Скачать реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Специальность: «Экономика управления строительством» РЕФЕРАТ по предмету: «Экономика энергоресурсов» Выполнил: студент III курса Прекраснов С.А. Проверила преподаватель: Першина М.А. г.Волгоград 1999г. Оглавление Оглавление 1 1.Вступление 3 2.Солнечная энергия 5 3.Ветровая энергия 5 4.Энергия воды 6 5.Заключение. 9 6.Литература 10 1.Вступление Одним из основных факторов экономики любой страны, являются энергоресурсы. Их наличие, виды, доступ к ним значительно влияют на экономическое развитие отдель-ных отраслей промышленности сельского хозяйства и страны в целом. Наша страна об-ладает колоссальными запасами различных энергоносителей. Но постоянное развитие промышленности, увеличение роста потребления энергоносителей делает эти запасы не бесконечными. Кроме того, энергоносителей, которые как говорится «лежали на поверх-ности» становится всё меньше и меньше. И для того, чтобы добыть ту же нефть, газ или уголь приходится разрабатывать труднодоступные районы крайнего Севера, прибрежные шельфы Сахалина и Камчатки и т.д. Всё это сказывается на себестоимости добытой тон-ны нефти или угля, кубометра газа, а с учётом нынешней Российской экономики делают энергоресурсы не просто дорогостоящими, а их перепродажа фирмами посредниками, не имеющих отношения к производителям энергоресурсов, непременно ведёт к многократ-ному увеличению себестоимости выпускаемой продукции. Однако поскольку практиче-ски все производители энергоресурсов являются не государственными предприятиями и монополистами, государство не может повлиять на ценообразование энергоносителей. Другим фактором, влияющим на развитие энергетики, является экология. Казалось бы, имеется дешевая на сегодняшний день атомная и гидроэнергетика, но авария на Черно-быльской атомной станции, затопление территорий со всеми отрицательными последст-виями при строительстве гидроэлектростанций, пагубно влияют на окружающую среду. И экологи добились либо прекращения строительства АЭС, либо их перепрофилирова-ния. Именно поэтому сейчас, как никогда остро, встал вопрос: что ждет человечество - энергетический голод или энергетичес¬кое изобилие? В настоящее время мировой энер-гетический рынок перенасыщен. Это ведёт к снижению цен на энергоносители на миро-вых рынках, что также влияет на экономику стран поставщиков нефти, газа и т.д. Однако по подсчётам учёных уже в 21 веке жителям земли придётся столкнуться с проблемой энергоснабжения, т.к. традиционные виды энергоносителей исчерпают себя в большин-стве районов мира. В связи с этим учёные всего мира работают над созданием новых, не-традиционных видов топлива, энергоустановок. Разра¬батываются гигантские энергети-ческие программы, осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальных затрат. Если в конце прошлого века самая распространенная сейчас энергия - электриче-ская - играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов элек-троэнергии. Вполне реален прогноз, по которому в 2000 году будет произведено 30 ты-сяч миллиардов киловатт-часов! Гигант¬ские цифры, небывалые темпы роста! И все равно энергии будет мало, потребности в ней растут еще быстрее. Уровень материальной, а, в конечном счете, и духовной куль¬туры людей находит-ся в прямой зависимости от количества энер¬гии, имеющейся в их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно из-рас¬ходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше. Так за чем же остановка? Ученые и изобретатели уже давно разработали много-численные способы производства энергии, в первую очередь электрической. Давайте то-гда строить все больше и больше электростанций, и энергии будет столько, сколько по¬надобится! Такое, казалось бы, очевидное решение сложной зада¬чи, оказывается, таит в себе немало подводных камней. Неумолимые законы природы утверждают, что получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее пре¬образований из других форм. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложи¬лась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, кото-рым поль¬зовался первобытный человек для согревания, то есть при сжига¬нии топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых элект¬ростанциях. Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее. Новые факторы – падение или рост цен на мировом рынке на нефть, быстрое раз-витие атомной энергетики, возрастание требований к защите окружающей среды потре-бовали нового подхода к энергетике. В разработке Энергетической программы приняли участие виднейшие ученые нашей страны, специалисты различных минис¬терств и ведомств. С помощью новейших математических моделей удалось рассчитать несколько сотен вариантов структуры бу-дущего энергетического баланса страны. Были найдены принципиальные решения, оп-ределившие стратегию развития энергетики страны на грядущие десятилетия. Хотя в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется тепло-энергетика на невозобновляемых ресурсах, струк¬тура ее изменится. Должно сократиться использование нефти. Усовершенствование атомных реакторов, их безопасность позво-лит су¬щественно увеличить производство электроэнергии на атомных электростанци-ях. Начнется использование пока еще не тронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канс¬ко-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы которого в нашей стране намного превосходят за-пасы в других странах. На пороге 21 века, учёные трезво отдают себе отсчет в реальностях третьего тыся-челетия. К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет, израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического