Проблемы развития атомной энергетики
ых энергосистемах, ослабляя тем
самым нагрузку на другие электростанции.
На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике: кто будет
вкладывать миллиарды долларов в сооружение ПЭС, когда есть нефть, газ и
уголь, продаваемые развивающимися странами за бесценок? В тоже время она
обладает всеми необходимыми предпосылками, чтобы в будущем стать важнейшей
составляющей мировой энергетики, такой, какой сегодня, к примеру, является
природный газ.
Для сооружения ПЭС даже в наиболее благоприятных для этого точках
морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1-2 до 10-16
метров, потребуются десятилетия, или даже столетия. И все же процент за
процентом в мировой энергобаланс ПЭС могут и должны начать давать уже на
протяжении этого столетия.
Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г.
во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя
амплитуда приливов составляет 8.4 м. Открывая станцию, президент Франции
Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря на высокую
стоимость строительства, которая почти в 2.5 раза превосходит расходы на
возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт экплуатации приливной
ГЭС оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в
энергосистему Франции и в настоящее время эффективно используется.
Существуют также проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт (Кольская) и
4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливов составляет 7-10
м. Планируется использовать также огромный энергетический потенциал
Охотского моря, где местами, например в Пенжинской губе, высота приливов
достигает 12.9 м, а в Гижигинской губе - 12-14 м [9; стр. 56].
Благоприятные предпосылки для более широкого использования энергии
морских приливов связаны с возможностью применения геликоидной турбины
Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин, сокращая расходы на
строительство.
3.5. Энергия волн
Уже инженерно разработаны и экспериментально опробованы
высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективно работать
даже при слабом волнении или вообще при полном штиле. На дно моря или озера
устанавливается вертикальная труба, в подводной части которой сделано
“окно”; попадая в него, глубинная волна (а это – почти постоянное явление)
сжимает воздух в шахте, а тот крутит турбину генератора. При обратном
движении воздух в турбине разрежается, приводя в движение вторую турбину.
Таким образом, волновая электростанция работает беспрерывно почти при любой
погоде, а ток по подводному кабелю передается на берег.
Некоторые типы ВЭС могут служить отличными волнорезами, защищая
побережье от волн и экономя таким образом миллионы долларов на сооружение
бетонных волнорезов.
Под руководством директора Лаборатории энергетики воды и ветра Северо-
Восточного университета в Бостоне был разработан проект первой в мире
океанской электростанции. Она будет сооружена во Флоридском проливе, где
берет начало Гольфстрим. На его выходе из Мексиканского залива мощность
водяного потока составляет 25 млн м3 в секунду, что в 20 раз превышает
суммарный расход воды во всех реках земного шара! По подсчетам специалистов
средства, вложенные в проект, окупятся в течение пяти лет.
В этой уникальной электростанции для получения тока мощностью 38 кВт
будет использоваться турбина Горлова. Эта геликоидная турбина имеет три
спиральные лопасти и под действием потока воды вращается в 2-3 раза быстрее
скорости течения. В отличие от многотонных металлических турбин,
применяемых на речных гидроэлектростанциях, размеры изготовленной из
пластика турбины Горлова невелики (диаметр 50 см, длина 84 см), масса ее
всего 35 кг. Эластичное покрытие поверхности лопастей уменьшает трение о
воду и исключает налипание морских водорослей и моллюсков. Коэффициент
полезного действия турбины Горлова в три раза выше, чем у обычных турбин.
Гольфстрим - не единственное океанское течение, которое может быть
использовано для выработки энергии. Японские ученые, например, говорят о
большой эффективности подобных сооружений на тихоокеанском течении Куросио.
О его колоссальном энергетическом потенциале позволяют судить следующие
цифры: у южной оконечности острова Хонсю ширина течения составляет 170 км,
глубина проникновения - до 700 м, а объем потока - почти 38 млн м3 в
секунду!
3.6. Геотермальная энергия
Подземное тепло планеты – довольно хорошо известный и уже применяемый
источник “чистой” энергии. В России первая геоТЭС мощностью 5 МВт была
построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. В 1980 г. ее
мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-
Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС
действуют также в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Исландии (у
озера Миватн), Новой Зеландии, Мексики и Японии. Столица Исландии Рейкьявик
получает тепло исключительно от горячих подземных источников. Но
потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше.
