96100 (613380), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Алкоголь.Не будем подробно рассматривать другую разновидность биотоплива – различные типы алкоголей (этанол, метанол и др.). Достоинства и недостатки у них, в целом, аналогичны достоинствам и недостаткам биодизеля. Если биодизельное топливо является альтернативой дизтопливу, то спирт может служить заменой бензину. Правда, его энергоемкость при этом существенно ниже, а затраты энергии на производство часто могут превосходить энергию, извлекаемую из урожая (в зависимости от погоды, например). Программы по увеличению доли этанола в энергетическом балансе действуют в Евросоюзе, США, Бразилии и других странах. Но данные программы, как и программы по производству биодизеля, являются скорее скрытыми субсидиями сельскохозяйственного сектора. При этом только Бразилии удалось добиться существенных результатов на сегодняшний день: потребление этанола автопарком составляет 20-25% от потребления бензина. Это объясняется жарким бразильским климатом, позволяющим снимать в год до трех урожаев сахарного тростника – самой продуктивной культуры для получения спирта. В США и Евросоюзе с этой целью используется кукуруза, что гораздо менее выгодно. Чтобы обеспечить нынешние потребности США в бензине за счет этанола, пришлось бы засеять кукурузой 97% территории Штатов.

Электрические батареи и аккумуляторы.Электромобили, работающие на энергии, получаемой от батарей или аккумуляторов, появились значительно раньше автомобилей с ДВС. Где-то до начала XX века их выпуск превышал выпуск обычных автомобилей, и первым транспортным средством, превысившим скорость 100 км/ч, был именно электромобиль. Но потом эта технология проиграла конкурентную борьбу. Причиной, как известно, является недостаточная емкость элементов питания. И по сей день, электромобили заперты в достаточно узком секторе рынка транспортных средств. Современный электромобиль развивает скорость от 50 до 100 км/ч, имеет запас хода 50-150 км, и время зарядки аккумуляторов 4-8 часов.

Судя по последним разработкам в области электромобилестроения, сектор рынка, который они занимают, в ближайшие годы вряд ли существенно изменится. Электромобили покупают крупные корпорации - для передвижения по территориям своих промышленных предприятий, домохозяйки - для поездок за покупками, и озабоченные охраной окружающей среды граждане. Электромобили непригодны для передвижения на большие расстояния, для перевозки мало-мальски крупных грузов, для работы в сельском хозяйстве и т. д. Что еще более неприятно, из-за необходимости экономить энергию для движения, на них сложно размещать какие-либо дополнительные электрические приборы, например, кондиционеры. А из-за высокого КПД электродвигатель выделяет мало тепла и поэтому печку в таком автомобиле тоже вряд ли можно будет увидеть. Так что пользоваться ими зимой в России было бы крайне неприятно.

Словом, полноценной заменой автомобилю на ДВС электромобиль в обозримой перспективе не станет. Но и вовсе сбрасывать со счетов эту технологию нельзя.

Водород. В последнее время «водородная экономика» - одна из самых модных тем при обсуждении проблем энергетики.

Действительно, получить эффективную энергоустановку, использующую в качестве топлива воду, разложенную на водород и кислород, а в качестве выхлопа выбрасывающую в атмосферу водяной пар, было бы чрезвычайно желательно. Собственно, энергоустановки, работающие на водороде, созданы. Это топливные элементы – электрохимический источник тока, в котором осуществляется прямое превращение энергии топлива и окислителя, непрерывно подводимых к электродам, непосредственно в электрическую энергию. Их КПД значительно выше, чем у традиционных энергоустановок и может составлять до 90% (описание есть, например, здесь). И автомобили на них бегают. Ожидается, что к концу 2008 года в мире таких автомобилей будет 620-650 штук. Это достаточно символическое их количество вызвано большим количеством проблем, стоящих на пути массового применения данной технологии. Например:

1. Дороговизна получения водорода и отсутствие необходимой, еще более дорогой, инфраструктуры для его получения. Обычно предполагается, что его будут получать на атомных станциях с помощью высокотемпературных ядерных реакторов или путем газификации угля. Все это необходимо строить и объем строительства впечатляет. По некоторым оценкам, Великобритании, чтобы перевести нынешний автомобильный парк на водородное горючее, пришлось бы построить около сотни новых атомных станций. Насколько в этом случае хватит земных запасов урана – вопрос еще более сложный, чем о запасах нефти;

