Нетрадиционные источники энергии: Нетрадиционные источники энергии

Содержание

Нетрадиционные источники энергии

Нетрадиционные источники энергии

Энергетический кризис способствовал повышению интереса к новым видам энергоресурсов, которые получили название нетрадиционных или альтернативных. Доля их в структуре мирового потребления первичных энергоресурсов заметно растет. К нетрадиционным источникам энергии относят энергию Солнца, ветра, приливов, морских волн, геотермальную и термоядерную энергию. Особые надежды возлагают на водород, так как он является наиболее перспективным энергоносителем. Однако его промышленное получение обходится пока очень дорого.

Все более глубокий интерес в современном мире проявляется к практическому применению геотермальной энергии, использованию тепла Земли. Она находит двоякое применение. Во-первых — подача горячих подземных вод для обогрева зданий и теплиц. В наши дни наибольшее значение этот путь имеет для Исландии. Для этой цели в столице государства Рейкьявике начиная с 30-х годов создана система трубопроводов, по которым вода подается потребителям. Благодаря геотермальной энергии, которая идет на отопление теплиц, Исландия полностью обеспечивает себя яблоками, помидорами и даже дынями и бананами. Во-вторых, применять геотермальную энергию можно путем строительства геотермальных станций. Самые крупные из них построены в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, Новой Зеландии, России (в Долине Гейзеров на Камчатке).

Трудно представить себе жизнь человечества без Солнца. Хорошо известно, что современная энергетика мира в значительной степени базируется на запасенной в процессе фотосинтеза солнечной энергии, аккумулированной в минеральном топливе. Однако создание солнечных электростанций позволило человечеству использовать энергию в гораздо большем объеме. Наиболее преуспели в гелиоэнергетике (от греч. helios — солнце) США, Франция, Япония, Италия, Бразилия. Построена солнечная электростанция в Крыму (Украина).

С давних пор служила человечеству энергия ветра. Примитивные ветряные двигатели применялись еще 2 тыс. лет назад. Появление интереса человека к энергии ветра сегодня объясняется энергетическими затруднениями, возникшими в последние годы. Небольшие ветровые электростанции работают почти во всех странах мира. Конструированием и промышленным выпуском современных ветряных установок занимаются сейчас Франция, Дания, США, Великобритания, Италия. Очень важной проблемой в использовании энергии ветра является малое содержание энергии в единице объема, непостоянство силы и направления ветра, поэтому перспективно использовать ветер в странах, находящихся в районах постоянных направлений ветра.

Использование энергии волн находится пока еще в основном на стадии эксперимента.

Энергия приливов успешно используется во Франции, США, Канаде, России и Китае. Здесь построены приливные электростанции.

К нетрадиционным источникам энергии можно отнести также получение синтетического горючего на основе угля, сланцев, нефтеносных песков.

Нетрадиционные источники энергии

Структура нетрадиционных источников энергии и обоснованная необходимость в их применении

Определение 1

К нетрадиционным (альтернативным) источникам энергии относят:

  • энергию Солнца, ветра, воды (приливов, морских волн),
  • геотермальную и водородную энергию,
  • энергию биомассы.

Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие.

Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Солнечная энергетика

По экономическим, экологическим, ресурсным критериям, а также по показателям безопасности солнечная энергия в ряду альтернативных источников занимает одно из первых мест, ее использование имеет долгосрочную перспективу.

Замечание 1

Подсчитано, что объем солнечной энергии, поступающей в течение трех дней на территорию РФ, превышает объем энергии, сопоставимый с выработкой электроэнергии в масштабах страны за год.

К преимуществам солнечной энергетики относятся: возобновляемость, огромный потенциал, неисчерпаемость, доступность, бесшумность, экономичность, небольшие расходы при эксплуатации. Особенно важно, что производство и использование солнечных электростанций сопровождается минимальными (почти что нулевыми) по сравнению с традиционными источниками энергии выбросами в природную среду.

Энергия ветра

Ветровые электростанции – перспективный способ получения энергии, особенно в тех местах, где направление ветра постоянно.

Готовые работы на аналогичную тему

Способ получения такой энергии не загрязняет природную среду. Однако прослеживается зависимость от непостоянства направлений и силы ветра. Хотя эту зависимость есть возможность частично сгладить установкой маховиков и разнообразных аккумуляторов.

