Роль энергетики в развитии человечества

 

 

 

 

 

Кафедра електричних систем і мереж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

На  тему: «Роль енергетики в розвитку людства (історичний огляд)»

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

     

 

 

 

 

 

 

Перевірив:

                  

 

 

 

 

 

 

2011

Содержание:

 

1. Роль энергетики в развитии человечества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

 

2. Исторический обзор развития энергетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

 

3. Перспективы развития энергетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

 

4. Вывод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

 

5. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Роль энергетики в развитии  человечества

 

Рост  цен на энергоресурсы делает экономически целесообразной задачу энергосбережения. На на данный моментшний день в любой отечественный продукт заложено в 3-5-10 раз больше энергозатрат, чем в аналогичный западноевропейский. Радикальным решением является использование нового технологического оборудования и циклов с меньшим потреблением электроэнергии. Источником всей энергии на Земле является Солнце. В цикле фотосинтеза, являющегося основой жизни множественных видов растений, живая природа потребляет лишь незначительную часть (около 40 ТВт) от общего количества исходящей от Солнца энергии (около 200000 ТВт). Большее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы Земли (50 %), освещение планеты (30 %) и на осуществление циклов кругооборота веществ на Земле (20 %). Использование энергии человечеством растет в геометрической прогрессии. В 1990 году оно составило около 12 ТВт, т. е. 30 % от ее общего количества, поглощаемого в цикле фотосинтеза. Энергия является основой жизни на Земле. Растения поглощают солнечную энергию в цикле фотосинтеза; животные потребляют эту энергию косвенным путем, поедая растения и других животных. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том числе и с пищей. так же в глубокой древности человек научился перерабатывать энергию Солнца путем сжигания биологической материи (например, древесины или навоза). И в настоящее время миллионы людей используют эти важные источники энергии для приготовления пищи или обогрева жилища - первых жизненных потребностей человека. Современные энергосистемы являются неотъемлемым компонентом инфраструктуры общества, в особенности промышленно развитых стран, которые расходуют примерно 4/5 энергоносителей и в которых живет лишь 1/4 населения планеты. На страны третьего мира, где живет 3/4 населения Земли, приходится около 1/5 мирового потребления энергии.

Учитывая, что энергия является важнейшим  элементом устойчивого развития любого государства, каждое из них стремится  разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества жизни людей, особенно в развивающихся  странах, при одновременном сведении к минимуму воздействия человеческой деятельности на здоровье людей и  окружающую среду. В последние 25 лет  все развитые страны мира перестали  наращивать потребление первичной  энергии на душу населения, обеспечив  достаточно высокий уровень жизни  своих граждан.

Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики  любой страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится  к универсальному виду энергии. Ее легко  можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические циклы, как невозможно представить нашу повседневную жизнь без отопления, освещения, охлаждения, транспорта, телевизора, холодильника, стиральной машины, пылесоса, утюга, использования современных средств связи (телефон, телеграф, телефакс, ЭВМ), которые также потребляют электроэнергию. Одной из специфических особенностей электроэнергетики является то, что ее продукция в отличие от других отраслей промышленности не может накапливаться в запас на складе для последующего потребления. В каждый момент времени ее производство должно соответствовать ее потреблению. На долю электроэнергетики в Республике Беларусь приходится примерно 15,8 % валовой продукции промышленности страны. Доля группы А в объеме потребительской продукции составляет около 75 %, группы Б -25 %•