Геологи открыли, что раскаленные до 180-200( С массивы на глубине 4-6
км занимают большую часть территории нашей страны, а с температурой до 100-
150( С встречаются почти повсеместно. Кроме того, на нескольких миллионах
квадратных километров располагаются горячие подземные реки и моря с
глубиной залегания до 3.5 км и с температурой воды до 200( С – естественно,
под давлением, – так что, пробурив ствол, можно получить фонтан пара и
горячей воды без всякой электротеплоцентрали.
3.7. Гидротермальная энергия
Кроме геотермальной энергии активно используется тепло воды. Вода – это
всегда хотя бы несколько градусов тепла, а летом она нагревается до 25( С.
Почему бы не использовать часть этого тепла? Для этого необходима
установка, действующая по принципу “холодильник наоборот”. Известно, что
холодильник “выкачивает” из своей замкнутой камеры тепло и выбрасывает его
в окружающую среду. Если пропускать воду через холодильный аппарат, то у
нее тоже можно отбирать тепло. Горячий пар, который образуется в результате
теплообмена, конденсируется, его температура поднимается до 110( С, а затем
его можно пускать либо на турбины электростанций, либо на нагревание воды в
батареях центрального отопления до 60-65( С. На каждый киловатт-час
затрачиваемой на это энергии природа дает 3 киловатт-часа! По тому же
принципу можно получать энергию для кондиционирования воздуха при жаркой
погоде.
Подобные установки наиболее эффективны при больших перепадах
температур, как, например, в морях: на глубине вода очень холодна – около
4( С, а на поверхности нагревается до 25( С, что составляет 20 градусов
разницы! Все необходимые инженерные разработки уже проведены и опробованы
экспериментально (например, у атолла Каваратти в Лаккадивском архипелаге
около юго-западного побережья Индии), осталось только претворить их в жизнь
везде, где имеются подходящие природные условия [9; стр. 125-148].
Пришло время, когда человечество вплотную должно заняться сохранением
среды своего обитания. Необходимы как научные, так и практические усилия
для охраны природы, чтобы род человеческий не только выжил, но и продолжал
развиваться.
Естественным путем выживания являются максимизация стратегии
бережливости в отношениях с окружающим миром и увеличение замкнутости
круговорота всех веществ, вовлекаемых в сферу человеческой деятельности.
Однако легко это сформулировать теоретически, но очень трудно
перевести на язык практической деятельности. В этом сложном процессе должны
участвовать все члены мирового сообщества, начиная от международных
организаций и кончая каждым человеком в отдельности в его обычной жизни.
Тогда на первом плане окажутся не идеологические, а экологические проблемы;
доминировать будут не отношения между нациями, а отношения между
человечеством и природой [1; стр. 27].
Заключение
Энергия – это движущая сила любого производства. Тот факт, что в
распоряжении человека оказалось большое количество относительно дешевой
энергии, в значительной степени способствовало индустриализации и развитию
общества. Однако в настоящее время при огромной численности населения и
производство, и потребление энергии становится потенциально опасным. Наряду
с локальными экологическими последствиями, сопровождающимися загрязнением
воздуха и воды, эрозией почвы, существует опасность изменения мирового
климата в результате действия парникового эффекта.
Человечество стоит перед дилеммой: с одной стороны, без энергии нельзя
обеспечить благополучия людей, а с другой – сохранение существующих темпов
ее производства и потребления может привести к разрушению окружающей среды,
серьезному ущербу здоровья человека.
Сегодня около половины мирового энергобаланса приходится на долю
нефти, около трети - на долю газа и атома (примерно по одной шестой) и
около одной пятой - на долю угля. На все остальные источники энергии
остается всего несколько процентов. Совершенно очивидно, что без тепловых и
атомных электростанций на современном этапе человечество обойтись не в
состоянии, и все же по возможности там, где есть, следует внедрять
альтернативные источники энергии, чтобы смягчить неизбежный переход от
традиционной энергетики к альтернативной. Тогда
| |  скачать работу |
Проблемы развития атомной энергетики |