Но строительство, содержание, ремонт ветровых электростанций обходится недешево. К тому же эксплуатация их сопровождается шумом, мешает птицам и насекомым, отражает радиоволны вращающимися частями.

Энергия воды

В структуру гидроэнергетики, использующей энергию водных ресурсов, входят гидроэлектростанции, малые гидроэлектростанции, приливные электростанции, волновые электростанции.

Для работы гидроэлектростанций необходимо сооружение плотины и водохранилища (гарантия обеспеченности водой). Основное преимущество гидроэнергетики – использование возобновляемой энергии.

Эксплуатация гидроэлектростанций не загрязняет природную среду, однако под водохранилища отчуждаются земли (часто плодородные). Плотины часто перекрывают рыбам путь к нересту.

Геотермальная энергия (тепло Земли)

Представляет практический интерес применение геотермальной энергии, использующей тепло Земли, в виде геотермальных станций. Кроме этого, подаваемые горячие подземные воды могут обогревать здания, теплицы. Для получения геотермальной энергии не нужно сжигать топливо, поскольку природный пар непосредственно используется для получения электроэнергии.

Геотермальная электростанция может вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии гейзеров и других подземных источников. Гидроэлектростанции могут составить конкуренцию в регионах, где отпускная цена на электроэнергию высокая.

Водородная энергетика

Водородная энергетика, интерес к которой возрос за последнее время, основана на использовании водорода в качестве топлива.

Очевидно преимущество выбора водорода в качестве энергоносителя: экологическая безопасность (продукт его сгорания – вода), он не токсичен, не представляет опасности для человека и животных.

К недостаткам относятся:

  • получение вещества с затратой иных энергоносителей – нефти, газа, электричества,
  • высокая угроза образования взрывов – главный аргумент противников водородной энергетики.

Замечание 2

Следуя современным технологиям, возможно получать качественное топливо, имеющее высокий коэффициент теплоотдачи. Перспектива за разработкой проектов современных водородных электростанций и установок на топливных элементах.

Биоэнергетика

Сегодня большинство биоэлектростанций напоминает тепловые электростанции.

Основное отличие от традиционных ТЭЦ – применение биотоплива, которое получают в процессе переработки биологических отходов.

В стадии разработки проекты, использующие в качестве биотоплива целлюлозу, органические отходы, осадки канализационных стоков, продукты жизнедеятельности животных (навоз) и газ метан, выделяющийся при переработке отходов животноводческих хозяйств. На практике сегодня биоэлектростанции используют чаще всего отходы древесины.

Нетрадиционные источники энергии

Структура нетрадиционных источников энергии и обоснованная необходимость в их применении

Определение 1

К нетрадиционным (альтернативным) источникам энергии относят:

  • энергию Солнца, ветра, воды (приливов, морских волн),
  • геотермальную и водородную энергию,
  • энергию биомассы.

Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие.

Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Солнечная энергетика

По экономическим, экологическим, ресурсным критериям, а также по показателям безопасности солнечная энергия в ряду альтернативных источников занимает одно из первых мест, ее использование имеет долгосрочную перспективу.

Замечание 1

Подсчитано, что объем солнечной энергии, поступающей в течение трех дней на территорию РФ, превышает объем энергии, сопоставимый с выработкой электроэнергии в масштабах страны за год.

К преимуществам солнечной энергетики относятся: возобновляемость, огромный потенциал, неисчерпаемость, доступность, бесшумность, экономичность, небольшие расходы при эксплуатации. Особенно важно, что производство и использование солнечных электростанций сопровождается минимальными (почти что нулевыми) по сравнению с традиционными источниками энергии выбросами в природную среду.

Энергия ветра

Ветровые электростанции – перспективный способ получения энергии, особенно в тех местах, где направление ветра постоянно.

Готовые работы на аналогичную тему

Способ получения такой энергии не загрязняет природную среду. Однако прослеживается зависимость от непостоянства направлений и силы ветра. Хотя эту зависимость есть возможность частично сгладить установкой маховиков и разнообразных аккумуляторов.

Но строительство, содержание, ремонт ветровых электростанций обходится недешево. К тому же эксплуатация их сопровождается шумом, мешает птицам и насекомым, отражает радиоволны вращающимися частями.

Энергия воды

В структуру гидроэнергетики, использующей энергию водных ресурсов, входят гидроэлектростанции, малые гидроэлектростанции, приливные электростанции, волновые электростанции.

