Альтернативна енергетика і тенденції її розвитку в світі презентация

відомості про енергію і її походження
Альтернативні джерела енергії
Розвиток альтернативних джерел енергії як інструмент забезпечення енергетичної безпеки України

спеціальності з метою цілісного уявлення про формування знань, раціонального планування своєї підготовки;
- формування початкових знань з теоретичних основ використання альтернативних джерел енергії;
- ознайомлення з вимогами до фахівця у галузі використання альтернативних джерел енергії і шляхами набуття знань майбутньої професії;
- вивчення основних видів альтернативних джерел енергії та засобів отримання альтернативних видів палива.

Холодильник не працює - ковбаса і сир були дивного смаку
Трамвай, тролейбус, автобус не ходять! АЗС не можуть заправляти паливом транспорт.
Сигналів світлофора немає - пробки і ДТП
На роботі - немає світла, немає комп'ютера, немає кондиціонера
Підступив голод - де обідати, а як вечеряти?
Увечері повертаюся додому пішки
У будинку довелося підніматися на 13 поверх
Немає світла, немає телевізора, немає музики, немає книг- нудно
Приходять похмурі думки поїхати на дачу і там спробувати вижити без електрики - але як?

Навіщо нам енергія?

(потенційна) внутрішня енергія
енергія зв'язку і пов'язані з нею енергія хімічної реакції
енергія ядерної реакції енергія
електромагнітного поля
енергія вакууму в квантовій теорії поля
темна енергія і темна матерія в космології

Калорія це 4.184 Джоулів нагрівати 1 грам води на 1 градус Цельсія
Btu (British thermal unit) це 1055 Джоулів (приблизно 1 кДж) нагрівати 1 фунт води на 1 градус Фаренгейта
1 барель нафти - 42 галони (158.988 л) = 5800000 Btu
(Перерахунок простий: в середньому баррель в добу дорівнює 50 тоннам в рік)

Ефективність енергії - відсоток корисної енергії, яку можна узяти від системи.
При трансформаціях втрати неминучі завжди. Приклад - людина. Їжа - джерело енергії людського тіла - ефективність приблизно 5 відсотків!
Авіаціного двигуна до 40%
Уся історія людства - це історія опанування людини джерелами енергії!

вторинний вид енергії, після її перетворення з первинних джерел

Солнце
Ветер
Тепло Земли
Вода
Биомасса

Полезные ископаемые – нефть, натуральный газ, уголь, торф, сланец и др.
Уран

яких зосереджена енергія, придатна для практичного використання людиною.
Енергоресурси поділяють на первинні та вторинні.
Первинні енергоресурси - це природні ресурси, які не переробляли і не перетворювали: сира нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, вода річок і морів, гейзери, вітер тощо.
У свою чергу, первинні ресурси поділяють на відновлювані і невідновлювані.
Невідновлювані джерела енергії – це природно утворені та накопичені в надрах планети запаси речовин, здатних за певних умов звільняти енергію, що міститься в них. Такими є викопне органічне паливо (вугілля, нафта, природний газ, торф, горючі сланці), ядерне паливо.

в природі (сонячне випромінювання, біомаса, вітер, вода річок та океанів, гейзери тощо), і які існують на основі постійних чи періодично виникаючих в природі потоків енергії, наприклад:
сонячне випромінювання (біомаса, енергія сонця, вітру, хвиль);
гравітаційна взаємодія Сонця, Місяця і Землі (наслідком якої є, наприклад, морські припливи та відпливи);
теплова енергія ядра Землі, а також хімічних реакцій і радіоактивного розпаду в її надрах (геотермальна енергія джерел гарячої води - гейзерів).
Крім природних джерел відновлюваних енергоресурсів, сьогодні дедалі більшого значення набувають антропогенні, до яких належать теплові, органічні та інші відходи діяльності людства.

джерел енергії належать такі категорії:
відновлювальні джерела енергії (ВДЕ), які спалюються, та відходи біомаси:
тверда біомаса і тваринні продукти: біологічна маса, у тому числі будь-які матеріали рослинного походження, що використовуються безпосередньо як паливо або перетворюються на інші форми перед спалюванням (деревина, рослинні відходи і відходи тваринного походження; деревне вугілля, яке одержують з твердої біомаси);
газ/рідина з біомаси: біогаз, отриманий у процесі анаеробної ферментації біомаси і твердих відходів, який спалюється для виробництва електрики і тепла;
муніципальні відходи: матеріали, що спалюються для продукування теплової та електричної енергії (відходи житлового, комерційного і громадського секторів). Утилізуються муніципальною владою з метою централізованого знищення;
промислові відходи: тверді й рідкі матеріали (наприклад, автомобільні покришки), що спалюються безпосередньо, зазвичай на спеціалізованих підприємствах, для виробництва теплової й електричної енергії.

