Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Самарский Государственный  Экономический Университет

Кафедра «Финансы и кредит»

 

 

РЕФЕРАТ

 

по  курсу  «Экономическая география»

 

тема: Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:   студентка 1 курса

специальности «Финансы и кредит»

факультета ВВиДО

Соловацкая И.В.

Руководитель: Воронин  В.В.

 

 

Самара 2008

 

 

П Л А Н.

Вступление…………………………………………………………………………………………..3

1. Теоретическая часть.
1. Понятие «нетрадиционная энергетика»…………………………………………………………4
2. Виды возобновляемых источников энергии и особенности электростанций, действующих на них………………………………………………………………………………………………….6

1.2.1. Энергия Солнца  …………………………………………………………………………6

       1.2.2. Ветровая энергия................................................................................................................9

       1.2.3. Геотермальная энергия.....................................................................................................11

1.2.4. Энергия малых рек……………………………………………………………………...13

1.2.5. Энергия приливов.............................................................................................................13

1.2.6. Энергия биомассы……………………………………………………………………….14

1.3. Значение и место нетрадиционной энергетики в экономике России……………………….15

II. Размещение нетрадиционных источников энергии на территории России………………....20

III. Проблемы и перспективы развития нетрадиционной энергетики в России………………...25

Заключение..........................................................................................................................................29

Список литературы.............................................................................................................................30

Приложения...................................... ..................................................................................................31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУПЛЕНИЕ.

 

В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Ведется бурная дискуссия о выборе путей развития энергетики. Это связано, прежде всего, с растущей необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого  процесса являются происходящие изменения  в энергетической политике стран  со структурной перестройкой топливно-энергетического  комплекса, связанной с экологической  ситуацией, складывающейся в настоящее время как переход на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается  число международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и  специалистов, рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими  межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области ВИЭ из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение  окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время  на производство тепла и электричества  расходуется ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей нефти, сжигание которых сильно засоряет атмосферу Земли.

Извлекаемые запасы топлива  ограничены. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти – на 90, природного газа – на 50 урана – на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению.

Аналогичное положение  наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.

Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления.

Целью  данного исследования является:

• оценка потенциала использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России,
• определение регионов России, в которых выполнение проектов возобновляемой энергетики уже в настоящее время представляет интерес;
• определение барьеров для развития ВИЭ в России, а также путей их преодоления.

В работе будут рассмотрены  основные виды возобновляемых источников энергии, а также технико-экономические особенности функционирующих на их основе электростанций.

Основной задачей данного  исследования ставится доказательство того, что в России имеются все возможности для использования ВИЭ, и на данный момент существует острая необходимость в развитии этой отрасли.

    

 

        Раздел I.

1.1.  Понятие «нетрадиционная энергетика».

Возобновляемые  источники энергии (ВИЭ) – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: торф; энергия биомассы (отходы сельскохозяйственные, лесного комплекса, коммунально-бытовые и промышленные; энергетические плантации: сельскохозяйственные культуры, древесно-кустарниковая и травянистая растительность); энергия ветра; энергия солнца; энергия водных потоков на суше (гидроэлектростанции мощностью менее 1 МВт: миниГЭС, микроГЭС); средне- и высокопотенциальная геотермальная энергия (гидротермальные и парогидротермальные источники; сухие, глубоко залегающие горные породы); энергия морей и океанов (приливы и отливы, течения, волны, температурный градиент, градиент солености); низкопотенциальная тепловая энергия (почвы и грунта, зданий и помещений, сельскохозяйственных животных).

Всё это многообразие сводится к трём глобальным видам источников: энергии Солнца, тепла Земли и энергии орбитального движения планет, причём солнечное излучение по мощности превосходит остальные более чем в 1000 раз. Мощность ВИЭ, поступающих на землю и направления их использования представлена в Приложении 1.

Невозобновляемые источники  энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека. Извлекаемые запасы органического топлива в мире оцениваются следующим образом (млрд. тонн условного топлива):

Между тем теоретический  потенциал солнечной энергии, приходящий на Землю в течение года, превышает все извлекаемые запасы органического топлива в 10-20 раз. А экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд.т.у.т в год, что в два раза превышает объём годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далёкого.

Основное преимущество ВИЭ - их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. Возобновляемые источники энергии играют значительную роль в решении трёх глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие (Таблица 1).

Таблица 1. Роль НВИЭ в решении трёх глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие).

