Областной этап Всероссийского заочного конкурса научно-исследовательских, изобретательских и творческих работ Юность. Наука
| Вид материала | Конкурс |
- Задачи «про цены» формулы простых и сложных процентов. Задачи егэ, 393.65kb.
- Образовательная программа творческого и научно-технического развития детей и молодежи, 129.47kb.
- В оргкомитет Всероссийского открытого конкурса научно-исследовательских, проектных, 1706.86kb.
- Муниципальный этап Всероссийского детско-юношеского литературно-художественного конкурса, 104.07kb.
- Примите участие в конкурсе научно-исследовательских работ в области информатики и информационных, 42.34kb.
- Положение об окружном конкурсе исследовательских работ обучающихся «Старт в науку»,, 100.38kb.
- Национальное Достояние России, во Всероссийском открытом конкурс, 27.97kb.
- Положение о региональном этапе Всероссийского конкурса творческих работ на тему сказок, 39.97kb.
- Справка по итогам работы XIV районной научно-практической конференции «юность. Наука., 228.64kb.
- Положение о проведении ежегодного Всероссийского конкурса творческих работ «Экодизайн», 41.18kb.
| Областной этап Всероссийского заочного конкурса научно–исследовательских, изобретательских и творческих работ «Юность. Наука. Культура» |
| |
| |
| «Возобновляемые источники энергии - энергия будущего» Работу выполнил ученик 10 класса А МОУ «СОШ №198» г. Северска Томской обл. Дмитриев Илья Руководитель – Ефремова Лариса Ивановна, учитель географии МОУ «СОШ №198» _________________ |
| |
| |
| |
| |
| Северск -2010- |
| |
| |
Сейчас, как никогда остро встал вопрос, о том, каким будет будущее планеты в энергетическом плане. Что ждет человечество - энергетический голод или энергетическое изобилие? В газетах и различных журналах все чаще и чаще встречаются статьи об энергетическом кризисе. Из-за нефти возникают войны, расцветают и беднеют государства, сменяются правительства. К разряду газетных сенсаций стали относить сообщения о запуске новых установок или о новых изобретениях в области энергетики. Разрабатываются гигантские энергетические программы, осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальных затрат.
Если в конце прошлого века энергия играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Вполне реален прогноз, по которому в 2000 году будет произведено 30 тысяч миллиардов киловатт-часов! Гигантские цифры, огромные темпы роста! И все равно энергии будет мало - потребности в ней растут еще быстрее. Уровень материальной, а в конечном счете и духовной культуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении.
Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израсходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше. Так за чем же остановка? Ученые и изобретатели уже давно разработали многочисленные способы производства энергии, в первую очередь электрической. Давайте тогда строить все больше и больше электростанций, и энергии будет столько, сколько понадобится! Такое, казалось бы, очевидное решение сложной задачи, оказывается, таит в себе немало подводных камней. Неумолимые законы природы утверждают, что получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее преобразований из других форм.
Вечные двигатели, якобы производящие энергию и ниоткуда ее не берущие, к сожалению, невозможны. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, то есть при сжигании топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях.
Сейчас в мире все больше ученых инженеров занимаются поисками новых, нетрадиционных источников которые могли бы взять на себя хотя бы часть забот по снабжению человечества энергией.
Данная работа представляет собой, исследование перспектив и существующего электроэнергетического потенциала России, а так же возможные пути развития электроэнергетики России на основе возобновляемых источников энергии.
Энергетика России — энергетический комплекс Российской Федерации, являющийся сложной структурой, объединяющей различные виды подотраслей.
Традиционной, исторически самой значимой отраслью является топливная энергетика. В 20-30-х годах XX века новый толчок энергетическому развитию СССР дало масштабное строительство районных тепловых и гидроэлектростанций в рамках ГОЭЛРО. В пятидесятые годы прогресс в энергетической области был связан с научными разработками в области атома и строительством атомных электростанций. В последующие годы происходило освоение гидропотенциала Сибири и ископаемых ресурсов Западной Сибири.
Страна обладает существенными запасами энергетических ископаемых и потенциалом возобновляемых источников, входит в десятку наиболее обеспеченных энергоресурсами государств. Однако доля возобновляемых источников в энергетике в процентном отношении невелика, в отличие от энергетического комплекса Европы, где политика Евросоюза направлена на постепенный рост использования возобновляемых источников энергии и замещение ими традиционных.
Значение электроэнергетики в экономике России, так же как и в общественной жизни трудно переоценить — это основа всей современной жизни. По важному показателю — выработке на одного жителя в 2005 году страна находилась приблизительно на одном уровне с такими энергоимпортирующими государствами как Германия и Дания, имеющими меньшие транспортные потери и затраты на отопление. Однако после спада в 90-х с 98 года потребление постоянно растёт, в частности в 2007 году выработка всеми станциями единой энергосистемы составила 997,3 млрд. кВт/час (1 082 млрд. кВт/час в 1990 году).
Ядерная энергетика
Ядерная энергетика — это отрасль энергетики, занимающаяся получением и использованием ядерной энергии (ранее использовался термин Атомная энергетика).
