Использование нетрадиционных источников энергии в Украине: проблемы и перспективы

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ,

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ СИЛ

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Региональная  экономика»

на тему «Использование нетрадиционных источников энергии в Украине: проблемы и перспективы»

 

 

 

 

Студентки І курса               Руководитель

Специальности «Менеджмент  организаций»      Гавриленко С.Н.

Группы 0601А

Здоровцевой Марии Евгеньевны

 

 

 

 

Донецк 2011г.

Содержание

Введение 3

Раздел 1. Нетрадиционные источники энергии 5

Раздел 2. История развития нетрадиционной энергии 8

Раздел 3. Использование  нетрадиционных источников энергии в Украине 12

            3.1 Использование энергии ветра 13

            3.2 Применение энергии солнца 16

            3.3 Использование энергии биомассы 17

            3.4 Применение энергии малых рек. 17

Раздел 4. Региональные особенности  развития нетрадиционно энергетики 19

Раздел 5. Проблемы и перспективы  использования нетрадиционных

источников энергии 23

Заключение 26

Список использованной литературы 28

Приложения

 

Введение

Во второй половине ХХ столетия перед человечеством восстала глобальное проблема – это загрязнение  окружающей среды продуктами сгорания органического топлива.

Альтернативная энергетика представляет собой совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

Альтернативный источник энергии представляет собой способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии является потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Целью данной работы является анализ развития нетрадиционных источников энергии Украины: проблемы и перспективы.

   Исходя из поставленной цели, в данной работе будут рассмотрены проблемы и перспективы использования альтернативных источников энергии, которые можно было бы назвать безотходными и неисчерпаемыми; также история развития нетрадиционных источников энергии, региональные особенности развития нетрадиционно энергетики. Отдельно будут рассмотрены виды альтернативных источников энергии:  солнечная энергия, энергия ветра, энергия малых рек и энергия биомассы.

Основными методами исследования в данной работе являются следующие: картографический, сравнительный, балансовый, статистический, исторический и др.

Работа состоит из пяти разделов, введения, заключения, списка использованной литературы, содержит …. Схема, рисунков, картосхему.

При написании работы были использована учебная литература, справочные пособия, картографические источники, статистический материал, ресурсы Интернета.

 

 

Раздел 1. Нетрадиционные источники энергии

Электроэнергетика —  отрасль ТЭК (совокупность взаимосвязанных  предприятий по добыче топлива, производства энергии, транспортного распространения и потребления), главная функция которой является выработка электроэнергии. От неё в значительной мере зависит развитие остальных отраслей хозяйства, производство электроэнергии – важнейший показатель по которому судят об уровне развития страны.

Электроэнергетика в хозяйственном комплексе Украины играет очень важную роль. Половина всего первичного топлива (уголь, нефть, газ, уран), которое добывает или импортирует Украина, а также энергия отдельных рек используется для производства электро- и теплоэнергии. Развитие электроэнергетики стимулирует создание новых промышленных узлов. Преимущественно электроэнергию на Украине вырабатывают ТЭС, ГЭС, ГАЭС и АЭС, но еще существуют нетрадиционные источники энергии (рис 1.1).

 

Рис 1.1 – Структура производства электростанций [2]

В структуре производства электростанций можно отметить, что 0,8% приходиться на альтернативную энергетику.

Электроэнергетика Украины делится на: традиционную и нетрадиционную, т. е альтернативную (рис 1.1).

 

 

 

 

 

 

                                   

                         

                                                                                 

                                          

                

                           

                                                                 

                                                                                                                                              

 

                               

  Рис 1.1 – Топливно-энергетический комплекс Украины [1]

 

К нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии обычно относят  солнечную, ветровую и геотермальную  энергию, энергию морских приливов и волн,  биомассы (растения, различные виды органических отходов).

Указанные источники  энергии имеют как положительные, так и отрицательные свойства. К положительным свойствам относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей. Отрицательные качества - это малая плотность потока (удельная мощность) и изменчивость во времени большинства нетрадиционных возобновляемых источников энергии.[3]

Больше неприятностей  доставляет изменчивость во времени таких источников энергии, как солнечное излучение, ветер, приливы, сток малых рек, тепло окружающей среды. Если, например, изменение энергии приливов строго циклично, то процесс поступления солнечной энергии, хотя в целом и закономерен, содержит, тем не менее, значительный элемент случайности, связанный с погодными условиями. Еще более изменчива и непредсказуема энергия ветра. Зато геотермальные установки при неизменном дебите геотермального флюида в скважинах гарантируют постоянную выработку энергии (электрической или тепловой). Кроме того, стабильное производство энергии могут обеспечить установки, использующие биомассу, если они снабжаются требуемым количеством этого «энергетического сырья».[4]

Таким образом, можно  сказать, что альтернативная энергия имеет как  свои преимущества так и недостатки.

 

 

Раздел 2. История развития нетрадиционной энергии

Идея использовать силу ветра для получения электрической  энергии берет свое начало в конце 19 века, почти одновременно с началом  эпохи электричества.

