Raw Future Part 2

Anonim

Dzień dobry, czytelnicy UT Magazine Tematem mojego artykułu jest energia alternatywna. Dlaczego wybrałem ten temat? Bo dzisiaj, bardziej niż kiedykolwiek ludzkość potrzebuje, aby przełączyć się do alternatywnych źródeł energii z wielu powodów: wzrost zużycia energii, zanieczyszczenie środowiska, co prowadzi do zmniejszenia populacji mieszkańców naszej planety; problemy środowiskowe związane z pompowaniem surowców z wnętrza planety, co później prowadzi do skażenia gleby, geo-polityczna niepewność związana z globalną walkę o energii + surowców jest głównym źródłem dochodów dewizowych z eksportu

Zatem, alternatywne źródła energii - zestaw zaawansowanych metod produkcyjnych transferu energii i korzystanie z niskim ryzykiem wyrządzenia szkody w środowisku.

Po kryzysie naftowym z 1973, podczas gdy w USA ceny benzyny wzrosła 30 centów do US $ 1, 2 za galon, co doprowadziło do kryzysu w wielu gałęziach przemysłu, kraje rozwinięte muszą poważnie myśleć o zmniejszenie uzależnienia od tradycyjnych źródeł energii. W zasadzie ten kryzys i może być traktowana jako punkt wyjścia dla ogólnego rozwoju alternatywnych źródeł energii.

Zużycie oleju dzisiaj jest naprawdę imponująca. Na przykład, do wytworzenia tej samej ilości energii, jest on zawarty w zużyciu oleju konieczne jest skonstruowanie około 4000 elektrowni jądrowych 1, 5 GW każdy. W świecie dzisiaj o 440 działające reaktory Całkowita pojemność około 363 GW. Jeśli budować kolejne reaktory jądrowe w 4000 zgodnie z istniejącymi technologiami, zostaną wykorzystane wszystkie znane zasoby uranu zaledwie 10 lat.

Według BP Statistical Review of World Energy 2013 zużycie energii na świecie jest dystrybuowany w następujących proporcjach:

W tej chwili główne alternatywne źródła energii są:

  • Energia wiatrowa

Energia wiatrowa jest oparty na konwersji energii kinetycznej masy powietrza w atmosferze do elektrycznej, mechanicznej, cieplnej lub innej formy energii odpowiedniej do zastosowania w gospodarce narodowej. W 2010 roku ilość energii elektrycznej, która jest wytwarzana przez wszystkich turbin wiatrowych na świecie wyniosła 430 Terawatt roboczogodzin (2, 5% wytwarzanej energii elektrycznej ludzkości).Na obecnie przechowuje energetyczne tego typu są o wiele lepsze zapasy zasobów wodnych, jednak ten rodzaj energii ma swoje wady:

  1. Niewielka ilość zmian w systemie klimatycznym w związku ze zmianą prędkości wiatru, która jest dystrybutorem pogody.
  2. Mechaniczny hałasu - hałas z pracy elementów mechanicznych i elektrycznych (dla nowoczesnych turbin wiatrowych jest praktycznie nieobecny, ale jest istotna w starszych modeli turbin wiatrowych)
  3. B. hałas aerodynamiczny - hałas w wyniku interakcji z przepływ wiatru konstrukcyjnymi ostrza (wzmocnione przez przepuszczenie tarczy w pobliżu wieży turbiny wiatrowej)

- drgania o niskiej częstotliwości przenoszone przez glebę, powodując znaczne odrzuceń okna w domach w pobliżu turbin wiatrowych klasy MW. Aby obniżyć ten wskaźnik, decyzja o zakazie budowy tego typu instalacji jest bliżej do 300 m. Mieszkań.

- Podczas pracy turbin wiatrowych w zimie, kiedy wilgotność powietrza jest wysoka, tworzenie się lodu nagromadzonych na łopatkach. Podczas uruchamiania turbin wiatrowych jest możliwe rozproszenie lodzie na znaczną odległość.