2. Отсутствие соответствующей промышленной и транспортной инфраструктуры (собственно заводы по производству двигателей, сети заправочных станций и т. п.). Пока в мире есть всего несколько сотен километров «водородных шоссе»;

3. Отсутствие дешевой и безопасной технологии хранения водорода на транспортном средстве. Поскольку при смеси водорода с кислородом воздуха образуется взрывающийся от любой искры или толчка гремучий газ, любая транспортная авария, сопровождающаяся утечкой этого топлива, будет приводить к объемному взрыву;

4. При производстве энергии топливными элементами используются каталитические мембраны, изготовленные с использованием платины или палладия, и имеющие при этом короткий срок службы. Это делает ТЭ чрезвычайно дорогими устройствами. Да и вообще не факт, что этих редких металлов на планете Земля достаточно для производства необходимого количества энергоустановок. Дешевых и эффективных катализаторов пока нет. Впрочем, возможно, платина – тот ресурс, который окажется рентабельным добывать на соседних планетах? Если она там, конечно, есть.

Несмотря на указанные выше проблемы, водородная энергетика развивается достаточно быстро. Мировой рынок топливных элементов всех видов последние 5 лет растет примерно на 30% в год. Что же касается водородного автотранспорта, то его доля к 2020 году по одному из прогнозов составит от 0,7% до 3,3% всего парка машин, а к 2050 - от 40% до 74,5%, но этот прогноз, по-видимому, был следствием конъюнктурных соображений. 2050 год – срок более реальный, но вот хватит ли нам нефти и до этого времени?

Можно ли ожидать в ближайшей перспективе существенного роста роли альтернативных, возобновляемых источников энергии? Если понимать под существенным ростом получение ими двухзначной доли в энергобалансе, то, если учитывать среди возобновляемых источников энергии гидроэнергетику, которая уже сегодня составляет значительную долю в энергобалансе (более 5% в балансе первичной энергии), этого можно добиться. Но использование альтернативных видов энергии будет развиваться и без учета гидроэнергетики. Совокупная доля новых и возобновляемых источников энергии наряду с углем, нефтью, газом, ядерной энергией в перспективе может стать одним из важных компонентов структуры энергетического баланса, к которой придет человечество. В среднесрочной перспективе совокупная доля возобновляемых энергоресурсов с учетом гидроэнергетики вряд ли превысит уровень 10-15%, хотя в отдельных, особенно в экономически развитых странах доля некоторых их видов (например, производство ветроэлектроэнергии) уже приближается к 10%-ной планке. Однако следует помнить, что применение новых и возобновляемых источников энергии в значительной степени является пока уделом высокоразвитых государств. Основным преимуществом большинства возобновляемых источников энергии является их экологическая чистота. Забота же об экологии среды обитания начинается, как правило, при достижении довольно высокого уровня экономического развития. К тому же новые и возобновляемые источники энергии в массе своей находятся в фазе высоких издержек производства, на стадии опытно-промышленного применения. Их развитие будет зависеть от того, насколько сильно будут снижаться издержки производства электроэнергии на их основе, а также от мер административного и экономического стимулирования, как это делается в ЕС. Но никогда ни каждый из них в отдельности, ни все они в совокупности не станут играть роль доминирующего ресурса в энергопотреблении, потому что абсолютно большая часть этих энергоресурсов нацелена на производство электроэнергии. Они будут играть в основном важную, но вспомогательную роль пиковых и полупиковых энергоисточников, источников децентрализованного энергоснабжения (в основном – электроснабжения). Мы не можем перевести всю нашу экономику на электроэнергию, всегда останется ниша для жидкого и для газообразного топлива. Но основным итогом их распространения должен стать отход человечества от монополии одного энергоресурса к достаточно диверсифицированной их совокупности.