Для работы гидроэлектростанций необходимо сооружение плотины и водохранилища (гарантия обеспеченности водой). Основное преимущество гидроэнергетики – использование возобновляемой энергии.

Эксплуатация гидроэлектростанций не загрязняет природную среду, однако под водохранилища отчуждаются земли (часто плодородные). Плотины часто перекрывают рыбам путь к нересту.

Геотермальная энергия (тепло Земли)

Представляет практический интерес применение геотермальной энергии, использующей тепло Земли, в виде геотермальных станций. Кроме этого, подаваемые горячие подземные воды могут обогревать здания, теплицы. Для получения геотермальной энергии не нужно сжигать топливо, поскольку природный пар непосредственно используется для получения электроэнергии.

Геотермальная электростанция может вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии гейзеров и других подземных источников. Гидроэлектростанции могут составить конкуренцию в регионах, где отпускная цена на электроэнергию высокая.

Водородная энергетика

Водородная энергетика, интерес к которой возрос за последнее время, основана на использовании водорода в качестве топлива.

Очевидно преимущество выбора водорода в качестве энергоносителя: экологическая безопасность (продукт его сгорания – вода), он не токсичен, не представляет опасности для человека и животных.

К недостаткам относятся:

  • получение вещества с затратой иных энергоносителей – нефти, газа, электричества,
  • высокая угроза образования взрывов – главный аргумент противников водородной энергетики.

Замечание 2

Следуя современным технологиям, возможно получать качественное топливо, имеющее высокий коэффициент теплоотдачи. Перспектива за разработкой проектов современных водородных электростанций и установок на топливных элементах.

Биоэнергетика

Сегодня большинство биоэлектростанций напоминает тепловые электростанции.

Основное отличие от традиционных ТЭЦ – применение биотоплива, которое получают в процессе переработки биологических отходов.

В стадии разработки проекты, использующие в качестве биотоплива целлюлозу, органические отходы, осадки канализационных стоков, продукты жизнедеятельности животных (навоз) и газ метан, выделяющийся при переработке отходов животноводческих хозяйств. На практике сегодня биоэлектростанции используют чаще всего отходы древесины.

Нетрадиционные источники энергии

Структура нетрадиционных источников энергии и обоснованная необходимость в их применении

Определение 1

К нетрадиционным (альтернативным) источникам энергии относят:

  • энергию Солнца, ветра, воды (приливов, морских волн),
  • геотермальную и водородную энергию,
  • энергию биомассы.

Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие.

Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Солнечная энергетика

По экономическим, экологическим, ресурсным критериям, а также по показателям безопасности солнечная энергия в ряду альтернативных источников занимает одно из первых мест, ее использование имеет долгосрочную перспективу.

Замечание 1

Подсчитано, что объем солнечной энергии, поступающей в течение трех дней на территорию РФ, превышает объем энергии, сопоставимый с выработкой электроэнергии в масштабах страны за год.

К преимуществам солнечной энергетики относятся: возобновляемость, огромный потенциал, неисчерпаемость, доступность, бесшумность, экономичность, небольшие расходы при эксплуатации. Особенно важно, что производство и использование солнечных электростанций сопровождается минимальными (почти что нулевыми) по сравнению с традиционными источниками энергии выбросами в природную среду.

Энергия ветра

Ветровые электростанции – перспективный способ получения энергии, особенно в тех местах, где направление ветра постоянно.

Готовые работы на аналогичную тему

Способ получения такой энергии не загрязняет природную среду. Однако прослеживается зависимость от непостоянства направлений и силы ветра. Хотя эту зависимость есть возможность частично сгладить установкой маховиков и разнообразных аккумуляторов.

Но строительство, содержание, ремонт ветровых электростанций обходится недешево. К тому же эксплуатация их сопровождается шумом, мешает птицам и насекомым, отражает радиоволны вращающимися частями.

Энергия воды

В структуру гидроэнергетики, использующей энергию водных ресурсов, входят гидроэлектростанции, малые гидроэлектростанции, приливные электростанции, волновые электростанции.

Для работы гидроэлектростанций необходимо сооружение плотины и водохранилища (гарантия обеспеченности водой). Основное преимущество гидроэнергетики – использование возобновляемой энергии.

Эксплуатация гидроэлектростанций не загрязняет природную среду, однако под водохранилища отчуждаются земли (часто плодородные). Плотины часто перекрывают рыбам путь к нересту.