- Pod koniec łopat turbin wiatrowych, region niskiego ciśnienia i ssaków, która dostanie się do niego, to dostaje uraz ciśnieniowy.

Jednak warto zauważyć, że istnieją znaczące korzyści:

- Energia wiatrowa może być na tyle tani, jeśli jest on stosowany na szeroką skalę i na początkowym etapie, przy wsparciu państwa. Według niektórych szacunków cena kilowatogodzinach może być 4-6 centów niższa.

- turbiny wiatrowe nie wytwarzają szkodliwych emisji podczas eksploatacji.

- turbiny wiatrowe zlokalizowane na masztach i zajmują bardzo mało miejsca, co pozwala umieścić je w połączeniu z innymi strukturami i obiektów. Brak jakichkolwiek szkodliwych emisji i możliwość zainstalowania w dowolnym miejscu na świecie.

  • Bioenergia

Termin oznacza bioenergetyki uzyskiwać energię elektryczną z biopaliwa. W tej chwili ten sposób energia jest bardzo obiecujący, ponieważ Ludzkość istnieje problem recyklingu odpadów organicznych, nadmiar co może prowadzić nie tylko do zanieczyszczenia środowiska, ale także epidemii choroby, takie jak cholery.

Biopaliwa są podzielone na stałych, ciekłych i gazowych. Stałe - tradycyjne drewniane (często w postaci odpadów drewna) i tabletek (wytłoczone) drobne odpady drewna paliwo. Zhidkie - jest alkohole (metanol, etanol, butanol), etery biodiesel i biomazut. gazowych - różne mieszaniny gazów, tlenek węgla, metan, wodór uzyskane w wyniku rozkładu termicznego surowca, w obecności tlenu (gazu) bez tlenu (pirolizy) lub w czasie fermentacji przez bakterie.

Obecnie powszechna produkcja energii elektrycznej przez spalanie biopaliwa i biogaz, t. a. ich produkcja jest bardzo opłacalna i nie powoduje zmian w bilansie dwutlenku węgla w atmosferze.

Schematycznie, produkcja energii elektrycznej w ten sposób można przedstawić w następujący sposób:

I przepraszam, że dane są nieco przestarzałe, ale warto zauważyć, że tempo wzrostu produkcji biogazu średnio wzrosnąć o 15-20%.

Wśród zalet tego paliwa można nazwać:

- od 1 mł biogazu mogą produkować około 2 kW energii elektrycznej.

- produkcja biogazu w celu zapobiegania emisji metanu, ograniczenia użycia nawozów sztucznych i zmniejszyć obciążenie wód gruntowych.

- Biogazownia można zainstalować oczyszczalnie w gospodarstwach rolnych, ferm drobiu, gorzelni, cukrowni, Masarnie, co poprawia warunki sanitarne od tych przedsiębiorstw.

- ciepło - chłodzenie agregatu, lub ze spalania biogazu. Otrzymany ciepła do ogrzewania pomieszczeń.

Z biodiesla, jak również z innych biopodobnych paliwo do silników spalinowych, jest dużo łatwiej, że jest. k. jest możliwe, aby wypełnić samochód z biodiesla w silniku wysokoprężnym bez rekonfiguracji, a ta ma istotne zalety.

Innym warto wspomnieć, że biopaliwa jest podzielona na pokolenia, które zależą od technologii produkcji i wydajności w produkcji

- biopaliw pierwszej generacji są wykonane z cukru, skrobi, olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych, z wykorzystaniem tradycyjnej technologii. Głównymi źródłami surowców są nasiona lub ziarna. Na przykład, nasiona słonecznika są dociskane do uzyskania oleju roślinnym, które mogą być następnie wykorzystane w Biodiesel Otrzymano ze skrobi z pszenicy, po fermentacji, - etanol., - biopaliwa drugiej generacji składa się z drewna lub biomasa włóknista zawierająca przydatnych cukrów w celulozy i ligniny. Wszystkie rośliny zawierają celulozę i ligninę. Są to węglowodany składników (cząsteczki na bazie cukru). Lignocelulozowy etanol jest wytwarzany przez oddzielenie cząsteczek cukrów z celulozy przy zastosowaniu enzymów, pary grzejnej i innego stanowiska obróbki.

