Пути решения проблем энергетики

Содержание

 

Введение

1 Развитие энергетики в России

2 Современные проблемы энергетики

3       Ситуация в мире

4       Пути решения

Заключение

Список литературы

. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

История воспитывает и  формирует человека, она великий  учитель человека и общества.

Изучение истории имеет  практическое значение, так как его  итоговые выводы подводят нас вплотную к практическим потребностям текущего момента.

История – исследование, совокупность фактов, событий, относящихся  к прошедшей жизни человечества, какой-то отрасли науки или техники, объекта, культуры и т. п. Это память о прошлом, о выдающихся событиях, людях. Понятия «история», «исторический факт» включают в себя не только прошедшие события, но и то, что имеет отношение к человеку, к его внутреннему миру.

Развитие энергетики и  техники связано с работами очень  многих людей: гениев, изобретателей, любознательных людей, ученых – неравнодушных, мыслящих, трудолюбивых, нравственно богатых  людей.

Проникаясь историческим чувством, опираясь на духовный и нравственный опыт веков, человек исподволь вырабатывает в себе персональную ответственность  за все прошедшее и происходящее в мире. В нем укрепляется чувство  нравственного долга, которое является ядром истинной личности.

Материальная жизнь человечества связана с двумя основными  началами - веществом и энергией. Поэтому все техническое творчество человека на всех этапах развития общества сводилось, по существу, к видоизменениям и превращениям как вещества, так и энергии.

                         

Развитие энергетики в России

 

Электрическая энергия с  начала XX в. прочно вошла в промышленное производство, сначала в виде группового, а затем индивидуального электропривода, который и осуществил реконструкцию  всего силового хозяйства машинной индустрии начала XX в.

С развитием отрасли одновременно стала развиваться и наука  электротехника, так как с использованием электрического тока в промышленности, заводам и фабрикам требовались  квалифицированные специалисты  по работе с электрическим током (потому как является опасным производством  на любых этапах деятельности, даже в быту).

В России Энергетическое и  электротехническое образование (это  система подготовки специалистов по энергетике — тепло-, гидро-, электроэнергетике и энергомашиностроению для различных отраслей народного хозяйства, а также по электротехнике и другим видам техники, занимающимся производством, преобразованием, передачей, распределением и потреблением энергии в различных ее формах) стало развиваться с середины 19 в., когда в Петербургском технологическом институте и Горном институте было введено изучение термодинамики, паровых машин и паровых котлов.

В связи с развитием  энергетики за годы Советской власти сформировались основные специализации: в теплоэнергетике - проектирование, монтаж и эксплуатация тепловых установок, теплофикационных сетей, теплового  оборудования и др; в электроэнергетике и электротехнике - проектирование, монтаж и эксплуатация тепловых электростанций, линий передачи электроэнергии в различных отраслях промышленности, транспорта и связи, электромашиностроение, электроаппаратостроение (в том числе ионная и рентгеновская аппаратура, осветительные устройства) и др.; в гидроэнергетике - проектирование, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений, гидроэлектростанций и передаточных устройств.

В настоящее время в  группу специальностей Энергетика входят: Теплоэнергетика, Электроэнергетика, Ядерные физика и технологии, Техническая  физика, Энергомашиностроение, Электротехника, электромеханика и электротехнологии.                  

 

 Современные проблемы энергетики

 

Человечество по мере своего развития все больше и больше нуждается  в энергетических ресурсах, электрическая  и тепловая энергия практически  неотделимы от быта и производственной деятельности человека. В течение  следующих десятилетий ожидается  значительное увеличение энергопотребления, связанное с развитием экономики и приростом населения. Это приведет к росту давления на систему энергоснабжения и потребует повышенного внимания к эффективности использования энергии. Это проблемы современной энергетики, которые надо решать прямо сейчас. Доступность энергоресурсов является ключевым фактором для развития экономики и способствует улучшению качества жизни.

Рост мировых экономик и увеличение численности населения  выступают в качестве основной движущей силы непрерывного роста энергопотребления.