електричну енергію за допомогою гідроелектростанцій, як великих, так і малих;
геотермальна енергія: теплова енергія, що надходить із земних надр, зазвичай у вигляді гарячої води або пари. Використовується для виробництва або безпосередньо як джерело тепла для систем теплопостачання, потреб сільського господарства тощо;
сонячна енергія: випромінювання Сонця, що використовується для одержання гарячої води та електричної енергії;
енергія вітру: кінетична енергія вітру, що застосовується для виробництва електроенергії у вітрових турбінах;
енергія припливів, морських хвиль і океану: механічна енергія припливних потоків , або хвиль, що використовується для виробництва електричної енергії.

міститься у даному виді ВДЕ при повному її перетворенні у корисну енергію.
Технічний потенціал ВДЕ – частина валового потенціалу, перетворення якого у корисну енергію можливе при даному рівні розвитку технічних засобів та при дотриманні вимог по захисту навколишнього середовища.
Економічний потенціал ВДЕ – частина технічного потенціалу, перетворення якого у корисну енергію економічно доцільно при даному рівні цін на викопне паливо, теплову та електричну енергію, обладнання, матеріали та транспортні послуги, оплату праці …

оцінюють у 20 млрд. т у.п. на рік, що удвічі перевищує об’єм річного видобування всіх видів викопного палива. Ця обставина вказує найбільш раціональний шлях розвитку енергетики майбутнього.
Перевага таких джерел енергії:
їх вистачить на мільйони чи навіть на мільярди років;
вони не завдають шкоди природі;
їх використання не змінює енергетичний баланс планети.

9.2 МДж из химических источников.
Сравним это с некоторыми другими пунктами потребления энергии.
Приготовление чая: чайник 1 кВт, 5 мин => 300 кДж
Поездка на лифте: высота 5 этажей по 3 метра, 1 тонна => 150 кДж
Работа на компьютере: 400 Вт, 8 часов => 11.5 МДж
Работа на токарном станке: 5 кВт 8 часов => 144 МДж
Поездка на троллейбусе (150 кВт) в течении получаса => 270 МДж
Поездка на автомобиле 20 кВт 1 час => 72 МДж
Сгорание 3 литров бензина => 99 МДж
Потужність Боинг 77 мегават, Потужність проходческого щита 4 МВт
Вывод:
Основное потребление энергии – промышленность и транспорт.

еквіваленту нафти :

в 1990 году - 269,1 миллионов тонн энергии в нефтяном эквиваленте, В 2010 году потребление выросло до 118 т. н.э.,
Китай і Індія мають високі темпи розвитку!
І майже половину населення планети!!!

%, 2004 рік:

Розвинені країни США, Західна Європа і Японія мають близький розподіл по видах палива
Китай, Індія споживають багато вугілля - проблеми екології
У Росії багато запасів і споживання природного газу
У Бразилії і Канаді добре поставлена гідроенергетика

2006 р. (у %)

в рік)

Нафта, газ і вугілля - основне джерело енергії
Гидро- і атомна енергетика по 5 %. Аварія в
Чорнобилі стримує зростання атомної енергетики

2005.

падає від Сонця 3300 Q. (приблизно половина відбивається)
На увесь фотосинтез витрачається 1,2 Q/рік.
Вітер, атмосферні течії 11 Q/рік.
Гідроенергія 0,1 Q/рік.
За усю історію аж до ХХ століття людство витратило приблизно 1 Q.
У 1995 році 0,4 Q. Прогноз на 2020 - 0,6 Q.
Межею річного споживання нині вважається 0,1% від енергії Сонця, тобто 3,3 Q

at US Naval Research Laboratory

виділяються безпосередньо небезпечні для людини гази (наприклад, оксиди азоту); гази, що створюють парниковий ефект (див. нижче); утворюються зола і шлак, що містять шкідливі компоненти (в т.ч. радіоактивні), використання шлаку ускладнене, а складування займає великі площі; порушується тепловий баланс територій, прилеглих до ТЭС; здобич палива, особливо відкритим методом, завдає шкоди довкіллю.
Використання енергії ядерного зв'язку - видобуток і переробка палива завдає шкоди довкіллю; порушується тепловий баланс прилеглих водоймищ; труднощі в переробці або похованні відпрацьованого палива і радіоактивних матеріалів; можливі найнебезпечніші нештатні ситуації.
Використання потенційної енергії (ГЭС) - затоплення прилеглих територій; порушується водний баланс (перезволоження місцевості); великий випар з величезних площ водосховищ - міняється клімат; втрачаються нерестовища риб.