- Powinniśmy mówić o biopaliwa trzeciej generacji. Opiera się ona na produkcji paliwa z glonów. Dlaczego ta metoda jest innowacyjna? Glony mogą być przekształcone w biopaliwa, przy czym metoda jest niesamowita sprawność 65%. Wodorosty mogą być przekształcone w olej, jak pokazano nowe badania, którego istotą jest przetwarzanie wodorostów z gorącą wodą pod ciśnieniem 3500 kg na centymetr kwadratowy, w którym biomasa jest przekształcane w stanie ciekłym. Ponadto, proces ten trwa miliony lat, a trochę mniej niż godzinę.

  • energia geotermalna

Energia geotermalna - kierunek produkcji energii elektrycznej opartej na koszt energii zawartej we wnętrzu ziemi, zakładów geotermalnych.

Zdecydowana większość energii elektrycznej z energii geotermalnej na trzy sposoby. Ten tak zwany system bezpośredni, który wykorzystuje suchą parę, pośrednie (poprzez parowa) oraz mieszane (w oparciu o cykl binarnej).

Przede wszystkim udało się stworzyć elektrownię na suchą parą. Aby uzyskać wymaganą energia przepływa przez turbinę parową lub generatora. Ostatnio coraz bardziej rozpowszechnione pośredni schemat. Jest to najbardziej popularny rodzaj geotermalnej stantsiyv świata. Praca zapewnienia ciepłej wody gruntowe. Ich temperatura osiągnie 300 °.

Główne zalety eneregtiki geotermalnych obejmują:

- Rezerwy energii geotermalnej są świetne, ale nie nieskończona. To może być uznane za odnawialne źródło energii - w każdym przypadku, pod warunkiem że w zastrzyku dobrze nie jest wstrzykiwany zbyt dużo wody w zbyt krótkim czasie.

- Energia geotermalna elektrowni do pracy nie wymaga dostaw paliwa ze źródeł zewnętrznych.

- Działanie elektrowni geotermalnych nie towarzyszy toksycznych lub szkodliwych substancji (patrz Jednakże trzecia wada elektrowni geotermalnych poniżej.).

- konwencjonalna elektrownia geotermalna, usytuowany nad brzegiem morza lub oceanu, mogą być również wykorzystywane do odsalania wody, które mogą być następnie wykorzystywane do picia lub nawadniania. Odsalania występuje naturalnie w wyniku destylacji - ogrzewanie wody chłodzącej i pary wodnej w instalacji procesowej.

Ale, jak każdy ma swoje wady:

- Znajdź odpowiednie miejsce na budowę energii geotermalnej i uzyskać zezwolenie od władz lokalnych i mieszkańców zgodził się na jego budowę może być problematyczne.

- Czasami działając energia geotermalna może przestać w wyniku naturalnych zmian w skorupie ziemskiej. Ponadto, powodem zatrzymania może być zły wybór miejsca lub nadmiernego wtrysku wody do formacji poprzez wstrzyknięcie dobrze.

- w produkcji oraz może zostać zwolniony palnych i toksycznych gazów lub składników mineralnych zawartych w skorupy skał. Pozbyć się ich jest trudne. Jednakże, w niektórych przypadkach, mogą syfon (zbieranie) i przetwarzane w paliwo (ropy naftowej lub gazu ziemnego, na przykład).