Нефть не является определяющим фактором энергетического развития. Она используется на транспорте, от этого никуда не деться. Много нефти потребляется в химической промышленности, но это не энергетическое ее использование. Но во многих других сферах масштабное использование нефти ушло в прошлое. К примеру, в производстве электроэнергии доля мазута снизилась до уровня менее 10%, в то время как уголь пережил второе рождение, стал широко использоваться газ, те же возобновляемые источники энергии. Однако нефть остается определяющим финансово-экономическим фактором энергетического, а посему и экономического развития. Например, внешнеторговые цены на газ в тех странах, которые еще не вышли на биржевое ценообразование, как правило, привязаны к ценам на нефть или нефтепродукты. Получается, что в экономическом плане нефть продолжает оказывать большое влияние, особенно в странах-экспортерах и импортерах (достаточно вспомнить, что до сих пор цена на нефть является ключевым параметром при выработке бюджета России). Кроме того, из-за увеличения доходов населения в странах Азии (особенно в Китае) и Латинской Америки там растет автомобильный парк. Таким образом нефть еще надолго останется очень важным, но не монопольно определяющим фактором в мировой энергетике. Роль нефти, вытесняемой во многом газом и электроэнергией, будет продолжать относительно сокращаться: экономический рост в развивающихся странах будет сопровождаться повышением качества жизни. И то и другое невозможно без синхронной или опережающей электрификации. Производство электроэнергии будет опираться на дальнейший интенсивный рост потребления экологически чистого газа, сопровождаться формированием его глобального рынка (бурно развивающийся рынок сжиженного природного газа свяжет между собой региональные рынки сетевого газа). Выход рынка газа на следующие фазы развития приведет к отрыву механизмов его ценообразования от цен на нефть и к дальнейшему относительному уменьшению роли нефти в мировой экономике. Однако это произойдет не сегодня и не завтра.

Альтернатива есть. Существуют старые источники энергии, которые человечество знало до того, как на сцене появились ископаемые виды топлива. Существует ветер, движущая сила воды, приливы и отливы, внутреннее тепло Земли, дерево. Все они производят энергию и не имеют в качестве последствия загрязнения, и все они возобновляемы и неиссякаемы. Более того, их можно использовать более сложным образом, чем ранее.

Например, нам не нужно как сумасшедшим рубить деревья, чтобы жечь их ради тепла или, чтобы выжечь древесный уголь для сталелитейной промышленности. Мы можем выращивать специальные культуры, разводимые за их высокую скорость поглощения двуокиси углерода, и приготовить из них биомассу. Мы можем сжечь эти специально выращенные культуры прямо или все же лучше вырастить определенные разновидности, из которых можно выделить горючее масло или из которых мы сможем получить спирт. Такие естественно произведенные виды топлива могут помочь нашим будущим автомобилям и фабрикам.

Большим преимуществом топлива, произведенного из растений, является то, что оно не добавляет двуокиси углерода в воздух. Топливо это включает в себя двуокись углерода, которая поглощалась месяцами или годами до этого и которая возвращается в атмосферу, больше энергии, используя силу веста.

В прежние времена приливы и отливы использовали для того, чтобы просто выводить корабли из гаваней. Теперь они могут быть использованы для того, чтобы при высоком приливе наполнять резервуары и при низком отливе за счет падения воды вращать турбины и производить электричество. Были предложения и о том, чтобы для получения электричества использовать разницу температур в глубине и на поверхности океана в тропинках, использовать непрекращающееся движение океанских волн.

Все эти виды энергии, вообще говоря, безопасны и вечны. Они не дают опасного загрязнения и всегда будут возобновляться, пока существуют Земля и Солнце.

Однако все эти источники энергии маломощны. Вот в том-то и дело, что они ни по отдельности, ни даже все вместе не могут обеспечить потребности человечества в энергии, как последние два столетия делает нефть. Это не означает, что они не важны. С одной стороны, каждый из этих видов энергии в каком-то одном определенном месте и по какой-то определенной причине может быть наиболее удобным видом энергии. А все они вместе могут служить для продления времени использования ископаемых видов топлива. При всех этих других видах доступной энергии сжигание ископаемых видов топлива может продолжаться в темпе, достаточно невысоком, чтобы не подвергать опасности климат, и поддерживать этот темп надо в течение длительного времени. В течение этого времени, возможно, найдется какой-нибудь источник энергии — безопасный, вечный и обильный.

Несмотря на развитие альтернативных источников, нефть в ближайшие 30 лет останется основным сырьем для производства топлива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нефть была, есть и в обозримом будущем останется основным источником первичной энергии, потребление которой неуклонно расширяется в связи с дальнейшим развитием мировой экономики. Одновременно растет использование нефти и нефтепродуктов в качестве сырья для химической промышленности, что, как известно, экономически более оправданно и эффективно по сравнению с прямым энергетическим использованием углеводородов.

Нефтяные запасы распределены между странами не равномерно, к примеру у Саудовкой Аравии, имеется больше 25% мировых запасов нефти, а у Андорры всего 2%. Соответственно производство по потребление в странах различается, США при производстве нефти в 12%, потребляет ее в 2 раза больше.

Характеристики

Список файлов курсовой работы