Хотя  электрическая энергия широко используется в разных отраслях народного хозяйства, основное ее количество (60,0 %) в республике потребляется в промышленности. Особенностью электроэнергетики в Беларуси является то, что практически 100 % всей производимой электроэнергии дают тепловые электростанции, которые работают на привозном топливе (мазут, природный газ). Более 50 % электроэнергии вырабатывается в Минской и Гомельской областях. Но самой мощной тепловой электростанцией в Республике Беларусь является Лукомльская ГРЭС мощностью 2,4 млн кВт (2,4 ГВт), расположенная в Витебской области. Около 1 ГВт имеет мощность Березовская ГРЭС, меньшую - Смолевичская и Василевичская ГРЭС. Часть электроэнергии вырабатывается на ТЭЦ, которые размещены в крупных городах (Минск, Витебск, Гомель и др.), и на ТЭЦ при некоторых предприятиях Беларуси: сахарных заводах, объединении Беларускалий, Добрушской бумажной фабрике. В энергосистему страны входит и патриарх отечественной энергетики -БелГРЭС, которая была воздвигнута в 1930 г. в рекордно- короткие сроки -за три года и пять месяцев. Это была в то время крупнейшая гидроэлектростанция союзного значения - одна из 30 по плану ГОЭЛРО. Она разместилась в недрах торфяных болот в двух десятках километров от Орши в городском поселке Ореховск Оршанского района. Всего в 1913 году на территории республики действовало 11 электростанций общей мощностью 5,3 тыс. кВт. Протяженность электролиний была в пределах 200 километров. Поскольку при передаче электроэнергии на большие расстояния наблюдаются значительные ее потери, для рынка этого вида продукции характерным является использование электроэнергии из местных и ближайших районов. Поэтому наибольшее количество импортируемой в Беларусь электроэнергии приходится на долю наших соседей - России (70 %, Смоленская АЭС) и Литвы (30 %, Игналинская АЭС). Всего в 2000 году Беларусь импортировала 7,2 млрд кВт • ч электроэнергии. Небольшую часть вырабатываемой электроэнергии (128 млн кВт • ч) Беларусь экспортировала в Польшу и на Украину. С вводом в эксплуатацию в 2001 г. новой подстанции, линии электропередачи в 110 киловольт и новой 15-километровой высоковольтной линии в Бяло-Подляском воеводстве (Польша) будет осуществлено транспортирование электроэнергии из Беларуси на Запад.

Топливно-энергетические ресурсы региона (около 30% прогнозных запасов топливно-энергетических ресурсов европейской части России) представлены крупнейшими запасами нефти, природного газа (Тимано-Печорская и Баренцево-Карская провинции), угля (Печорский бассейн), горючих сланцев, торфа.

На  севере-востоке района расположен Печорский  угольный бассейн, площадью 100 тыс. кв. км. Общие геологические запасы углей  в Печорском бассейне составляют 214 млрд. т. Основные месторождения –  Воркутинское, Усинское, Харьягинское, Интинское, Юнъягинское, Воргашорское. Примерно 50% углей бассейна составляют коксующиеся угли. Теплотворная способность их колеблется от 4 до 7,5 тыс. ккал, мощность пластов достигает 1 м, а глубина залегания от 150-550 м. Однако в сравнении с углями других угольных бассейнов их себестоимость высока, что связано с условиями Заполярья, сложными горно-геологическими условиями добычи вследствие значительной водоноснос Энергетические ресурсы; .

Топливно-энергетические ресурсы - запасы топлива и энергии  в природе, которые при современном  уровне техники могут быть практически  использованы человеком для производства материальных благ.

 

 

 

 

К топливно-энергетическим ресурсам относятся:

 

- различные  виды топлива: каменный и бурый  уголь, нефть, горючие газы, горючие  сланцы, торф, дрова; 

- энергия  падающей воды рек, морских  приливов, ветра; 

- солнечная  и атомная энергия. 

 

Добычей и использованием различных видов  топливно-энергетических ресурсов занимается

энергетика.

Природные ресурсы - объекты, процессы и условия  природы, используемые обществом для  удовлетворения материальных и духовных потребностей людей. Природные ресурсы  подразделяются на:

 

- возместимые  и невозместимые; 

- возобновимые и невозобновимые;

- заменимые  и незаменимые; 

- восстановимые  и невосстановимые. 

 

Природные ресурсы включают: полезные ископаемые, источники энергии, почву, водные пути и водоемы, минералы, леса, дикорастущие растения, животный мир суши и акватории, генофонд культурных растений и домашних животных, живописные ландшафты, оздоровительные  зоны и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Исторический обзор развития  энергетики

 

Источником  всей энергии на Земле является Солнце. В процессе фотосинтеза, являющегося  основой жизни многих видов растений, живая природа потребляет лишь незначительную часть (около 40 ТВт) от общего количества исходящей от Солнца энергии (около 200000 ТВт). Большее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы Земли (50 %), освещение планеты (30 %) и на осуществление процессов кругооборота веществ на Земле (20 %). Использование энергии человечеством растет в геометрической профессии. В 1990 году оно составило около 12 ТВт, т. е. 30 % от ее общего количества, поглощаемого в процессе фотосинтеза.