  • wodna

Elektrowni wodnej polega na zastosowaniu strumienia wodnego do przekształcenia jej energii w energię elektryczną. Zasada działania jest bardzo prosta HPP. Układ wodociągi zapewnia niezbędną słupa wody wprowadzenie łopatki turbiny w wodzie, który działa generatory, wytwarzania energii elektrycznej. Hydroelektryczny sztuczny zbiornik obejmuje zaporę (DAM) i zbiornik. Ten typ elektrowni najlepiej nadaje się na pagórkowatym lub górzystym terenie, gdzie jest to możliwe zbudowanie wysokich zapór i tworzyć rozległe i głębokie sztuczne vodohranilischa.Energiya który może dostarczyć zbiornik zależy od masy wody zebranej w nim, a także całkowitej głębokości zbiornika. Energia potencjalna, która ma z góry określoną ilość wody zmierzona w Nm (NMA). Newton - standardowe urządzenie pomiaru siły, co odpowiada masie ciała siły zgłoszenia 1 kg przyspieszenia 1 metra na sekundę na sekundę (1 m/s2). W ten sposób energia potencjalna ciężarem ilości wody będzie ilością pomnożona przez przyspieszenie grawitacyjne (około 9,8 m/s, 2 Na powierzchni Ziemi), pomnożonej przez wysokość spadku wodzie (m. E. odległość pionową, która przezwycięża wody na wylocie ze zbiornika). Odpowiednią jednostką miary energii kinetycznej - dżuli (J), który jest zasadniczo równy drugiemu watów (W x s). Woda ze zbiornika przez przewód wody ciśnienie dostarczane do jednego lub większej liczby turbin napędzające generatory. Napięcie prądu elektrycznego wytwarzanego przez generatory jest zwiększona poprzez transformatory step-up i prądu na linii zasilania jest przekazywana do sieci.

Główne zalety HPP następujących czynników:

- wykorzystywać tanią i odnawialną energię elektryczną

- szybko (w stosunku CHP/TES) Wyjście wydawania działający tryb zasilania po włączeniu stacji.

- Wyniki HPP łatwo sterowany przez zmianę szybkości przepływu wody (objętość wody dostarczanej do turbiny).

- Zbiorniki, w budowie do hydro, mogą być używane jako tereny rekreacyjne, czasem wokół nich rozwija prawdziwie spektakularny krajobraz.

Wśród niedociągnięć warto wspomnieć zniszczenie istniejących ekosystemów Przygotowany w ten sposób zaburzonej równowagi biologicznej, co może prowadzić do zaniku gatunku otedlnyh w tej dziedzinie. Jako wysoki niebezpieczeństwo zataplivany Które występują w wyniku wypadków lub emisji wodnych awaryjnego.

  • energia jądrowa jest

Energia jądrowa jest odnym z najnowszych sposobów, aby uzyskać elektronergii. Nie pójdę do historii, ale warto wspomnieć, że w tym samym czasie z rozwojem broni jądrowej wykonanych badań dla zastosowania energii atomowej w celach pokojowych. Atomic Test bomba została zakończona sukcesem w 1945 roku przez Amerykanów na głowach „bojowego” japońskim. I już w 1949 roku, w zniszczonym kraju Sowietów, jest sprawdzianem jego bomby atomowej, a następnie wprowadza się do pierwszej elektrowni jądrowej w świecie do eksploatacji w 1954 roku. Potem były wzloty i upadki energii jądrowej, szczególnie warto przypomnieć katastrofę w Czarnobylu, gdzie w rzeczywistości winny operator Krivorukov który poprzez wyłączenie wszystkich automatyki, zdecydował się iść na rekord.. W wyniku tej przygodzie, wiele rządów zaczęły zmniejszać lub po prostu zabronić (Niemcy) wykorzystanie energii jądrowej.

Ale kraje, które nie obsługują tej decyzji, zaczęły aktywnie budować elektrownie jądrowe na swoim terytorium, ponieważ Zapewnia to większą energobezopanost, biorąc pod uwagę wprowadzenie systemów bezpieczeństwa po AvrII Czarnobylu.

