Экология. Лекция 7 презентация

Экология
ТЕМА 13. Глобальная экология.
Энергетическая проблема. Традиционные энергоносители
Кафедра экологической
и промышленной безопасности (ЭиПБ)

Энергетический баланс Земли
Рис.11.1

Древо энергетических ресурсов
Рис.11.3

Запасы природного газа в мире
по странам

Объемы добычи

Добыча нефти по странам мира за 2015 год

Преимущества истощаемых топливных ресурсов:
Высокая плотность энергии
Высокая степень освоения технологий от разведки запасов до потребления
Ориентация мирового хозяйства на использование ресурсов в качестве топлива и сырья
Развитая инфраструктура на всех стадиях: добыча, транспортировка, переработка и использование
Развитая структура подготовки научных и эксплуатационных кадров
Развитая структура производства оборудования и приборов
Развитая инфраструктура научных учреждений
Табл.11.1

Недостатки истощаемых топливных ресурсов:
Глобальное влияние на изменение климата вследствие эмиссии СО2 и теплового загрязнения
Загрязнение среды обитания человека отходами производства (жидкие, газообразные, твердые)
Неравномерность распределения по земному шару
Угроза загрязнений среды обитания человека и пожаров при транспортировке и хранении
Потенциальная угроза аварий на АЭС с выбросом радиоактивных веществ
Изменение структуры земной коры вследствие добычи газа, нефти и угля с непредсказуемыми последствиями
Большая потребность в воде
Табл.11.1

ТЭС

АЭС

Атомные электростанции
Российской Федерации
Табл.11.8

ГЭС

Крупнейшие гидроэлектростанции России
Табл.11.7

Удельный вес различных источников энергии в мировом потреблении
Рис.11.2

Воздействие на окружающую среду объектов электроэнергетики
Табл.11.9

Экология
ТЕМА 14. Глобальная экология.
Энергетическая проблема. Альтернативные энергоносители
Кафедра экологической
и промышленной безопасности (ЭиПБ)

Альтернативные источники энергии

Возобновляемые энергоресурсы
Рис.11.5

Альтернативные источники энергии
Гелиоэнергетика:
Гелиоконденсаторы
Солнечные батареи
БИОЭНЕРГЕТИКА
Производство биомассы
Биосинтез водорода
Жидкое биотопливо (этанол, растительное масло и т.п.)
Мусоросжигающие установки
Биогаз
«Древесные таблетки» (топливо из древесных отходов)
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
«Малые» ГЭС
Волновые электростанции
Приливные электростанции
Станции, использующие энергию морских течений
ЭНЕРГЕТИКА, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР
Высокоградиентные установки геотермальной энергии морского и сухого типа
Низкотемпературная энергетика, использующая разность температур глубин и поверхности моря, тепловые насосы и т.п.
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
ВТОРИЧНАЯ
ЭНЕРГЕТИКА
(ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ СБРОСНОЕ ТОПЛИВО)
КОСМИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГЕТИКА
СМЕШАННЫЕ
ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ
Традиционно-альтернативные
(атомно-водородные и др.
Альтернативно-альтернативные
(солнечно-водородные и др.)

Альтернативные источники энергии
Рис.11.4

Мировой технологический потенциал возобновимых источников энергии
Табл.11.2

Ресурсы возобновляемых источников энергии в России
Табл.11.3

Альтернативные источники энергии
Ветровые генераторы энергии

Альтернативные источники энергии
Ветровые генераторы энергии

Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии
«Умный дом»

Альтернативные источники энергии
Волновая электростанция

Альтернативные источники энергии
Солнечный элемент и фотогальванический модуль из 36 элементов
Солнечный модуль

Причины, порождающие энергетическую проблему:
рост энерговооруженности хозяйства стран мира, повышение доли механизации и автоматизации производства требуют все больших энергетических затрат
истощаются традиционные энергоресурсы
открытие и освоение новых месторождений стоит дорого и требует немало времени
региональные различия в запасах и потреблении энергоресурсов между развивающимися и развитыми странами, доля которых в мировых запасах нефти обратно пропорциональна доле в мировом энергопотреблении
неравномерность глобального распределения первичной энергии
контроль развивающихся стран за своими энергоресурсами

Пути решения энергетической проблемы:
энергосбережение, снижение энергоемкости
изменение структуры мирового энергопотребления
переход к альтернативным источникам энергии

Альтернативные источники энергии
Солнечный коллектор для обогрева воды

Альтернативные источники энергии
Солнечные электростанции на фотоэлементах

Альтернативные источники энергии
Гелиоэлектростанция в Испании

Преимущества возобновляемых энергетических ресурсов

Необходимость аккумулирования
Низкая плотность энергии
Непостоянный, вероятностный характер поступления энергии (солнце, ветер, в меньшей степени ГЭС)
Необходимость резервирования (солнечная, ветровая)
Неразвитость промышленности и отсутствие инфраструктуры (для России)
Затопление плодородных земель (большие ГЭС)
Локальное изменение климата (большие ГЭС)
Недостатки возобновляемых энергетических ресурсов

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
ПЛЮС
МИНУС
Нет химических загрязнителей;
Ликвидация последствий сжигания органического топлива;
Высвобождение сырьевых ресурсов за счет использования иной технологии.
Получение кремния или арсенида галлия для солнечных батарей – «грязная» технология;
КПД батарей около 20% и они часто выходят из строя;
Можно расценить как тепловое загрязнение;
Блокировка земельных территорий.
Нет химических загрязнителей;
Независимость от времени года, суток и метереологических условий.
Нет четкой периодичности;
Привязка к геотермальным источникам, часто вдали от населенных пунктов;
Проблема охраны недр при эксплуатации;
Химическое и тепловое загрязнение водоемов сбросными геотермальными водами.
Солнечная энергетика
Геотермальная энергетика

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
ПЛЮС
МИНУС
Нет химических загрязнителей;
Хорошо использовать для местных нужд.
Звуковое и шумовое загрязнение (при вращении лопастей – ультразвук);
Направление ветра и наполняемость ветра не постоянны;
Нет больших электростанций;
Отчуждается большая территория;
Изготовление лопастей из алюминия – «грязная технология», приводящая к истощению запасов алюминия;
Использование с другими источниками энергии при наличии накопителей энергии.
Нет химических загрязнителей;
Возможность использование для местных нужд.
Использование очень сложных технологий;
Места стабильных приливов и отливов неудобны для размещения станции и передачи энергии.
Ветровая энергетика
Морские приливы и отливы

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
ПЛЮС
МИНУС
Практически нет химических загрязнителей;
Возможно использование для местных нужд;
Позволяет уменьшить свалки городских твердых отходов.
Практически нет химических загрязнителей;
Использование отходов растительной природы.
Сырье должны выращивать, то есть использование сельхозугодий;
Периодичность использования.
Биоэнергетика (биогаз)
Биоэнергетика (биоэтанол)
Наличие пожароопасности;
Периодичность использования.

БИОТОПЛИВО – это вид топлива, который производится из сырья растительного или же животного происхождения, из продуктов жизнедеятельности человека и животных, или органических промышленных отходов.

Виды биотоплива по агрегатному состоянию

Преимущества биотоплива
Уменьшение импорта нефти
Уменьшение затрат на контроль за загрязнением ОС
Легкость транспортировки
Стабильность в плане хранения
Чистое топливо
Относительная дешевизна
Растительные культуры поглощают СО2 и выделяют О2
Минимум затрат на техническое обслуживание транспорта
Легкое смешивание с другими видами топлив