Геотермальная энергия (тепло Земли)

Представляет практический интерес применение геотермальной энергии, использующей тепло Земли, в виде геотермальных станций. Кроме этого, подаваемые горячие подземные воды могут обогревать здания, теплицы. Для получения геотермальной энергии не нужно сжигать топливо, поскольку природный пар непосредственно используется для получения электроэнергии.

Геотермальная электростанция может вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии гейзеров и других подземных источников. Гидроэлектростанции могут составить конкуренцию в регионах, где отпускная цена на электроэнергию высокая.

Водородная энергетика

Водородная энергетика, интерес к которой возрос за последнее время, основана на использовании водорода в качестве топлива.

Очевидно преимущество выбора водорода в качестве энергоносителя: экологическая безопасность (продукт его сгорания – вода), он не токсичен, не представляет опасности для человека и животных.

К недостаткам относятся:

  • получение вещества с затратой иных энергоносителей – нефти, газа, электричества,
  • высокая угроза образования взрывов – главный аргумент противников водородной энергетики.

Замечание 2

Следуя современным технологиям, возможно получать качественное топливо, имеющее высокий коэффициент теплоотдачи. Перспектива за разработкой проектов современных водородных электростанций и установок на топливных элементах.

Биоэнергетика

Сегодня большинство биоэлектростанций напоминает тепловые электростанции.

Основное отличие от традиционных ТЭЦ – применение биотоплива, которое получают в процессе переработки биологических отходов.

В стадии разработки проекты, использующие в качестве биотоплива целлюлозу, органические отходы, осадки канализационных стоков, продукты жизнедеятельности животных (навоз) и газ метан, выделяющийся при переработке отходов животноводческих хозяйств. На практике сегодня биоэлектростанции используют чаще всего отходы древесины.

Нетрадиционные источники энергии

Структура нетрадиционных источников энергии и обоснованная необходимость в их применении

Определение 1

К нетрадиционным (альтернативным) источникам энергии относят:

  • энергию Солнца, ветра, воды (приливов, морских волн),
  • геотермальную и водородную энергию,
  • энергию биомассы.

Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие.

Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Солнечная энергетика

По экономическим, экологическим, ресурсным критериям, а также по показателям безопасности солнечная энергия в ряду альтернативных источников занимает одно из первых мест, ее использование имеет долгосрочную перспективу.

Замечание 1

Подсчитано, что объем солнечной энергии, поступающей в течение трех дней на территорию РФ, превышает объем энергии, сопоставимый с выработкой электроэнергии в масштабах страны за год.

К преимуществам солнечной энергетики относятся: возобновляемость, огромный потенциал, неисчерпаемость, доступность, бесшумность, экономичность, небольшие расходы при эксплуатации. Особенно важно, что производство и использование солнечных электростанций сопровождается минимальными (почти что нулевыми) по сравнению с традиционными источниками энергии выбросами в природную среду.

Энергия ветра

Ветровые электростанции – перспективный способ получения энергии, особенно в тех местах, где направление ветра постоянно.

Готовые работы на аналогичную тему

Способ получения такой энергии не загрязняет природную среду. Однако прослеживается зависимость от непостоянства направлений и силы ветра. Хотя эту зависимость есть возможность частично сгладить установкой маховиков и разнообразных аккумуляторов.

Но строительство, содержание, ремонт ветровых электростанций обходится недешево. К тому же эксплуатация их сопровождается шумом, мешает птицам и насекомым, отражает радиоволны вращающимися частями.

Энергия воды

В структуру гидроэнергетики, использующей энергию водных ресурсов, входят гидроэлектростанции, малые гидроэлектростанции, приливные электростанции, волновые электростанции.

Для работы гидроэлектростанций необходимо сооружение плотины и водохранилища (гарантия обеспеченности водой). Основное преимущество гидроэнергетики – использование возобновляемой энергии.

Эксплуатация гидроэлектростанций не загрязняет природную среду, однако под водохранилища отчуждаются земли (часто плодородные). Плотины часто перекрывают рыбам путь к нересту.

Геотермальная энергия (тепло Земли)

Представляет практический интерес применение геотермальной энергии, использующей тепло Земли, в виде геотермальных станций. Кроме этого, подаваемые горячие подземные воды могут обогревать здания, теплицы. Для получения геотермальной энергии не нужно сжигать топливо, поскольку природный пар непосредственно используется для получения электроэнергии.