Ядерная энергия производится в атомных электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных лодках; США осуществляют программу по созданию ядерного двигателя для космических кораблей, кроме того, делались попытки создать ядерный двигатель для самолётов и для танков.
Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов — во Франции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии. Эти страны производят от 20 до 50 % электроэнергии на АЭС.
В США на АЭС производят только восьмую часть своей электроэнергии, однако это составляет около 20 % мирового производства.
В Украине вклад ядерной энергетики в выработку электроэнергии составляет почти 50 %.
Абсолютным лидером по использованию ядерной энергии являлась Литва. Единственная Игналинская АЭС, расположенная на её территории, вырабатывала энергии больше, чем потребляла вся Литва. Так как в Литве были и другие электростанции, "лишняя" энергия шла на экспорт. Например, в 2003 году Игналинская АЭС реализовала на внутреннем рынке Литвы 6,8 млрд. кВт/час электроэнергии и экспортировала 7,5 млрд. кВт/час. Всего в 2003 году в Литве было выработано 19.2 млрд. кВт/час, из них 15.5 Игналинской АЭС
Россия обладает технологией ядерной электроэнергетики полного цикла от добычи урановых руд до выработки электроэнергии, обладает разведанными запасами руд, на 2006 год оцениваемыми в 615 тыс. т. урана, а также запасами в оружейном виде. В настоящее время в России на 10 действующих АЭС эксплуатируется 31 энергоблок общей мощностью 23.243 МВт. Кроме того страна прорабатывает и промышленно применяет технологию реакторов на быстрых нейтронах, увеличивающую запасы топлива для классических реакторов в несколько раз.
В современном виде возможности ядерной технологии и разведанные запасы значительно меньше потенциала запасов природного газа, и всё же высокое значение отрасль получила в европейской части России и, особенно на северо-западе, где выработка на АЭС достигает 42 %. В целом же за 2007 год атомными электростанциями выработано рекордное за всю историю отрасли количество электроэнергии — 158,3 млрд. кВт·ч, что составило 15,9% от общей выработки в Единой энергосистеме (доля атомной генерации в общем энергобалансе России около 16 %).
Основная уранодобывающая компания «Приаргунское производственное горно-химическое объединение», добывает 93 % российского урана, обеспечивая 1/3 потребности в сырье.
Действующие АЭС:
- Балаковская АЭС - крупнейший в России производитель электроэнергии. Ежегодно она вырабатывает более 30 миллиардов кВт/час электроэнергии (больше, чем любая другая атомная, тепловая и гидроэлектростанция страны). Расположена рядом с городом Балаково, Саратовской области, на левом берегу Саратовского водохранилища.
- Белоярская АЭС - расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской). На станции были сооружены три энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и один с реактором на быстрых нейтронах.
- Билибинская АЭС - расположена рядом с городом Билибино Чукотского автономного округа. Состоит из четырёх блоков мощностью по 12 МВт, введённых в эксплуатацию в 1974 (два блока), 1975 и 1976 годах.
- Калининская АЭС - расположена на севере Тверской области, на южном берегу озера Удомля и около одноимённого города. Состоит из трёх энергоблоков электрической мощностью 1000 МВт, которые были введены в эксплуатацию в 1984, 1986 и 2004.
- Кольская АЭС - расположена рядом с городом Полярные Зори Мурманской области, на берегу озера Имандра. Состоит из четырёх блоков, введённых в эксплуатацию в 1973, 1974, 1981 и 1984 годах. Мощность станции — 1760 МВт.
- Курская АЭС - расположена рядом с городом Курчатов Курской области, на берегу реки Сейм. Состоит из четырёх блоков, введённых в эксплуатацию в 1976, 1979, 1983 и 1985 годах. Мощность станции — 4 ГВт.
- Ленинградская АЭС - расположена рядом с городом Сосновый Бор Ленинградской области, на побережье Финского залива. Состоит из четырёх блоков, введённых в эксплуатацию в 1973, 1975, 1979 и 1981 годах. Проектная годовая выработка электроэнергии — 28 млрд. кВт/час. В 2007 году выработка составила 24,635 млрд. кВт/час.
- Н
ововоронежская АЭС - расположена в Воронежской области рядом с городом Нововоронеж, на левом берегу реки Дон. Состоит из трёх энергоблоков. На 85 % обеспечивает Воронежскую область электрической энергией, на 50 % обеспечивает город Нововоронеж теплом.
- Ростовская АЭС - расположена в Ростовской области около города Волгодонск. Электрическая мощность первого энергоблока составляет 1000 МВт, в 2010 году подключен к сети второй энергоблок станции. В 2001—2010 годах станция носила название «Волгодонская АЭС», с пуском второго энергоблока АЭС станция была официально переименована в «Ростовскую АЭС».
- Смоленская АЭС - расположена рядом с городом Десногорск Смоленской области. Станция состоит из трёх энергоблоков, которые введены в эксплуатацию в 1982, 1985 и 1990. В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый.
Однако основной проблемой ядерной энергетики остаётся экологическая проблема. Пример тому катастрофа на Чернобыльской АЭС. Что привело к колоссальным затратам на эвакуацию людей и устранение аварии! Сейчас в этом регионе установлена 30 км зона отчуждения.