Wszystko na świecie w budowie są 56 nowe reaktory, a do roku 2030 planowana jest budowa kolejnych 143 reaktorów. Zgodnie z planami z US 115 reaktory zostaną zbudowane, czyli 20, 6% łącznej sumy. W Chinach, w ciągu ostatnich pięciu lat została zbudowana i uruchomiona 8 reaktorów. Kolejnych 20 reaktorów są obecnie w budowie, a kolejne 27 reaktory mają zostać zbudowane do 2020 Jest to również ich zamiar rozwijać energetyka jądrowa powiedział, że kraj nadal nie mają elektrownie jądrowe: Turcja, Białoruś, Polska, Wietnamie, Indonezji, Maroka i innych. Wśród korzyści jądrowe to niskie koszty wytwarzania energii elektrycznej, z braku jakiejkolwiek emisji do środowiska NPP nie zużywają tlen, itd.

Ale istnieją ogromne błędy, które często odgrywają kluczową rolę w kwestii budowy elektrowni jądrowej:

- fatalny wypadek w zakładzie, który już mamy przykłady.

- problem składowania odpadów promieniotwórczych.

- likwidacja EJ po czasie, szacuje się, to może wynieść do 20% kosztów ich budowy.

  • Energii ogniwa słoneczne

Ogniwa fotowoltaiczne są kluczowym elementem w tworzeniu ogniw słonecznych Zazwyczaj składają się z ogniw słonecznych Krzem o różnym stopniu krystalizacji Dlatego patrząc na komórkach fotowoltaicznych pojedynczej komórki można zauważyć, że są to różne kolory i odcienie. Niektóre elementy mają barwę od błękitu do ciemno czarny, drugiej, cząstki niebieskie kryształy, itp komórka kolor zależy od technologii i użytego materiału.

Fotokomórki są zwykle wykonane z materiałów półprzewodnikowych, połączonych ze sobą w celu utworzenia bariery potencjału. Ich praca opiera się na zjawisku, p-n przejścia powstające pod wpływem promieniowania słonecznego. Fotony padającego na ogniwa słonecznego w obszarze półprzewodnikowym o większej pasma zabronionego „knock” elektronów, które zaczynają się poruszać do obszaru n, a następnie przechodzi przez układ (obciążenia) połączone z dodatnimi ładunkami (otwory). W rezultacie, ruch elektronów tworzy potencjalne różnice lub napięcia.

Dziś ten rodzaj energii jest jednym z najbardziej obiecujących, niepotrzebnie. z praktycznego punktu widzenia, to jest najbezpieczniejszym sposobem uzyskania energii ze względu na brak emisji zanieczyszczeń.

Mimo, że większość z tych urządzeń posiada sprawność nie więcej niż 25%, ale przełomu, w wyniku czego sprawność ogniw słonecznych, zwiększono do 40%, a rozpylanie możliwość otwarty od ogniw słonecznych na każdej powierzchni.

Biorąc pod uwagę perspektywy i dobre położenie geograficzne, gospodarka Tesla firmy skupić się na ogniwa słonecznego do zasilania nowych zdolności Tesla Gigafactory.

  • energii syntezy jądrowej

Jednak najbardziej interesującą rzeczą będzie widzimy w rozwoju energii termojądrowej.

Kontrolowana fuzja termojądrowa (CF) - Synteza cięższych jąder atomowych światło w celu uzyskania energii, który w przeciwieństwie do materiału wybuchowego fuzyjnego (wybuchowe stosowane w urządzeniach fuzyjnych) jest ograniczone. Kontrolowanej syntezy jądrowej różni się od tradycyjnych jądrowych, które stosuje się w końcowej reakcji rozkład, w którym ciężkie jąder otrzymany z lżejszych jąder. Reakcja syntezy jest następujący: dwie lub więcej stosunkowo lekkich jąder atomowych w wyniku ruchu termicznego bliżej siebie tak, że krótki silne oddziaływanie pokazane w takich odległościach, zaczyna dominować nad sił odpychania kulombowskim SAMe naładowanych cząstek, co prowadzi do tworzenia się jąder innych, cięższych elementy. System nukleony traci część swej masy równą energii wiązania i dobrze znanego wzoru E = MC² podczas tworzenia nowej jądrze poziomy energetyczne są silne oddziaływanie. Jądra atomowe mające niewielki ładunek elektryczny, łatwiej jest doprowadzić do pożądanej odległości, tak ciężkie izotopy wodoru są najlepszym rodzajem paliwa do kontrolowanej syntezy. Chociaż naukowcy od ponad 50 lat nie może zbudować reaktor syntezy, firma Lockheed Martin ogłosił przełom w dziedzinie termojądrowej sinteza.Razumeetsya badania, kompletnych danych na temat jego pracy do spółki nie ujawnia, ale sugeruje, że chodzi o stworzenie pojemność reaktora około 100 megawatów z wielkością w regionie 2 x 3 m, która z łatwością zmieści się na konwencjonalnej platformie ciężarówki.