Геотермальная электростанция может вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии гейзеров и других подземных источников. Гидроэлектростанции могут составить конкуренцию в регионах, где отпускная цена на электроэнергию высокая.

Водородная энергетика

Водородная энергетика, интерес к которой возрос за последнее время, основана на использовании водорода в качестве топлива.

Очевидно преимущество выбора водорода в качестве энергоносителя: экологическая безопасность (продукт его сгорания – вода), он не токсичен, не представляет опасности для человека и животных.

К недостаткам относятся:

  • получение вещества с затратой иных энергоносителей – нефти, газа, электричества,
  • высокая угроза образования взрывов – главный аргумент противников водородной энергетики.

Замечание 2

Следуя современным технологиям, возможно получать качественное топливо, имеющее высокий коэффициент теплоотдачи. Перспектива за разработкой проектов современных водородных электростанций и установок на топливных элементах.

Биоэнергетика

Сегодня большинство биоэлектростанций напоминает тепловые электростанции.

Основное отличие от традиционных ТЭЦ – применение биотоплива, которое получают в процессе переработки биологических отходов.

В стадии разработки проекты, использующие в качестве биотоплива целлюлозу, органические отходы, осадки канализационных стоков, продукты жизнедеятельности животных (навоз) и газ метан, выделяющийся при переработке отходов животноводческих хозяйств. На практике сегодня биоэлектростанции используют чаще всего отходы древесины.

10 крупнейших проектов использования нетрадиционных источников энергии 2010 года

Photo: (фото: morion.vn.ua)

Оффшорные ветропарки 

Thanet: Морской ветропарк мощностью 300 МВт в Великобритании.

Строительство этого ветропарка стоимостью 1,2 млрд. долларов США было завершено в последнем квартале 2010 года. Расположенный в устье Темзы в 11 км от побережья графства Кент, он занимает площадь в 35 кв.км., насчитывает 100 ветрогенераторов и способен обеспечить электроэнергией более 200 тыс. домохозяйств. На сегодняшний день он является крупнейшим в мире. Помимо существенного вклада в сектор возобновляемой энергетики, этот проект создает дополнительно около 800 рабочих мест для местного населения. Строительству ветропарка Thanet предшествовали 6 лет планирования проекта, а также независимая экспертиза влияния ветроэлектростанции (ВЭС) на окружающую среду. Эксперты из компании Royal Haskoning оценивали возможные негативные последствия от строительства ВЭС на пути миграции птиц, ареалы обитания рыб и морских млекопитающих, рекреацию и навигацию.

 

 

Rodsand II: Морской ветропарк мощностью 207 МВт в Дании.

Второй по масштабам проект оффшорных ВЭС – это расширение существующего ветропарка у побережья Дании в Балтийском море. Rodsand II стал уже двенадцатым датским ветропарком. 90 новых турбин будут обеспечивать электричеством около 200 тысяч домохозяйств. Строительство ветропарка, в которое было вложено около 554 млн. долларов США, велось полтора года. Такое активное развитие альтернативной энергетики в Дании отражает намерения правительства к 2050 году полностью отказаться от ископаемых источников.

 

 

Наземные ветропарки 

Fowler Ridge: Расширение ветропарк в США.

В настоящее время закончено строительство второй очереди ветропарка Fowler Ridge мощностью 200 МВт в штате Индиана, недалеко от города Фоулер. Стоимость строительства дополнительных 133 турбин оценивается в 77,2 млн. долларов США. С учетом первой очереди общая мощность ветропарка Fowler Ridge достигает 600 МВт. В ближайшем будущем планируется его расширение путем строительства третьей очереди и доведение общей мощности ВЭС до 750 МВт. Разработчики проекта – американские BP Alternative North Energy Inc Америки и Dominion Resources.

 

 

 

Penascal: Ветропарк мощностью 404 МВт в США.

Второй по величине проект наземной ВЭС расположен также в США, в штате Техас. В апреле 2010 года заработали 168 новых ветрогенераторов, обеспечивая электроэнергией около 150 тысяч домохозяйств. Разработчик – компания Iberdrola – для развития этого проекта получила финансирование из государственного бюджета США в размере 114 млн. долларов США в 2009 году в качестве стимулирующей меры. Для уменьшения нагрузки на природно-экологический баланс перед началом строительства компания полтора года проводила исследования миграции птиц и установила специальные радары, отслеживающие приближение птичьих стай и отключающие работу ветрогенераторов в случае плохой видимости и опасности для птиц.

