источники - Energy4me
advertisement
нефть приро дный газ уголь гидро энерг ия геотер мальн ая эне энерг ргия и я cо л н ц а атомн ая эне ргия энерг ия вет ра водор од биома сса пропа н этано л И К И Н Ч О Т ИС И И Г Р Е Н Э А Р И М Материал предоставлен Society of Petroleum Engineers Известно ли вам, что существует не менее 12 различных источников энергии? В обозримом будущем нефть, природный газ и уголь останутся основными источниками энергии. Однако мировое энергопотребление растет, и для того чтобы обеспечить нужное количество энергии, людям нужно будет задействовать самые разнообразные виды энергоресурсов. У всех источников энергии есть достоинства, однако при использовании каждого из них человек сталкивается с теми или иными проблемами. Эти проблемы возникают при производстве, транспортировке и использовании данных ресурсов в глобальном масштабе с максимальной эффективностью. Важную роль играет цена. Каких начальных инвестиций и затрат на пусконаладочные работы потребует тот или иной проект? И какова будет дальнейшая стоимость эксплуатации? Не будет ли готовый продукт слишком дорогим для среднестатистического потребителя? Нужно ли оборудовать для выбранного источника энергии специальные хранилища или другие дополнительные сооружения? Удастся ли наладить широкомасштабное производство? Кроме того, не следует забывать о воздействии производственных процессов на окружающую среду. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Скорость возобновления таких ресурсов сравнима со скоростью их потребления. «Возобновляемыми» считаются такие ресурсы, как гидроэнергия, энергия cолнца и ветра, потому что они не истощаются при использовании. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Невозобновляемые источники энергии – это нефть, пропан, природный газ, уголь и атомная энергия. Их запасы нельзя восстановить в короткие сроки, потому что для их образования требуются миллионы лет. И С ТО Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И М И РА И С ТО Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И М И РА НЕФТЬ сформировалась из останков животных и растений, населявших Землю миллионы лет назад. Под воздействием тепла и давления их останки постепенно превратились в сырую нефть. Нефть является ископаемым топливом. Ее добывают путем бурения земли или морского дна. Затем ее транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы, где из нее изготавливают топливо или базовые химические продукты. НЕФТЬ е мы ляе ргии в о бн не озо ки э невточни ис ПРЕИМУЩЕСТВА: НЕДОСТАТКИ: • самое распространенное топливо для транспортных средств в мире; • является основой для множества различных продуктов, от лекарств до пластиковых карточек; • экономичность производства и удобство транспортировки. • значительное количество выбросов C02; • недостаточное количество месторождений; • запасы нефти могут истощиться раньше, чем запасы природного газа или угля; • бурение/транспортировка нефти потенциально опасны для окружающей среды. ПРОПАН, СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - это побочный продукт очистки природного газа и переработки нефти. Пропан является одним из компонентов, получаемых в процессе переработки горючих полезных ископаемых, также как pэтан, бутан и более тяжелые углеводороды. Поэтому это вещество также является ископаемым топливом. Для обеспечения безопасности пропану искусственным путем придают нехарактерный для него резкий запах, благодаря чему его утечку несложно обнаружить. Пропан сгорает более равномерно, чем другие виды топлива, ипроизводит при этом больше тепла. ПРЕИМУЩЕСТВА: • выделяет на 60–70% меньше загрязняющих атмосферу углеводородов и прочих вредных веществ, чем бензин/дизельное топливо; • нетоксичен и не растворяется в воде; • не проливается, не собирается в лужи и не дает осадка; • электроприборы, работающие на пропане, являются самоокупаемыми, потому что с их помощью можно сэкономить большее количество энергии в более сжатые сроки. ПРОПАН НЕДОСТАТКИ: • при переработке требуется некоторое количество горючих полезных ископаемых; • легко воспламеняется; • цена пропана подвержена сезонным изменениям, из-за чего возникают трудности при составлении бюджета на топливо; • 1 галлон этанола дает меньше энергии, чем 1 галлон бензина или дизельного топлива ПРИРОДНЫЙ ГАЗ ые яем гии л в бно нер озо ки э невточни ис ПРИРОДНЫЙ ГАЗ в основном состоит из метана. Однако в нем также может содержаться достаточное количество этана, пропана, бутана, углекислого газа, азота, гелия и сероводорода. Природный