Oto co szef tego projektu: „W ciągu roku ma zostać zbudowany i przetestowany pierwszy prototyp eksperymentalnego, a pojawienie się instalacje przemysłowe prototypów przyrzeczonych w ciągu najbliższych pięciu lat, to jest znacznie szybsze niż tempo prac na rzecz Realizacji Projektu ITER i po 10 latach, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem. pojawiają się i szeregowych reaktorów tego typu. chcemy team Powodzenia MakGayra, bo jeśli im się to uda, to mamy dobrą okazję zobaczyć nową erę w ludzkiej mocy podczas życia tego pokolenia ".

Konsekwencje tego przełomu jest trudne do przecenienia. Nadchodzi era taniej energii. Znaczenie pozostałych zasobów naturalnych będzie gwałtownie spadnie, co spowoduje nieodwracalne cios dla sektora paliwowo-energetycznego.

Nadal konieczne jest wspomnieć maloizvetsny e-kota, opracowany przez Włochów A. Rossi. Reaktory, w Rosji (w Rosji są uważane oszustwa i sharlatantstvom są zasadniczo wszystkie nowe) Stosowany proszek niklu i specjalnego katalizatora. Sam Rossi obecnie mieszka w Stanach Zjednoczonych, a jej koszt instalacji 1,5 mln. dolarów są produkowane w Karolinie Północnej, firma „Ciepło przemysłowe LLC” (Raleigh, N.C). Na początku października 2014 roku opublikował raport niezależnego panelu generatora testowego ciepła E-SAT, stworzonego przez Andrea Rossi. Sześć profesorowie z Włoch i Szwecji 32 dni studiowania generator i zmierzyć wszystkie możliwe opcje. Następnie traktowane przez sześć miesięcy, a wyniki zaangażowany w ich zrozumieniu. Ich werdykt jest jasny: Rossi generator pracuje i wytwarza ogromną ilość ciepła - gęstość energii milion razy większą niż w przypadku spalania benzyny o tej samej masie. Zmiana składu izotopowego „urządzenie” materiały palne, to znaczy wystąpić reakcje jądrowe. W tym przypadku nie można było naprawić reaktor ma promieniowanie.

Na koniec chciałbym wspomnieć o jednej nowinę, że jestem bardzo zainteresowany. Bracia Rockefeller Foundation ogłosiła natychmiastowej sprzedaży wszystkich swoich aktywów związanych z piasków węgla i ropy naftowej, w ramach wysiłków na rzecz walki ze zmianami klimatycznymi. Obecnie fundusz jest dosłownie zbudowany na oleju, będą inwestycje w energię odnawialną. Całkowita wielkość produkcji wyniesie około 50 mld. Dolarów. Znamienne jest, prawda?))

Moja osobista opinia jest taka, że ​​świat potrzebuje przejście na nowy poziom kachetsvenno proizvodsva elektrycznej bez potrzeby. prąd dominującym PIT ropa naftowa i węgiel spalanie powoduje ogromne szkody dla środowiska + sytuacja polityczna sugeruje kraje zachodnie wycofywania surowców z Rosji i krajów arabskich.

W swoim artykule, jak zawsze, starałem się zminimalizować ilość informacji tekstowych na zastąpienie wszystkich ilyuyustratsii i wideo. Być może coś przegapić, i cieszę się, aby odpowiedzieć na wszelkie pytania)) dziękuję).