 

Отдельно стоит отметить появившийся в 2010 году в планах Китая проект строительства ветропарка мощностью 10000 МВт. Если он будет реализован, то Китай станет безусловным лидером по объему электроэнергии, производимой с помощью ветра.

 

 

Солнечные электростанции 

Sarnia PV plant: Солнечная электростанция мощностью 97 МВт в Канаде.

Несмотря на большое количество вводимых солнечных электростанций в Европе, крупнейшим по мощности проектом оказалось расширение существующей солнечной ЭС в Канаде, в провинции Онтарио. Электростанция стоимостью в 300 млн. долларов США состоит из 1,3 млн. фотогальванических модулей, расположенных на территории в 385 гектаров, и способна обеспечить электроэнергией около 12 800 домохозяйств. Разработчик проекта – компании First Solar и Enbridge, которая традиционно была крупной нефтяной компанией, но в последнее время все больше инвестирует в проекты возобновляемой энергетики.

 

 

 

Montalto di Castro: Солнечная электростанция мощностью 84,2 МВт в Италии.

Разработку этого проекта вела компания SunRay Renewable, которая в феврале 2010 года была приобретена компанией SunPower. На сегодняшний день солнечная электростанция, расположенная в 100 км от Рима, является крупнейшей солнечной ЭС в Италии. А специальная аэрационная система позволяет защитить модули от коррозийного воздействия соленого морского воздуха.

 

 

 

 

 

Геотермальные электростанции 

Nga Awa Purua: Геотермальная ЭС (ГеоЭС) мощностью 132 МВт в Новой Зеландии.

  ГеоЭС в Новой Зеландии, в местечке Рокотава на сегодняшний день стала второй по величине ГеоЭС в Новой Зеландии и самой крупной однотурбинной ГеоЭС в мире. Эта электростанция стоимостью 430 млн. долларов США обеспечит электричеством порядка 140 тысяч домохозяйств. На сегодняшний день благодаря уникальным природным ресурсам и высоким темпам развития технологий, Новая Зеландия является мировым лидером по производству энергии из геотермальных источников. Доля геотермальной энергетики в стране достигает уже 14%. Nga Awa Purua, построенная и управляемая государственной компанией Mighty River Power, – крупнейший проект строительства ГеоЭС за последние 10 лет во всем мире.

 

 

Nuova Radicondoli 2 и Chiusdino 1: ГеоЭС общей мощностью 40 МВт в Италии.

Две новых ГеоЭС были построены в прошлом году в Италии, в местечке Лардерелло (провинция Тоскана), богатом своими природными ресурсами, которые используются для получения энергии еще с 1930 года. Новые электростанции позволили обеспечить чистой энергией дополнительно более 100 тыс. домохозяйств и предотвратить выбросы порядка 200 тысяч тонн СО2. На сегодняшний день мощность всех ГеоЭС в Тоскана достигает 728 МВт.

 

 

 

 

 

Производство топлива для транспорта 

ADM: 2 завода по производству этанола в США.

Каждый из этих заводов может производить до 1 млн. тонн этанола в год и использует кукурузу в качестве сырья. В прошлом году в США были введены в эксплуатацию и другие предприятия по производству этанола, что вызвано огромными государственными субсидиями на развитие этой индустрии. Размер субсидий достигает 6 млрд. долларов США ежегодно. В 2011 году 40% выращенной в США кукурузы планируется направить на производство этанола. Помимо США, подобные проекты активно развивались и в Бразилии.

 

 

 

 

NExBTL: Производство дизельного топлива из смеси пальмового масла, масла из семян рапса и жировых отходов пищевой промышленности в Сингапуре.

  Общая мощность производства – 840 тыс. тонн в год. Реализация этого проекта стоимостью 1,2 млрд. долларов США является частью стратегического плана компании-разработчика Neste Oil выйти в мировые лидеры по производству биодизеля. Сингапур не случайно был выбран для строительства такого масштабного производства. Во-первых, азиатский рынок биодизеля обладает огромным потенциалом, и, во-вторых, правительство Сингапура поддерживало реализацию проекта на всех стадиях.

