историческом U.S. Использование энергии и сроки для источников энергии.
На приведенной ниже диаграмме показаны источники энергии в США, их основные виды использования и их процентные доли в общем потреблении энергии в США в 2019 году.
Скачать изображение Энергопотребление в США по источникам, 2019 г. потребление энергии в разбивке по источникам, 2019 биомасс возобновляемые источники тепла, электричество, транспорт 5,0% гидроэнергия возобновляемые источники электроэнергии 2,5% ветро возобновляемые источники электроэнергии 2,7% солнечные возобновляемые источники тепла0% геотермальные возобновляемые источники тепла, электричество 0,2% бензин безвозобновляемые источники энергии транспорт, производство, электроэнергия 36,7% природный газ невозобновляемые источники тепла, производство, электричество, транспорт 32,0% уголь — это чистый импорт электроэнергии и угольный кокс. Сумма отдельных процентов может не равняться 100% из-за независимого округления. Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблица 1.3 апреля 2020 г., предварительные данные
Последнее обновление: 18 июня 2020 г.
.
Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)
Что такое природный газ?
Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшее количество жидких углеводородов (ШФЛУ, которые также являются жидкими углеводородными газами) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива, а также для производства материалов и химикатов.
Как образовался природный газ?
От миллионов до сотен миллионов лет назад и за долгие периоды времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои были погребены под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?
В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащих пород. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют обычным природным газом . В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называют сланцевым газом или плотным газом , а иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)
Нажмите для увеличения

Операторы готовят скважину для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке
Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)
Как мы находим природный газ?
Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих структуру и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.
Геологи часто используют сейсморазведку на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.
Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.
Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа
Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх по скважинам на поверхность.
В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных горных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и подниматься на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на газоперерабатывающие заводы.
Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, газовые компании добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество с запахом тухлых яиц.
Переработка природного газа для продажи и потребления
Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что, помимо метана, он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ также может содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.
Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженными газами завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природным газом.Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.
Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.
Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.
Последнее обновление: 6 декабря 2019 г.
.
Природный газ и окружающая среда
Природный газ обладает многими качествами, которые делают его эффективным, относительно чистым и экономичным источником энергии. Однако при производстве и использовании природного газа необходимо учитывать некоторые проблемы, связанные с окружающей средой и безопасностью.
Природный газ — относительно чистое горючее ископаемое
Сжигание природного газа для получения энергии приводит к меньшим выбросам почти всех типов загрязнителей воздуха и углекислого газа (CO2), чем сжигание угля или нефтепродуктов для производства равного количества энергии.Около 117 фунтов диоксида углерода производится на миллион британских тепловых единиц (MMBtu) эквивалента природного газа по сравнению с более чем 200 фунтами CO2 на MMBtu угля и более 160 фунтами на MMBtu дистиллятного нефтяного топлива. Свойства чистого горения природного газа способствовали увеличению использования природного газа для производства электроэнергии и в качестве транспортного топлива для транспортных средств в Соединенных Штатах.
Природный газ — это в основном метан — сильный парниковый газ
Некоторые утечки природного газа в атмосферу из нефтяных и газовых скважин, резервуаров для хранения, трубопроводов и перерабатывающих предприятий.По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, в 2017 году выбросы метана из систем природного газа и нефти, а также из заброшенных нефтяных и газовых скважин составили около 32% общих выбросов метана в США и около 4% общих выбросов парниковых газов в США ¹. Нефтяная и газовая промышленность принимает меры для предотвращения утечек природного газа.
Разведка, бурение и добыча природного газа влияют на окружающую среду
Когда геологи исследуют месторождения природного газа на суше, они могут нарушать растительность и почву своими транспортными средствами.Бурение скважины на природный газ на суше может потребовать расчистки и выравнивания территории вокруг буровой площадки. Бурение скважин приводит к загрязнению воздуха и может беспокоить людей, дикую природу и водные ресурсы. Прокладка трубопроводов, по которым природный газ поступает из скважин, обычно требует расчистки земли для заглубления трубы. При добыче природного газа также могут образовываться большие объемы загрязненной воды. Эта вода требует надлежащего обращения, хранения и обработки, чтобы она не загрязняла землю и другие воды. Скважины и трубопроводы природного газа часто имеют двигатели для запуска оборудования и компрессоры, которые производят загрязнители воздуха и шум.
В районах, где природный газ добывается из нефтяных скважин, но его неэкономично транспортировать для продажи или он содержит высокие концентрации сероводорода (токсичный газ), он сжигается (сжигается) на скважинах. При сжигании природного газа образуются CO2, окись углерода, двуокись серы, окиси азота и многие другие соединения, в зависимости от химического состава природного газа и от того, насколько хорошо природный газ сгорает на факеле. Однако сжигание в факелах безопаснее, чем выброс природного газа в воздух, и приводит к снижению общих выбросов парниковых газов, поскольку CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан.

Бурение скважин на природный газ
Источник: Бюро землепользования (общественное достояние)
Передовые технологии, такие как спутники, системы глобального позиционирования, устройства дистанционного зондирования, а также трехмерные и четырехмерные сейсмические технологии, позволяют обнаруживать запасы природного газа при бурении меньшего числа скважин.
Развитие технологий бурения и добычи оказывает положительное и отрицательное влияние на окружающую среду
Новые технологии бурения и добычи природного газа значительно сокращают площадь земель, которые нарушаются для разработки нефтегазовых ресурсов.Методы горизонтального и направленного бурения позволяют добывать больше природного газа из одной скважины, чем в прошлом, поэтому для разработки месторождения природного газа требуется меньше скважин.
Для гидроразрыва скважин требуется большое количество воды. В некоторых районах страны значительное использование воды для гидроразрыва пласта может повлиять на водные среды обитания и доступность воды для других целей.
При неправильном обращении жидкость для гидроразрыва пласта, которая может содержать потенциально опасные химические вещества, может быть выпущена через разливы, утечки, дефектную конструкцию скважины или другие пути воздействия.Эти выбросы могут загрязнить прилегающие территории.
Гидравлический разрыв пласта приводит к образованию большого количества сточных вод на поверхности, которые могут содержать растворенные химические вещества и другие загрязнители, которые требуют обработки перед утилизацией или повторным использованием. Из-за количества производимой воды и сложностей, связанных с очисткой некоторых компонентов сточных вод, важны надлежащая очистка и удаление сточных вод.
По данным Геологической службы США, гидроразрыв пласта «…. вызывает небольшие землетрясения, но они почти всегда слишком малы, чтобы представлять угрозу безопасности. Помимо природного газа на поверхность возвращаются жидкости гидроразрыва и пластовые воды. Эти сточные воды часто сбрасывают путем закачки в глубокие скважины. Закачка сточных вод в подповерхностный слой может вызвать землетрясения, которые достаточно сильны, чтобы их можно было почувствовать, и может вызвать повреждения ».
Природный газ может быть выброшен в атмосферу во время и после бурения скважины, и количество этих выбросов изучается.
Добыча, транспортировка, распределение и хранение природного газа требуют строгих норм и стандартов безопасности
Поскольку утечка природного газа может вызвать взрыв, действуют строгие правительственные постановления и отраслевые стандарты, обеспечивающие безопасную транспортировку, хранение, распределение и использование природного газа. Поскольку переработанный природный газ не имеет запаха, компании, производящие природный газ, добавляют в природный газ меркаптан с сильным запахом, напоминающим запах тухлых яиц, чтобы люди чувствовали запах утечек.
Последнее обновление: 23 сентября 2019 г.
.
No related posts.