Гидроэнергетика
Гидроэнергия — энергия, сосредоточенная в потоках водных масс, в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних течениях рек, сооружаются плотины.
Первый широко используемый для технологических целей вид энергии. До середины XIX века для этого применялись водяные колёса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидротурбины.
До конца XIX века энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например для размола зерна на водяных мельницах или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. Сейчас практически вся механическая энергия, создаваемая гидротурбинами, преобразуется в электроэнергию.
Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Плюсы и минусы:
- Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.
- Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии.
- Течение реки является возобновляемым источником энергии.
- Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций.
- Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое.
- Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей.
- Водохранилища часто занимают значительные территории, но, примерно, с 1963 г. начали использоваться защитные сооружения (Киевская ГЭС), которые ограничивали площадь водохранилища, и, как следствие, ограничивали площадь затопляемой поверхности (поля, луга, поселки).
- Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку препятствуют нересту рыб, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.
Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.
Гидроэнергетика в мире
На 2005 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 63 % возобновляемой и до 19 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 715 ГВт.
Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на гражданина является Исландия, кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии, Канаде и Швеции. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира.
На 2008 год крупнейшими производителями гидроэнергии (включая переработку на ГАЭС) являются следующие страны:
| Страна | Потребление гидроэнергии в ТВт/час |
| Китай | 585 |
| Канада | 369 |
| Бразилия | 364 |
| США | 251 |
| Россия | 167 |
| Норвегия | 140 |
| Индия | 116 |
| Венесуэла | 87 |
| Япония | 69 |
| Швеция | 66 |
| Франция | 63 |
Гидроэнергетика в России:
Страна обладает теоретическим потенциалом, оцениваемым до 2295 млрд. кВт·ч/год, при этом из них 852 млрд. кВт·ч/год экономически оправданы. Однако основная часть потенциала сконцентрирована в центральной и восточной Сибири и на Дальнем Востоке — в значительном удалении от основных потребителей электроэнергии, а его реализация увязывается с промышленным развитием указанных регионов. Кроме удалённых от потребителей территорий менее значительным, и не до конца освоенным гидропотенциалом обладают высокогорные реки Кавказа, многоводные реки Урала, Кольского полуострова, Камчатки.
В 2007 году российскими гидроэлектростанциями выработано 177,7 млрд. кВт/час электроэнергии, что составило 17,8 % всей выработки.
Перспективное развитие гидроэнергетики связывают с освоением потенциала Северного Кавказа — в строительстве Зарамагские, Кашхатау, Гоцатлинская ГЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, в планах вторая очередь Ирганайской ГЭС, Агвалинская ГЭС, развитие Кубанского каскада и Сочинских ГЭС, развитие малой гидроэнергетики в Северной Осетии, и Дагестане. Перспективное освоение сибирского потенциала — достройка Богучанской, Вилюйской-III и Усть-Среднеканской ГЭС, проектирование Южно-Якутского ГЭК и Эвенкийской ГЭС. В центре и на севере Европейской части, в Приволжье рассматриваются достройка Белопорожской ГЭС, поднятие рабочих мощностей Нижнекамской, Чебоксарской, Камской, Рыбинской и Угличской ГЭС, развитие выравнивающих мощностей в основных потребляющих регионах — строительство Ленинградской и Загорской ГАЭС-2.
Огромным потенциалом обладают множественные российские морские и океанические заливы с высокими, достигающими высоты в 10 метров приливами. С 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт. Проект мощной (11,4 ГВт) Мезенской ПЭС включён в инвестиционный проект РАО «ЕЭС». Однако реализация проектов ПЭС связана со значительными вложениями в сетевую структуру, а потенциальная эффективность остаётся под вопросом.
Крупнейшие гидроэлектростанции России:
| Наименование | Мощность, ГВт | География |
| Саяно-Шушенская ГЭС | 1,28 (6,40) | р. Енисей, г. Саяногорск |
| Красноярская ГЭС | 6,00 | р. Енисей, г. Дивногорск |
| Братская ГЭС | 4,52 | р. Ангара, г. Братск |
| Усть-Илимская ГЭС | 3,84 | р. Ангара, г. Усть-Илимск |
| Богучанская ГЭС | 3,00 | р. Ангара, г. Кодинск |
| Волжская ГЭС | 2,58 | р. Волга, г. Волжский |
| Жигулёвская ГЭС | 2,32 | р. Волга, г. Жигулевск |
| Бурейская ГЭС | 2,01 | р. Бурея, пос. Талакан |
| Чебоксарская ГЭС | 1,40 | р. Волга, г. Новочебоксарск |
| Саратовская ГЭС | 1,27 | р. Волга, г. Балаково |
| Зейская ГЭС | 1,33 | р. Зея, г. Зея |
| Нижнекамская ГЭС | 1,25 | р. Кама, г. Набережные Челны |
| Загорская ГАЭС | 1,20 | р. Кунья, пос. Богородское |
| Воткинская ГЭС | 1,02 | р. Кама, г. Чайковский |
| Чиркейская ГЭС | 1,00 | р. Сулак |