+ положительное  влияние, 
- отрицательное влияние, 
0 - отсутствие влияния

______________________________________

Примечания: 
¹⁾ Водоподъёмные установки на пастбищах и в удалённых населённых пунктах. 
²⁾ Орошение земель на базе малых водохранилищ, водоподъёмные устройства таранного типа. 
³⁾ Установки для сушки сена, зерна, сельхозпродуктов, фруктов. 
⁴⁾ Водоподъёмные системы, питание охранных устройств на пастбищах. 
⁵⁾ Обогрев теплиц геотермальными водами. 
⁶⁾ Использование золы в качестве удобрения. 
⁷⁾ Получение экологически чистых удобрений в результате сбраживания отходов. 
⁸⁾ Получение дизельного топлива из семян рапса - самообеспечение сельского хозяйства дизельным топливом.

9) Возможное оседание почвы и сейсмические эффекты.

10) Загрязнение поверхностных и грунтовых вод в случае выброса растворов высокой концентрации при бурении скважин; заболачивание почвы в результате сброса отработанных термальных вод.

11), 12) выбросы твердых частиц, канцерогенных и токсичных веществ, окиси углерода и других газов; выброс тепла, изменение теплового баланса.

 

 

1.2. Виды источников нетрадиционной энергии и особенности электростанций, действующих на них.

1.2.1. Энергия Солнца.

Основным видом “бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. Ежесекундно оно  дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины. Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году.

             Потенциальные возможности энергетики,  основанной на  использовании непосредственно солнечного излучения,  чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125 %  этого количества энергии Солнца могло бы  обеспечить  все сегодняшние потребности мировой энергетики,  а использование 0.5 %  - полностью покрыть потребности на перспективу.

               К сожалению,  вряд  ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах.  Одним из наиболее  серьезных  препятствий  такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения.  Даже при наилучших  атмосферных условиях (южные широты,  чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м² - почти в пять раз меньше того потока, который приходит на границу атмосферы (1,4 кВт/м²). К тому же, он зависит от времени суток, сезона года и погоды. Чтобы усилить поток солнечной энергии, надо собирать ее с большой площади с помощью концентраторов и запасать впрок в аккумуляторах. Пока это удается сделать в так называемой малой энергетике, предназначенной для снабжения светом и теплом жилых домов и небольших предприятий.

               Среди солнечных электростанций (СЭС), способных обеспечить электроэнергией, например, небольшой завод, более других распространены СЭС башенного типа с котлом, поднятым высоко над землей, и с большим числом параболических или плоских зеркал (гелиостатов), расположенных вокруг основания башни (Рис. 1).

Рис. 1. Схема солнечной энергетической установки башенного типа.

Зеркала, поворачиваясь, отслеживают перемещение Солнца и направляют его лучи на паровой  котел. Вырабатываемый котлом пар, так же как на тепловых электростанциях, приводит в действие турбину с электрогенератором. СЭС мощностью 0,1-10 МВт построены во многих странах с "хорошим" солнцем (США, Франция, Япония). Не так давно появились проекты более мощных СЭС (до 100 МВт). Главное препятствие на пути их широкого распространения - высокая себестоимость электроэнергии: она в 6-8 раз выше, чем на ТЭС. Но с применением более простых по конструкции, а значит, и более дешевых гелиостатов себестоимость электроэнергии, вырабатываемой СЭС, должна существенно снизиться[5].

Существуют два основных способа преобразования солнечной  энергии: фототермический и фотоэлектрический.

Рис.2.Высокотемпературный  гелиостат

Опыт использования  солнечной энергии  в умеренных  широтах показывает, что энергию солнца выгоднее непосредственно аккумулировать и использовать в виде тепла. Существует два основных направления в  развитии солнечной энергетики: решение  глобального вопроса снабжения энергией и создание солнечных преобразователей, рассчитанных на выполнение конкретных локальных задач. Эти преобразователи, в свою очередь, также делятся на две группы:  высокотемпературные и низкотемпературные.

 В преобразователях  первого типа солнечные лучи  концентрируются на небольшом   участке, температура которого поднимается до 3000°С. Такие установки уже существуют.  Они используются, например, для плавки  металлов (Рис. 2.) Самая многочисленная часть солнечных  преобразователей работает при гораздо меньших температурах – порядка  100-200°С. С их помощью подогревают воду, обессоливают ее, поднимают из колодцев. В «солнечных» кухнях готовят пищу.  Сконцентрированным солнечным теплом  сушат овощи, фрукты и даже замораживают  продукты. Энергию солнца можно аккумулировать днем для обогрева домов и теплиц  в ночное время.