 

                                        Ситуация в мире

 

Несмотря на то, что количество автомобилей в Китае за 2000¬2006 гг. увеличилось более чем в 2 раза, один автомобиль там приходится на 40 человек, в то время как в  США данный показатель равен одному автомобилю на двух человек. Исходя из этого, можно с уверенностью прогнозировать дальнейший стремительный рост продаж автомобилей и объемов потребления  топлива в Китае. Ускоряющиеся темпы  потребления в сочетании с  большой численностью населения, которая  продолжает расти, позволяют сделать  вывод о том, что новая волна  роста энергопотребления в значительной степени придется на развивающиеся  страны.

Человек только начинает осознавать ограниченность ископаемых ресурсов, в условиях необходимости рационального  их использования. Нефти с 1960 по 1970 год было израсходовано столько же, сколько за предыдущие 100 лет. К 2030 году доля нефти как энергоносителя сократится до 16 %. Между тем из разведанных и эксплуатируемых скважин извлекалось до недавнего времени всего 30 % нефти. Уголь может снова стать важнейшим источником энергии. Другой альтернативой всё чаще называется - атомная энергия.

Плодами экономического роста  пользуется порядка 15 % населения Земли (в основном, страны Запада), а энергетические ресурсы сосредоточены преимущественно  в развивающихся странах. США, ЕЭС, Канада, Япония потребляют 1/2 всей мировой  энергии, 1/3 удобрений, 2/3 всех металлов, 2/3 деловой древесины. Они же производят более 2/3 мирового валового продукта, обеспечивают 2/3 мировой торговли, выбрасывают 3/4 всех загрязнителей. Вложение энергии  на 100 000 человек в Нидерландах  составляет 914 пентаджоулей, Германии - 418, Великобритании - 355, Японии - 352, США - 74, в России - только 16. Борьба за обладание энергоресурсами часто кончается военными конфликтами. В современных условиях усилия в этих конфликтах все чаще направляются не на захват территорий противника, а на подавление военно-экономического потенциала - устранение «конкурента» и обеспечение господства победителя на рынках сырья и сбыта. Это мнение особенно актуально для сегодняшней ситуации в мире.

В настоящее время основными  источниками энергии являются углеводороды и урановые руды. Их мировые запасы примерно уже известны, и, даже по самым  оптимистическим оценкам, вряд ли разведка даст увеличение их объемов в разы. Поскольку известен и уровень  потребления этих ресурсов, то уже  подсчитан и срок, после которого они будут полностью исчерпаны. Очевидно, что никакой режим экономии невозобновляемых источников энергии не в состоянии исключить того момента в будущем, когда они будут полностью исчерпаны. Ситуация усугубляется при этом еще несколькими факторами.

Во-первых, экспоненциальным ростом промышленного производства. Так, в прошлом столетии совокупный объем промышленного производства в мире увеличивался в среднем  каждые 20 лет. Если эта тенденция  сохранится в ХХI в., то через 20 лет  потребность в энергоресурсах вырастет в 2 раза, через 40 лет - в 4, к концу  ХХI в. - в 32, к концу ХХII в. - в 1024 раза. А поскольку даже при сохранении потребления ресурсов на сегодняшнем уровне их хватит не более чем на несколько десятков лет, то прирост промышленности катастрофически ускоряет приближение всемирной ресурсной катастрофы.

Однако главная проблема современной энергетики в настоящий  момент — не только истощение минеральных  ресурсов, а угрожающая экологическая  обстановка.

Самые острые экологические  проблемы (изменение климата, кислотные  осадки, всеобщее загрязнение среды  и другие) прямо или косвенно связаны  с производством, либо с использованием энергии. Энергетике принадлежит первенство не только в химическом, но и в других видах загрязнения: тепловом, аэрозольном, электромагнитном, радиоактивном. Поэтому не будет преувеличением сказать, что от решения энергетических проблем зависит возможность решения основных экологических проблем.

Российские проблемы

Ключевой проблемой экономики  России является необходимость повышения  энергоэффективности. Удельная энергоемкость промышленного и сельскохозяйственного производства в 3,5 - 4,0 раза выше, чем в развитых странах мира. Это обусловлено тем, что энергетический сектор экономики сложился во второй половине прошлого века в условиях, совершенно отличных от современных. Решение проблемы – сложная, многофакторная задача от банальной экономии энергии до решения фундаментальных и прикладных научных проблем.