Первая ветровая турбина  для производства электричества, была построена Ч.Ф. Брашем в США. Мощность ветрогенератора у этой ветроэлектростанции  составляла 12 кВт. Установка прослужила своему хозяину более 20 лет. Интерес  к альтернативной энергетике вырос  после мирового энергетического кризиса в 70-х годах. Далее этот интерес, стал усиливаться, потому что энергия ветра - это независимость от чужих энергоносителей, и экологическая чистота.

Среди множества тысяч  ветрогенераторов, есть агрегаты разной мощности, от самых маленьких - способных обеспечить дачный домик, до огромных, рассчитанных на обеспечение энергией значительных территорий. Наибольший на сегодня ветряной агрегат построен в сентябре 2002 под Магдебургом в Германии. Его мощность - 4.5 мВт.

Многие тысячелетия верно служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода, так как около 3/4 поверхности планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии служит Мировой океан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек.[14]

Но когда наступил золотой век электричества, произошло  возрождение водяного колеса, но уже  в другом обличье (в виде водяной турбины). Электрические генераторы, производящие энергию, необходимо было вращать, а это вполне успешно могла делать вода, тем более что многовековой опыт у нее уже имелся. Современная гидроэнергетика родилась в 1891 году.

Преимущества гидроэлектростанций очевидны: постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Опыт постройки и эксплуатации водяных колес мог бы оказать немалую помощь гидроэнергетикам. Однако постройка плотины крупной гидроэлектростанции оказалась задачей куда более сложной, чем постройка небольшой запруды для вращения мельничного колеса. Чтобы привести во вращение мощные гидротурбины, нужно накопить за плотиной огромный запас воды. Для постройки плотины требуется уложить такое количество материалов, что объем гигантских египетских пирамид, по сравнению с ним, покажется ничтожным. Поэтому в начале XX века было построено всего несколько гидроэлектростанций. Вблизи Пятигорска, на Северном Кавказе на горной реке Подкумок успешно действовала довольно крупная электростанция с многозначительным названием "Белый уголь". [7]

Уже в историческом плане  ГОЭЛРО предусматривалось строительство  крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вошла Волховская ГЭС, в следующем - началось строительство знаменитой Днепровской.

Но не только для отопления  черпают люди энергию из глубин земли. Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные  источники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена  в 1904 году в небольшом итальянском городке Лардерелло, названном так в честь французского инженера Лардерелли, который еще в 1827 году составил проект использования многочисленных в этом районе горячих источников. Постепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, использовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла уже внушительной величины - 360 тысяч киловатт. В Новой Зеландии существует такая электростанция, ее мощность 160 тысяч киловатт. В 120 км от Сан-Франциско в США производит электроэнергию геотермальная станция мощностью 500 тысяч кВт.

За прошлое столетие люди научились использовать перегретый пар вулканических областей для  получения дешевой геотермальной  электроэнергии. Еще в 1970-е годы белорусский академик Герасим Богомолов предлагал использовать тепло подземных вод. Но тогда эту идею “списали”, потому что стоимость нефтепродуктов была очень низкой. Стакан бензина стоил дешевле стакана газировки. Теперь отечественные ученые советуют обратить внимание на энергию подземных вод.

В Японии с помощью  геотермальной энергетики растапливают снег на дороге. Геотермальная энергетика в Японии занимает значительное место  – ее доля составляет 21 % . Основным сдерживающим фактором для развития стали экологические движения. Это связанно с тем, что станции расположены в природных парках и дальнейшее их развитие затруднено опасностью нанести ущерб охраняемым и заповедным территориям. Ядерные станции дают 35% общего энергетического производства, работающие на природном газе – 24%.

Но дальше всех в использовании  геотермальных ресурсов продвинулась Исландия. Например, столица Исландии Рейкьявик с 1943 года использует геотермальные  воды для обогрева домов, учреждений, магазинов и фабрик. Установленная  мощность всех исландских геотермальных станций еще в 1988 г. составляла 39 МВт.

В Канаде, Швеции, Норвегии, Финляндии, на Аляске все более широкое  применение, помимо малых гидроэлектростанций, находят солнечные электростанции. В 2000 г. доля солнечной энергии в  энергоснабжении Канадского Севера достигла 5%. Повышение эффективности солнечных элементов и качества материалов позволило за два последних десятилетия снизить на 80% затраты на их сооружение. Сейчас солнечные элементы встраивают в кровельную черепицу, керамические плитки и оконные стекла, что позволяет получать электричество и в отдельных зданиях. Суммарная мощность солнечных батарей возросла в мире со 150 МВт в 1985 г. до 900 МВт к 1999 г.[14]

Опыт работы альтернативных источников энергии показал, что  такие источники наиболее выгодны, так как они являются неисчерпаемыми, экологически чистыми, а также можно сказать, что такая энергия способствует устойчивому развитию. Возобновляемые энергоресурсы энергии распределены относительно равномерно, поэтому лидерство в их использовании, скорее всего, завоюют страны с квалифицированной рабочей силой, восприимчивостью к нововведениям, эффективными финансовыми структурами и стратегическим предвидением.

 

Раздел 3. Использование нетрадиционных источников энергии в Украине

В настоящее время традиционные энергоносители становятся все более дорогими, а использование альтернативных источников энергии становится все дешевле. Для получения альтернативной энергии используют специальные установки: ветрогенераторы, солнечные батареи, солнечные коллекторы, биогазовые реакторы и другие установки.