газ относится к горючим полезным ископаемым и добывается при помощи бурения. Затем он сжижается и перевозится в танкерах или транспортируется по трубопроводам (преимущественно в газообразном виде). ПРЕИМУЩЕСТВА: ые яем гии л в бно нер озо ки э невточни ис • широкая доступность; • при сгорании выделяет меньше загрязняющих веществ, чем уголь или нефть; • часто используется в сочетании с другими видами ископаемого топлива для сокращения уровня загрязнения при производстве электричества; • природному газу можно искусственным путем придать нехарактерный для него резкий запах, покоторому его утечку несложно обнаружить. УГОЛЬ сформировался из останков растений и животных, обитавших в дремучих первобытных лесах, под воздействием тепла и давления. Уголь является горючим полезным ископаемым. ПРЕИМУЩЕСТВА: НЕДОСТАТКИ: • обширные запасы; • в настоящее время добыча угля обходится недорого; • надежность, возможность получить крупные объемы энергии. • выделяет много парниковых газов/веществ, вызывающих кислотные дожди; • добыча и сжигание угля оказывает значительное негативное влияние на окружающую среду, несмотря на разработки более экологичной технологии сжигания угля, проводимые в нынешнее время. НЕДОСТАТКИ: • высокая стоимость транспортировки и отсутствие развитой транспортировочной инфраструктуры, из-за чего некоторые регионы не имеют доступа к ресурсам природного газа; • при сгорании выделяет некоторое количество загрязняющих веществ (хотя их количество невелико); • трубопроводы оказывают неблагоприятное воздействие на экосистемы. УГОЛЬ й мы ляе гии в о р бн не озо ик э невсточн и И С ТО Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И М И РА БИОМАССА БИОМАССА производится из растительного масла, животного жира, отработанных жиров с предприятий общественного питания и прочих биопродуктов, возникающих при переработке растений, сельскохозяйственных культур и леса, а также из промышленных бытовых отходов. Процесс переработки таких продуктов в электричество похож на процесс получения электричества или тепла из ископаемого топлива. ПРЕИМУЩЕСТВА: е мы ляе ергии в о н обн и э возочник т с и • обширные запасы; • меньшее количество выбросов, чем при переработке ископаемого топлива; • биомассу можно использовать для питания дизельных двигателей; • конструкцию автомобильного двигателя несложно изменить таким образом, чтобы он мог работать на топливе из биомассы. ЭТАНОЛ – это подвид биомассы, получаемый из спирта, простых и сложных эфиров, а также из других химических веществ, извлекаемых из отходов переработки растений. Его производят из кукурузы, пшеницы, ячменя и сахарного тростника. НЕДОСТАТКИ: • запасы биомассы должны размещаться неподалеку от места использования во избежание существенных транспортных расходов. • выделяет некоторое количество вредных веществ в окружающую среду в качестве жидких/газообразных отходов; • повышает количество окиси азота – вещества, загрязняющего атмосферу; • при переработке требуется некоторое количество горючих полезных ископаемых. ЭТАНОЛ НЕДОСТАТКИ: • запасы этанола должны размещаться неподалеку от места использования во избежание существенных расходов на транспортировку; • требуется большое количество пахотной земли; • 1 галлон этанола дает меньше энергии, чем 1 галлон бензина/дизельного топлива. • производственная стоимость этанола выше производственной стоимости бензина; • в настоящее время требуются значительные государственные субсидии, чтобы сделать этот энергоресурс доступным для потребителей; • для использования этанола в качестве топлива требуется изменить конструкцию двигателя. ПРЕИМУЩЕСТВА: • простота производства; • меньше выбросов, чем при использовании ископаемого топлива; • нейтральный уровень эмиссии углекислого газа (эмиссия C02 нейтрализуется происходящим в растениях процессом фотосинтеза). е мы ляе ергии в о н обн и э возочник т ис ВОДОРОД в соединении с кислородом содержится в воде. Помимо этого, он также присутствует в органических веществах: в живых растениях, в сырой нефти и в угле. Водородное топливо представляет собой побочный продукт химического соединения водорода и кислорода, используемый для производства электричества, воды и тепла. Для его хранения используются специальные аккумуляторы. ВОДОРОД ые яемргии л в е о н обн и э возочник ист ПРЕИМУЩЕСТВА: НЕДОСТАТКИ: • обширные запасы; • не испускает выбросов в атмосферу, кроме водяного пара; • очень высокий уровень безопасности производства. • стоимость производства выше, чем у горючих полезных ископаемых; • процесс извлечения водорода в настоящее время требует использования ископаемого топлива в крупных объемах; • технология хранения/использования данного ресурса в качестве топлива все еще находится в процессе разработки. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ получается из тепла, выделяемого ядром Земли. Ее извлекают из-под земли путем бурения паронагнетательных скважин (похожих на нефтяные). В настоящее время человечество еще не выяснило, является ли геотермальная энергия возобновляемым или невозобновляемым энергетическим ресурсом. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ НЕДОСТАТКИ: ПРЕИМУЩЕСТВА: • испускает примерно в 6 раз меньше C02, чем электростанция, работающая на природном газе. • месторождения геотермальной энергии достаточно редки; • геотермальные скважины в конечном итоге могут истощиться. е емыгии я л р ов не мые обн и э возочник бновлякеи и о т ис евоз сточн ии н и нерг э И С ТО Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И М И РА И С ТО Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И М И РА ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ Переверните страницу, чтобы узнать о других источниках энергии ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ производится в специальных реакторах. Осколки деления ядерного топлива (урана) сталкиваются с молекулами воды, и образовавшийся пар вращает турбины генераторов, преобразующих энергию в электричество. НЕДОСТАТКИ: ПРЕИМУЩЕСТВА: ые яем гии л в бно ер озо и эн нев очник ист • отсутствие выбросов парникового газа и C02; • высокая эффективность преобразования энергии в электричество по сравнению с электростанциями, работающими на угле; • запасы урана достаточно обширны (однако его добыча обходится недешево); • новое топливо требуется всего раз в год, в отличие от угольных электростанций, которым ежедневно необходимы крупные партии угля. ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА добывается с помощью фотоэлектрических солнечных батарей, которые преобразуют исходящее от солнца тепло непосредственно в электричество. • АЭС требуют крупных начальных инвестиций для обеспечения безопасности, создания аварийных систем и систем хранения, оборудование защитной оболочки и утилизации радиоактивных отходов; • проблема долговременного хранения радиоактивных отходов; • отработанная горячая вода с АЭС негативно воздействует на подводную флору и фауну; • потенциальная проблема распространения ядерного оружия; ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА НЕДОСТАТКИ: ПРЕИМУЩЕСТВА: • не загрязняет окружающую среду; • наиболее обширный из всех доступных источников энергии; • срок службы солнечных электростанций составляет 15-30 лет. • высокие начальные инвестиции; • зависимость от погоды; • регионам с недостаточным количеством солнечного света могут потребоваться дополнительные источники энергии; • для размещения солнечных батарей требуется много места; • поликристаллический кремний, из которого делается поверхность солнечной батареи, не является широкодоступным материалом. ГИДРОЭНЕРГИЯ е емы вля нергии о н э об воз чники о т с и е мы ляе ергии в о обн и эн возочник т ис ГИДРОЭНЕРГИЯ образуется, когда поток воды вращает турбины генераторов, преобразующих энергию в электричество. ПРЕИМУЩЕСТВА: НЕДОСТАТКИ: • отсутствие выбросов; • надежность; • возможность сгенерировать энергию в крупных объемах; • количество получаемой энергии можно отрегулировать в соответствии со спросом. • стоимость производства выше, чем у горючих полезных ископаемых; • в настоящее время для извлечения водорода требуется крупное количество ископаемого топлива; • технология хранения/использования данного ресурса в качестве топлива все еще находится в процессе разработки. ЭНЕРГИЯ ВЕТРА вращает турбины генераторов, преобразующих эту энергию в электричество, которое затем сохраняется в аккумуляторах. ПРЕИМУЩЕСТВА: НЕДОСТАТКИ: • отсутствие выбросов; • доступность; • малое воздействие на экосистемы; • относительно высокая производительность. • производительность пропорциональна скорости ветра; • нецелесообразна в некоторых географических регионах; • значительные начальные вложения/расходы на обслуживание во время эксплуатации ветроэнергетической электростанции; • оборудование для получения электричества из энергии ветра занимает крупные участки земли; • ветрогенераторы часто не отличаются эстетической привлекательностью и сильно шумят; • ветрогенераторы представляют потенциальную угрозу для птиц. ЭНЕРГИЯ ВЕТРА е мы ляе ергии в о обн и эн возочник т ис