постійно поповнюються. До них відносяться:

- енергія сонця (сонячні колектори);

- енергія вітру (вітрогенератори);

- енергія води (гідроелектростанції);

- геотермальна енергія

- біопалива

не менше 85% спирту,
водень
електроенергія.
Альтернативні авіаційні палива:
біо- і кріогене паливі,
газ
сонячні батареї.

виробленням енергії з газового теплоносія шляхом спалювання;
зрідження твердих палив через газифікацію;
отримання рідких палив з природних газів;
пряме зрідження твердих палив(ггідрогенізація);
псевдозрідження твердих палив(кіпящий шар);
ресурсо- та енергозберігаючі технології.
При цьому виділяються в особливі напрямки:
одержання і застосування водню (воднева енергетика);
виробництво альтернативних моторних палив (етанол, біодизель, та ін.).

відновлюваної енергії утворюють:
Закон "Про альтернативні види рідкого та газоподібного палива" від 14 січня 2000 р., № 1391-ХІV, з доповненнями від 21 травня 2009 р. № 1391-ІV;
Закон "Про альтернативні джерела енергії" від 20 лютого 2003 р. № 555-ІV, з доповненнями від 25 вересня 2008 року, № 601-VI.

політики сприяння, другий - державні механізми регулювання.
Щоправда, у зазначених документах, як і раніше, відсутні конкретні заходи підтримки.
Оскільки ВДЕ сьогодні ще не конкурентоспроможні, інвестиційні рішення приватних підприємств суттєвою мірою залежать від форм державної підтримки.
Перші заходи сприяння були ухвалені у законі про запровадження так званих "зелених тарифів" від 25 вересня 2008 р. (№601-VI). Закон містить доповнення до законів "Про електроенергетику" та "Про альтернативні джерела енергії".
Закон "Про електроенергетику" визначає спеціальні тарифи для тієї електроенергії, яка виробляється із альтернативних джерел.
Закон зобов'язує операторів мереж (обленерго) купувати електроенергію у генеруючих компаній і подавати її в мережі, якщо виробництво здійснюється із визначених у Законі відновлюваних джерел.

сплачуються генеруючим компаніям, визначається через "зелений оптовий тариф" та через розроблені національним регулюючим органом (Національною комісією регулювання електроенергетики - НКРЕ) коефіцієнти для відповідних генеруючих технологій.
Чинний в даний час "зелений оптовий тариф" на електроенергію був уперше визначений НКРЕ 15 січня 2009 р. у розмірі 0,6624 грн./кВт·год до сплати податку на додану вартість.
Потім на цій основі визначаються ціни на окремі енерготехнологїї шляхом множення "зеленого тарифу" на відповідний коефіцієнт.

генерації є такими:
1,2 для електроенергії від ВЕУ потужністю до 600 кВт;
1,4 для електроенергії від ВЕУ потужністю від 600 до 2000 кВт;
2,1 для електроенергії від ВЕУ потужністю понад 2000 кВт;
2,3 для електроенергії з біомаси;
4,8 для електроенергії від наземних об'єктів сонячної енергетики;
4,4 для електроенергії від сонячних електроенергетичних об'єктів потужністю до 100 кВт встановлених на дахах;
4,6 для електроенергії від сонячних електроенергетичних об'єктів потужністю понад 100 кВт;
0,8 для електроенергії, виробленої малими гідроелектростанціями.

2009 р. була встановлена роздрібна ціна у розмірі 1,3446·грн./кВт·год до сплати податку на додану вартість.
Генеруючі компанії, які використовують відновлювані джерела енергії, мають також право на безпосереднє постачання кінцевому споживачу, якщо він готовий платити "зелений тариф", що з огляду на субсидування ціни на електроенергію для приватного використання (0,024 евро) не видається імовірним.
Закон передбачає поступове скорочення коефіцієнтів при сплаті тарифів для новоспоруджених установок.
Відповідно до цього:
після 2014 р. коефіцієнт зменшується на 10%;
після 2019 р. - на 20%;
після 2024 р. - на 30%.
"Зелений тариф" діятиме до 2030 р.
Закон також передбачає захист інвесторів від девальвації, прив'язуючи "зелений тариф" до обмінного курсу євро станом на 1 січня 2009 р. (1 євро = 10,85546 грн.).