Проблемы энергетики
чать не меньше
энергии, чем ее получают на современных крупных ГЭС. В настоящее время
имеются турбины, позволяющие получать энергию, используя естественное
течение рек, без строительства , плотин. Такие турбины легко монтируются на
реках и при необходимости перемещаются в другие места. Хотя стоимость
получаемой на таких установках энергии заметно выше, чем на крупных ГЭС,
ТЭС или АЭС, но высокая экологичность делает целесообразным ее получение.
Энергетические ресурсы морских, океанических и
термальных вод
Большими энергетическими ресурсами обладают водные массы морей и
океанов. К ним относится энергия приливов и отливов, морских течений, а
также градиентов температур на различных глубинах. В настоящее время эта
энергия используется в крайне незначительном количестве из-за высокой
стоимости получения. Это, однако, не означает, что и в дальнейшем ее доля в
энергобалансе не будет повышаться.
В мире пока действуют две-три приливно-отливные электростанции. В
России возможности приливно-отливной энергии значительны на Белом море.
Однако, кроме высокой стоимости энергии, электростанции такого типа нельзя
отнести к высокоэкологичным. При их строительстве плотинами перекрываются
заливы, что резко изменяет экологические факторы и условия обитания
организмов.
В океанических водах для получения энергии можно использовать разности
температур на различных глубинах. В теплых течениях, например в
Гольфстриме, они достигают 20°С. В основе принципа лежит применение
жидкостей, кипящих и конденсирующихся при небольших разностях температур.
Теплая вода поверхностных слоев используется для превращения жидкости в
пар, который вращает турбину, холодные глубинные массы - для конденсации
пара в жидкость. Трудности связаны с громоздкостью сооружений и их
дороговизной. Установки такого типа находятся пока на стадии испытаний
(например, в США).
Несравнимо более реальны возможности использования геотермальных
ресурсов. В данном случае источником тепла являются разогретые воды,
содержащиеся в недрах земли. В отдельных районах такие воды изливаются на
поверхность в виде гейзеров (например, на Камчатке)! Геотермальная энергия
может использоваться как в виде тепловой, так и для получения
электричества.
Ведутся также опыты по использованию тепла, содержащегося в твердых
структурах земной коры. Такое тепло из недр извлекается посредством закачки
воды, которую затем используют так же, как и другие термальные воды.
Уже в настоящее время отдельные города или предприятия обеспечиваются
энергией геотермальных вод. Это, в частности, относится к столице Исландии
- Рейкьявику. В начале 80-х годов в мире производилось на геотермальных
электростанциях около 5000 МВт электроэнергии (примерно 5 АЭС). В России
значительные ресурсы геотермальных вод имеются на Камчатке, но используются
они пока в небольшом объеме. В бывшем СССР за счет этого вида ресурсов
производилось только около 20 МВт электроэнергии.
Термоядерная энергия
Современная атомная энергетика базируется на расщеплении ядер атомов на
два более легких с выделением энергии пропорционально потере массы.
Источником энергии и продуктами распада при этом являются радиоактивные
элементы. С ними связаны основные экологические проблемы ядерной
энергетики.
Еще большее количество энергии выделяется в процессе ядерного синтеза,
при котором два ядра сливаются в одно более тяжелое, но также с потерей
массы и выделением энергии. Исходными элементами для синтеза является
водород, конечным - гелий. Оба элемента не оказывают отрицательного влияния
на среду и практически неисчерпаемы.
Результатом ядерного синтеза является энергия солнца. Человеком этот
процесс смоделирован при взрывах водородных бомб. Задача состоит в том,
чтобы ядерный синтез сделать управляемым, а его энергию использовать
целенаправленно. Основная трудность заключается в том, что ядерный синтез
возможен при очень высоких давлениях и температурах около 100 млн. °С.
Отсутствуют материалы, из которых можно изготовить реакторы для
осуществления сверхвысокотемпературных (термоядерных) реакций. Любой
материал при этом плавится и испаряется.
Ученые пошли по пути поиска возможностей осуществления реакций в среде,
не способной к испарению. Для этого в настоящее время испытываются два
пути. Один из них основан на удержании водорода в сильном магнитном поле.
Установка такого типа получила название ТОКАМАК (Тороидальная камера с
магнитным полем). Такая камера разработана в институте им. Курчатова.
Второй путь предусматривает использование лазерных лучей, за счет которых
обеспечивается получение нужной температуры и в места концентрации которых
подается водород.
Несмотря на некоторые положительные результаты по осуществлению
управляемого ядерного синтеза, высказываются мнения, что в ближайшей
перспективе он вряд ли будет использован для решения энергетических и
экологических проблем. Это связано с нерешенностью многих вопросов и с
необходимостью колоссальных затрат на дальнейшие экспериментальные, а тем
более промышленные разработки.
Заключение
В заключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а
также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание
для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни
в отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемых
энергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода
на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые).
С этих позиций современные методы получения энергии можно рассматривать как
своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность
этого переходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.
Литература:
1. Банников А.Г., Рустамов А.К., Вакулин А.А. Охрана природы : Учеб.
для с.-х. учеб. заведений. - М.: Агропромиздат, 1995.
2. Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для
студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей.-
М.:Агар, 1999.
3. Корнеева А.И. Общество и окружающая среда. - М.: Мысль, 1995.
4. Миллер Тайлер. Жизнь в окружающей среде. Перевод Алексеевой Б.А.
под редакцией Г.А. Ягодина. Москва: Прогресс. Пангея, 1993.
5. Человек и экология : Сборник / Ред. Н. Филипповский. - М.:
Знание, 1990.
| |  скачать работу |
Проблемы энергетики |