 

                                               Пути решения

 

В условиях сложившейся односторонней  ориентации экономики и энергетики на использование углеводородного  сырья среди важнейших научных  задач ближайшей перспективы, на мой взгляд, представляются следующие:

- разработка технологий  атомной энергетики и реализация  на этой основе современных  высокоэффективных и безопасных  реакторных установок и атомных  электростанций нового поколения

- освоение водородных  технологий и создание на этой  основе систем производства, хранения  и использования водорода как  высокоэффективного топлива

- разработка новых технологий  переработки и сжигания твердого  топлива для получения энергии

- создание новых технологий  использования нетрадиционных и  возобновляемых источников электрической  и тепловой энергии, создание  химических источников тока.

Весь мир сейчас «говорит»  об Альтернативной энергетике, основанной на использовании возобновляемых (или "чистых" не газрязняющих окружающую среду) источников энергии. К таковым относятся энергогенерирующие устройства, работающие с использованием энергии Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, а также подземного тепла планеты.

Особое значение для качественного  обновления энергетики имеют фундаментальные  разработки в области высокотемпературной  сверхпроводимости, позволяющие разрешить ряд важных проблем, таких как создание токоограничителей, накопителей электроэнергии, сооружение сверхпроводящих линий электропередачи для осуществления вводов электроэнергии в крупные города. Создание сверхпроводниковых накопителей энергии позволит повысить надежность и бесперебойность энергоснабжения при авариях в энергосистемах. Кроме того, электротехническое оборудование, выполненное с использованием сверхпроводимости (криогенные генераторы, кабели), позволит в 2 - 3 раза сократить потери при производстве и передаче электроэнергии. Фактически речь может идти о принципиально новой электроэнергетике.

Среди практических задач  отрасли на ближайший период важнейшей  является модернизация теплоэнергетики  с созданием высокоэффективных  парогазовых установок с комбинированной  выработкой электрической и тепловой энергии с КПД не менее 50 – 55%.

В тоже время во многих странах  мира ведутся работы по созданию интеллектуальных электрических сетей. Интеллектуальные сети (ИС) - это комплекс технических средств, которые в автоматическом режиме выявляют наиболее слабые и аварийно опасные участки сети, а затем изменяют характеристики и схему сети с целью предотвращения аварии и снижения потерь, автоматически балансирующая и самоконтролирующаяся энергетическая система, способная принимать энергию от любого источника (уголь, солнце, ветер) и преобразовывать ее в конечный продукт для потребителей (тепло, свет, теплую воду) при минимальном участии людей.

 

 

 

 

                                      

 

 

 

 

         Заключение

 

Основными факторами, которые  будут определять развитие энергетики в первой четверти XXI века, являются:

- рост спроса на топливно-энергетические ресурсы и углеводородное сырье внутри страны, обусловленный темпами роста национальной экономики и ее удельной энергоемкостью, а также ценами на энергоносители;

- масштабы реализации  ресурсо- и энергосберегающих технологий как в энергетическом секторе, так и в других секторах экономики;

- состояние мировой энергетической  конъюнктуры, степень интеграции  в мировое энергетическое пространство;

- формирование благоприятного  инвестиционного климата с учетом  совершенствования налогового, ценового  и таможенного регулирования;

- масштабы использования  научно-технических достижений в  ТЭК и подготовка перехода  к энергетике будущего.

Развитие цивилизации, призванное служить во благо человеку, приводит к настолько сильным отрицательным  последствиям, что грозит уничтожить само человечество.

Человечество должно предвидеть как положительные, так и отрицательные  аспекты своей технической деятельности и предусмотреть систему мер, направленных на сведение к минимуму неблагоприятных воздействий на окружающую среду.

Из рассмотренной мною темы можно сделать следующий  вывод – в наше время перед  всеми светлыми умами человечества стоит вопрос нахождения, разработки и развития альтернативных источников энергии, создании Энергетики будущего без разрушения экосистемы планеты.

И в полнее возможно, что  открытие сделает простой человек, не физик, не научный работник, какой-нибудь «повар», как это происходило  на протяжении всей истории Энергетики. Открытие приходит там, где его никто  не ждет!

 

 

Список литературы

 

1. Харламова Т.Е. История науки и техники. Электроэнергетика. Учеб. Пособие – СПб.: СЗТУ, 2006. - 126с.

2. Исаков А. Я. Энергия (руководство по самостоятельной работе) (часть 1) – Петропавловск-Камчатский – КамчатГТУ., 2009 – 206с.