Энергия является основой жизни на Земле. Растения поглощают солнечную энергию  в процессе фотосинтеза; животные потребляют эту энергию косвенным путем, поедая растения и других животных. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том числе и с пищей. Еще в глубокой древности человек научился перерабатывать энергию Солнца путем сжигания биологической материи (например, древесины или навоза).

История энергетики насчитывает тысячелетия. Процесс потребления энергии  на нашей планете исторически протекал крайне неравномерно. Ориентировочное представление о нем может дать рис. 1.1, на котором показано изменение расхода энергии человечеством во времени. Кривая указывает на резкое возрастание потребления энергии начиная с XX в. Человечество за всю историю своего существования израсходовало около 900-950 тыс. ТВт ∙ч энергии всех видов, причем почти 2/3 этого количества приходится на последние 40-50 лет.На каждом новом этапе исторического развития усложнение хозяйственной деятельности человека неизбежно приводило к нехватке энергии, к противоречию между желаемым и возможным. Для преодоления противоречия необходимо было находить новые источники сил и энергии. Проблема энергии - одна из важнейших глобальных проблем, в решении которой заинтересованы все народы, все страны мира.

Первый  в истории человечества энергетический кризис разразился во II тысячелетии  до нашей эры. Тогда единственными  источниками энергии были собственная  сила человека и сила животных. Выход  из этого кризиса был найден в  использовании мускульной силы рабов. Развивались ремесла, техника появились  приспособления для увеличения «силовых»  возможностей человека – блоки, рычаги, катки и т. п.

Встречались в те давние времена и с энергетическими  проблемами, похожими на современные. Исследования археологов в древнем горнопромышленном и металлургическом центре Востока – Древнем Египте установили, что выплавка меди там внезапно прекратилась примерно за 1000 лет до нашей эры. Хотя до этого в течение 1000 лет не менее 1000 печей плавили металл, причем в качестве топлива использовали древесный уголь из стволов пальм, там произраставших. Когда пальмовые леса близ месторождения были вырублены, топлива стало не хватать - «локальный энергетический кризис» привел к прекращению производства металла.

Рис. 1.1. Динамика потребления энергии на Земле и

развития цивилизации человечества.

 

С крахом рабовладельческого строя кончилась  эпоха «живой энергетики», и человечество должно было искать новые источники  энергии. Прежде всего, люди обратили свои поиски к источникам, которые всегда были перед их глазами – к текущей  воде и к ветру. Парусные суда, водяные  колеса, мельницы, ветряные мельницы нашли  применение уже в Древней Греции и в период Римской империи. Новый, феодальный строй вызвал к жизни  и новую технику, основными энергетическими источниками становятся сила воды и ветра, более продуктивно используется сила животных, меняется энергетическая база производства: для приведения в движение самых разнообразных станков и механизмов широко используются водяные колеса. К середине XVIII в. водяные колеса распространились по всей Европе, вокруг них строятся фабрики, возникают города. Развивающаяся промышленность (ткацкая, металлургическая, горное дело, металлообрабатывающая) требовала все больше и больше энергии.

В поисках  возможных источников энергии люди настойчиво пытались создать машины, которые работали бы сами по себе –  вечные двигатели. Навязчивая идея не умерла и до настоящего времени, хотя и развенчана наукой.

Великим изобретением, предоставившим человечеству необходимую энергию и возможность  дальнейшего прогресса, стало изобретение  паровой машины и ее распространение

в XVIII в. Здесь нельзя не отметить заслуги  нашего соотечественника – И. И. Ползунова с изобретением паровой машины человек научился превращать в движение, в работу теплоту, запасенную в угле, дереве, торфе. Однако серьезные недостатки паровых машин: низкий коэффициент полезного действия, большие размеры машины, необходимость подвоза топлива, сложный привод станков (передача движения от машины к станкам), большое количество выделяемой сажи - требовали искать другие, новые источники энергии, новые способы ее получения и преобразования.

Наступает век электричества. Открытие вольтовой  дуги, электрического освещения русским электротехником В. В. Петровым положило начало практическому использованию электричества. В 1831 г. Майкл Фарадей изобрел электрогенератор, а за 10 лет до этого - электродвигатель. Электрические машины совершенствовались. Резкий рывок в их развитии – изобретение русским ученым М. О. Доливо-Добровольским нового типа машины - трехфазного асинхронного двигателя, работающего на переменном токе.