раз-грабления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запа¬сов топлива может хватить на века. К сожалению, многие нефте¬добывающие страны живут сегодняшним днем. Они нещадно расходу¬ют подаренные им природой нефтяные запасы. Сейчас многие из этих стран, особенно в районе Персидского залива, буквально купаются в золоте, не задумы-ваясь, что через несколько десятков лет эти запасы иссякнут. Что же произойдет тогда, а это рано или поздно случится, когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны? Колебание на мировых рынках цен на нефть, необходимую не только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило заду¬маться о других видах топлива, пригодных для за-мены нефти и газа. Особенно призадумались тогда те страны, где нет собс¬твенных запа-сов нефти и газа, и которым приходится их покупать. А пока в мире все больше ученых инженеров занимаются поисками новых, не-традиционных источников, которые могли бы взять на себя хотя бы часть забот по снабжению человечества энергией. Решение этой задачи исследователи ищут на разных пу¬тях. Самым заманчивым, конечно, является использование вечных, возобновляемых источников энергии-энергии текущей воды и вет¬ра, океанских приливов и отливов, теп-ла земных недр, солнца. Много внимания уделяется развитию атомной энергетики, уче-ные ищут способы воспроизведения на Земле процессов, протекающих в звездах и снаб-жающих их колоссальными запасами энергии. В последнее время интерес к проблеме использования сол¬нечной энергии резко возрос, и хотя этот источник также отно¬сится к возобновляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможности отдельно. 2.Солнечная энергия Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непо-средственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого ко¬личества энергии Солнца могло бы обеспечить все сего-дняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5% - пол¬ностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенци¬альные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьез-ных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излуче-ния. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плот-ность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м2. По¬этому, чтобы кол-лекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетво-рения всех потребностей че¬ловечества нужно разместить их на территории 130 000 км2. Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за со-бой значительные материальные затраты. Из написанного ясно, что существуют разные факторы, огра¬ничивающие мощность солнечной энергетики. Солнечная энергетика от-носится к наиболее материалоёмким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение пот¬ребности в материалах, а, следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изго¬товление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВТ/год электрической энер-гии с помощью солнечной энергетики потребу¬ется затратить от 10 000 до 40 000 челове-ко-часов. В традици¬онной энергетике на органическом топливе этот показатель сос¬тавляет 200-500 человеко-часов. Так что электрическая энергия, рожденная солнечными луча¬ми, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они прово¬дят на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы. 3.Ветровая энергия Другим видом альтернативного энергоносителя является ветровая энергия. Огром-ная энергия движущихся воздушных масс в сто раз превышает энергетику всех рек пла-неты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры от легко¬го ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могу¬чих ураганов, приносящих неисчислимый урон и разру-шения. Всег¬да неспокоен воздушный океан, на дне которого мы живем. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить все ее потребности в элек-троэнергии! Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории от наших западных границ до берегов Енисея. Богаты энергией ветра север-ные районы страны вдоль побережья Северного Ледовитого океана, где она особенно необходима. Почему же столь обильный, доступный, да и экологически чистый источник энергии так слабо ис¬пользуется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрыва¬ют всего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Техника 20 века открыла со-вершенно новые возможности для ветроэнергетики, задача которой стала другой полу-чение элект¬роэнергии. В начале века Н.Е.Жуковский разработал теорию вет¬родвигателя, на основе которой могли быть созданы высокопроиз¬водительные установки, способные получать энергию от самого слабого ветерка. Появилось множество проектов ветроагре-гатов, несравненно более совершенных, чем старые ветряные мельницы. В новых проек-тах используются достижения многих отраслей знания, современных ветровых устано-вок. 4.Энергия воды Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия, заклю¬ченная в текущей воде. За-пасы ее на Земле колоссальны. Огромным аккумулятором энергии слу¬жит Мировой оке-ан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отли¬вы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могу-чие ре¬ки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь ги¬гантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек. Преимущества гидроэлектростанций очевидны по-стоянно во¬зобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуата¬ции, отсут-ствие загрязнения окружающей среды. Однако здесь имеются свои недостатки экологи-ческого плана, которые ранее при строительстве плотины крупной гидро¬электростанции учитывались не в полном объёме, что в дальнейшем сказалось как на сельскохозяйствен-ном производстве, так и на ихтиологии водных бассейнов. Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалось строи¬тельство крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вош¬ла Волховская ГЭС, в следующем началось строительство знамени¬той Днеп-ровской. Дальновидная энергетическая политика, проводя¬щаяся в нашей стране, приве-ла к тому, что у нас, как ни в од¬ной стране мира, развита система мощных гидроэлек-тростанций. Ни одно государство не может похвастаться такими энергетическими гиган-тами, как Волжские, Красноярская и Братс¬кая, Саяно-Шушенская ГЭС. Эти станции, дающие буквально океаны энергии, стали центрами, вокруг которых развились мощные про¬мышленные комплексы. В тоже время строительство водохранилищ этих гигантов породили необратимые процессы, такие как заболачивание местности, подтопление под-почвенными водами, нарушение естественных нерестилищ и т.д. Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества хранит предания о катастрофических извержениях вулканов, унес¬ших мил-лионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно небольшого вулкана колоссальна, она много-кратно превышает мощ¬ность самых крупных энергетических установок, созданных ру-ками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических из-вержений говорить не приходится нет пока у лю¬дей возможностей обуздать эту непо-корную стихию, да и, к счастью, извержения эти достаточно редкие события. Но это про¬явления энергии, таящейся в земных недрах, когда лишь крохот¬ная доля этой неис-черпаемой энергии находит выход через огне¬дышащие жерла вулканов. Маленькая евро-пейская страна Исландия "страна льда" в дословном переводе, полностью обеспечива-ет себя помидорами, яб¬локами и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы по¬лучают энергию от тепла земли. Других местных источников энер¬гии в Исландии практически нет. Зато очень богата эта страна горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанами горячей воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя не исландцам принадлежит приоритет в использовании тепла под¬земных источников (еще древние римляне к знаменитым баням-тер¬мам Каракаллы подвели воду из-под земли), жители этой малень¬кой северной страны эксплуатируют подземную ко-тельную очень интенсивно. Столица - Рейкьявик, в которой проживает половина населе-ния страны, отапливается только за счет подземных источ¬ников. Но не только для ото-пления 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 инжене¬ра Лардерелли, который еще в 1827 году со-ставил проект исполь¬зования многочисленных в этом районе горячих источников. Пос¬тепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, исполь-зовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла уже внушительной величи¬ны - 360 тысяч киловатт. Тяжёлый экономический кризис, разра-зившийся в нашей стране в августе 1998 года со всей остротой показал недоработки в нашей энергетике в районах Сахалина и Камчатки где большое количество горячих под-земных источников позволило бы своевременно и без больших затрат обеспечить насе-ление и промышленность данных регионов электричеством и теплом. Дальнейшее разви-тие геотермальной энергетики, позволили бы обеспечивать электроэнергией и соседние регионы. Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссаль¬ны. Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перег¬реву поверхностных вод океана по сравне-нию с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10^26 Дж. Кинетиче-ская энергия океанских течений оценивается величиной порядка 10^18 Дж. Однако пока что люди умеют утилизовать лишь ничтожные долитой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся ка¬питаловложений, так что такая энергетика до сих пор каза-лась малоперспективной. Однако происходящее весьма быстрое истощение запасов ис¬копаемых топлив (прежде всего нефти и газа), использование ко¬торых к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды (включая сюда также и тепловое "за-грязнение", и грозящее климатическими последствиями повышение уровня атмосферной уг¬лекислоты), резкая ограниченность запасов урана (энергетичес¬кое использование ко-торых к тому же порождает опасные радиоак¬тивные отходы) и неопределенность как сроков, так и экологи¬ческих последствий промышленного использования термоядер-ной энергии заставляет ученых и инженеров уделять все большее вни¬мание поискам возможностей рентабельной утилизации обширных и безвредных источников энергии и не только перепадов уровня во¬ды в реках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Ми-ровом океане. Широкая общественность, да и многие специалисты еще не знают, что по-исковые работы по извлечению энергии из морей и океанов приобрели в последние годы в ряде стран уже довольно большие масштабы и что их перспективы становятся все бо-лее обещающими. Наиболее очевидным способом использования океанской энер¬гии представляется постройка приливных электростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт/ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рен-табельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Барен-цевом море. Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водо¬рослей келп, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа. По имеющимся оценкам, для пол-ного обеспечения энергией каждого человека - потребителя достаточно одного гектара плантаций келпа. Таким образом, в океане, который составляет 71% поверхности пла-неты, потенциально имеются различные виды энер¬гии - энергия волн и приливов; энер-гия химических связей га¬зов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия тече¬ний, спокойно и нескон-чаемо движущихся в различных частях оке¬ана; удивительная по запасам энергия, кото-рую можно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно преобразовать в стандартные виды топлива. Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем че-ловечество не будет испытывать в ней не¬достатка. В то же время не возникает необхо-димости зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, яв-ляются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядер¬ного горючего, методы, получения которого были разработаны не¬давно. И тем не менее, несмотря на то, что извлечение энергии оке¬ана находятся на ста-дии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития науч¬но-технического прогресса энергия в будущем может в значитель¬ной степени добываться из моря. Когда - зависит от того, как скоро эти процессы станут дос-таточно дешевыми. В конечном ито¬ге дело упирается не в возможность извлечения из океана энер¬гии в различных формах, а в стоимость такого извлечения, кото¬рая опреде-лит, насколько быстро будет развиваться тот или иной способ добычи. Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана при-несет двойную пользу: сэкономит общественные средства и сделает более жизнеспособ-ной третью планету Солнечной системы - нашу Землю. Впервые удар по общественному карману был нанесен в 1973 году подъемом цен на ископаемые виды топлива. Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другая сторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровня жизни промышленно развитых стран, определяющегося ис¬пользованием большого количества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятся перейти от общества, в котором ис-пользуется в основном физический труд, к обществу с развитой индустрией. Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении деше-вой энергии между всеми странами, потребует¬ся такое ее количество, которое, возмож-но, в тысячи раз превы¬сит сегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не спра¬вится с загрязнением, вызываемым использованием обычных видов топлива. Тем не менее президент Института исследований иссле¬дований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния) Чонси Старр полагает: "Необходимо признать, что мировое пот¬ребление энергии будет развиваться именно в этом направлении и так быстро, как только позволят политические, экономические и технические факторы". Так как соревнование за обладание истощающимися видами топлива обостряет-ся, расход общественных средств будет расти. Рост этот продолжится, так как необходи-мо бороться с загрязне¬нием воздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ис-ко¬паемых видов топлива. Но стоит ли волноваться в поисках новых источников иско¬паемого топлива? За-чем дискутировать по вопросу о строитель¬стве ядерных реакторов? Океан наполнен энергией, чистой, бе¬зопасной и неиссякаемой. Она там, в океане, только и ждет выс¬вобождения. И это - преимущество номер один. Второе преимущество заключается в том, что использование энергии океана по-зволит Земле быть в дальнейшем обитаемой пла¬нетой. А вот альтернативный вариант, предусматривающий увели¬чение использования органических и ядерных видов топлива, по мнению некоторых специалистов, может привести к катастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количество угле¬кислого газа и теплоты, что грозит смер-тельной опасностью че¬ловечеству. 5.Заключение. За время существования нашей цивилизации много раз проис¬ходила смена тради-ционных источников энергии на новые, более совершенные. И не только потому, что старый источник был исчерпан. Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди при-ручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались без-граничными, но паровые машины требовали более калорийного "корма". Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое ли¬дерство на энергетическом рынке нефти. И вот новый виток: в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зары¬ваться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже. Замена? Нужен новый лидер энергетики. Им, несомненно, могут стать вышеопи-санные источники. В погоне за избытком энергии человек все глубже погружал¬ся в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков. Но времена изменились. Сейчас, в конце 20 века, начинает¬ся новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энер¬гетика "щадящая". Построенная так, чтобы че-ловек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно пов¬режденной биосферы. Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источни-ки энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чис-тые, удобные в обращении. Яркий пример тому, быстрый старт электрохимической энерге¬тики, которую позд-нее, видимо, дополнит энергетика солнечная. Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана бук-вально со Всем, и Всё тянется к энергетике, зависит от неё. Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энер-гия, запечатанная в антивеществе, кварках, "черных дырах", вакууме, это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергети¬ки. Не так важно, каково ваше мнение о нуждах энергетики, об источниках энергии, ее ка-честве и себестоимости. Нам, по-види¬мому, следует лишь согласиться с тем, что сказал ученый муд¬рец, имя которого осталось неизвестным: "Нет простых решений, есть толь-ко разумный выбор". 6.Литература В.Володин, П.Хазановский "Энергия, век двадцать первый". А.Голдин "Океаны энергии". Л.С. Юдасин "Энергетика: проблемы и надежды".