Нетрадиционные источники энергии | Энергетика Казахстана

Страница 15 из 110

2.5. Нетрадиционные источники энергии и возможности их использования в Казахстане и мире
К нетрадиционной энергетике принято относить установки и устройства, использующие энергию ветра, солнца, биомассы, геотермальную энергию, а также тепловые насосы, использующие низкопотенциальное тепло, малую гидроэнергетику и другие нетрадиционные способы получения энергии.
Территория Казахстана характеризуется относительно богатыми ветроэнергетическими ресурсами. Ее потенциал в сотни раз превышает современное электропотребление. Расчеты показали, что на высоте 10 м от поверхности земли энергия, заключенная в I м2 сечения воздушного потока, составляет порядка 4000 кВт.ч/м2. Наиболее значительными являются ветроэнергетические ресурсы Джунгарских ворот (17000 кВт.ч/м2). Из других перспективных районов можно отметить Ерментау — 3700 кВт.ч/м2 (Акмолинская обл.), форт-Шевченко 4300 кВт. ч/ м2 (Побережье Каспийского моря), Курдай — 4000 кВт. ч/ м2 (Жамбылская обл.) и некоторые другие.
Анализ хода энергии показывает, что значительная доля энергии приходится на холодное время года, когда потребность народного хозяйства в энергии возрастает.
Наиболее перспективным районом Казахстана по использованию энергии ветра является район Джунгарских ворот. Они представляют собой межгорную долину длиной 20 км и шириной 10-15 км. Сильные и продолжительные бури чаще всего наблюдаются в холодные периоды года. Продолжительность отдельных бурь составляет 50-100 часов, достигая в отдельных случаях 250-300 часов. Максимальные скорости ветра составляют 40-60 м/с. В данном районе могут быть размещены около 11000 штук ВЭУ мощностью 100-250 кВт (при диаметре ветроколеса — 25 м). Выработка одной такой установки ориентировочно составляет 600 тыс. кВт. ч.
В таблице 2.5.1. приведены данные о технически возможной выработке электрической энергии на ВЭС для перспективных районов Казахстана.
В основу расчета положены характеристики ветроагрегата типа «ГРОВАН», размешенные на расстоянии 10 диаметров ветроколеса.
Рассмотренные территории характеризуются малонаселенностью и практической непригодностью для сельскохозяйственного производства.
Технически возможный к использованию энергетический потенциал ветра Казахстана оценивается в 3 млрд. кВт. ч.
Выработка электроэнергии на ВЭС для перспективных районов Казахстана
Таблица 2.5.1


Наименование
показателя

Горы
Манги стау

Хребет
Каратау

Чу-Ил.
горы

Горы
Улутау

Горы
Ерементау

Мугод-
жарские
горы

Количество ВЭУ

8000

7800

6800

3400

2100

400

Мощность комплекса, млн. кВт

210

190

180

90

50

10

Среднегодовая выработка млрд. кВт. ч

410

230

270

130

110

10

Наряду с ветровой энергией наиболее широко может быть использована солнечная энергии и энергия малых рек.
С помощью солнечной энергии можно производить электроэнергию. Это можно делать с помощью фотопреобразователей. Но их мощность значительно меньше, чем мощность электроустановок, в которых преобразование осуществляется с помощью паровой турбины. Солнечные лучи с помощью зеркал фокусируются на емкость с водой, которая прогреваясь превращается в пар. Такая станция построена в Крыму. Площадь огромного зеркала составляет 700 м, мощность станции — 5 МВт. Но строительство солнечных станций обходится пока дороже обычных тепловых электростанций. Поэтому сейчас более перспективен другой путь использования солнечной энергии — для отопления и нагрева воды.
Существуют экспериментальные дома, в которых 70% потребности в тепле и горячей воде обеспечиваются за счет Солнца. Можно строить «солнечные приставки» к котельным, что значительно экономит топливо. Так, под Ташкентом построена «приставка» с площадью 1000 м.
Достоинством солнечной котельной является простота изготовления и малая стоимость оборудования. Приемники солнечного излучения представляют собой панели, покрытые обычным стеклом. Этот простой элемент позволяет превращать около половины солнечной энергии в тепловую энергию воды. Если учесть, что на каждый квадратный метр поверхности приходится около 300 Вт (летом значительно больше), то легко оценить практическую ценность солнечной котельной.
Потенциальный уровень потока энергии Солнца на всей территории Казахстана составляет 1 млн. млрд. кВт. ч. Уровень возможного использования потока энергии по условиям экологии составляет 1 тыс. млрд. кВт. ч (при КПД преобразования 100 %).
Солнечная энергия может быть использована на нужды человека с помощью различных преобразователей энергии.
Потенциально возможная выработка на базе фотопреобразователей при возможной суммарной мощности гелиоэлектростанций 2500 МВт составляет 2,5 млрд. кВт. ч/год.
Наиболее предпочтительные районы размещения гелиоэлектростанций в Казахстане — Приаралье, Кзылординская и Шымкентская области.
Гелиоустановки для отопления и горячего водоснабжения наиболее эффективны для децентрализованного использования в сельской местности.
Использование энергии Солнца для этих целей с КПД 50-60 % может достигать следующих размеров:

  1. тепло для отопительных целей — 2,5 млн.Гкал/год;
  2. тепло для горячего водоснабжения — 0,6 млн.Гкал/год;
  3. суммарная экономия топлива — около 700 тыс.т.у.т/год.

Устройства для нагрева воды выпускаются в некоторых зарубежных странах, в том числе в России, возможно их производство и в Казахстане.
Перспективным направлением повышения эффективности использования гидроэнергоресурсов является строительство малых ГЭС на небольших реках Казахстана. Кроме того, можно отвести воду от арыка с помощью трубы или рукава к микро-ГЭС, установленной на 5-6 метров ниже его, и можно выработать электроэнергию, достаточную для жилого дома.
Полный энергетический потенциал малых рек Казахстана оценивается величиной 38,7 млрд.кВт.ч/год, технически возможный к реализации — 16,9 млрд. кВт.ч. Эти гидроресурсы сосредоточены в бассейнах р. Иртыш и оз. Балхаш.
В данное время выявлена экономическая целесообразность строительства 17 малых ГЭС общей установленной мощностью 425,6 тыс. кВт с выработкой электроэнергии 1,94 млрд.кВт.ч /год.
Возможно строительство ГЭС на 25 существующих и проектируемых водохранилищах ирригационного назначения общей мощностью 118 тыс. кВт с суммарной выработкой электроэнергии 450,4 млн. кВт. ч.
Одной из проблем развития малой гидроэнергетики в Казахстане является создание и выпуск надежного основного и вспомогательного оборудования, средств автоматизации.
Целесообразность развития малой гидроэнергетики подтверждается мировым опытом гидростроительства. Широкая программа возведения ГЭС на малых реках, модернизации и восстановления действующих или заброшенных малых ГЭС реализуется в таких промышленно развитых странах, как США, Франция, Германия, Япония, Англия, Швейцария.
Перспективным направлением повышения эффективности использования гидроэнергоресурсов в России так же считается строительство малых ГЭС на небольших реках, технический потенциал которых оценивается в 360 млрд. кВт.ч. Его использование малыми ГЭС, к которым в странах СНГ принято относить установки мощностью от 0,1 до 30 МВт (при диаметре рабочего колеса турбины не более 3 м), в настоящее время находится на уровне менее 1%. Количество действующих в настоящее время в России установок — порядка 300 ГЭС, а их суммарная мощность оценивается в 1300 МВт.
За рубежом малыми ГЭС считаются объекты мощностью менее 5 МВт, хотя в некоторых странах этот показатель иной: в США — до 30 МВт, в Испании — до 10 МВт, в Финляндии — до 2 МВт. Малые ГЭС являются важнейшей частью программы энергетического строительства в развивающихся ЭС более, чем в 40 развивающихся странах. Большое число малых ГЭС строится в Китае, Индии, странах Африки и Латинской Америки; здесь в полной мере используется одно из основных преимуществ таких ГЭС — обеспечение электроэнергией отдаленных труднодоступных районов.
Общая мощность малых ГЭС в мире оценивается в 25 тыс. МВт, строятся ГЭС мощность 0,5 тыс. МВт, планируется построить примерно 5,5 тыс. МВт.
Широко известные преимущества ГЭС по сравнению с другими типами электростанций — постоянное беззатратное возобновление энергоресурсов, высокая маневренность, комплексное использование водных ресурсов, отсутствие загрязняющих атмосферу выбросов и экономия топлива — часто дезавуируются отрицательным воздействием ГЭС на природу и изъятием сельхозугодий при создании больших водохранилищ.
Поэтому основными направлениями охраны окружающей среды при строительстве ГЭС остаются мероприятия, которыми предусматривается: снижение отрицательного воздействия подтопления прилегающих территорий; обеспечение сохранения рыбных запасов: уменьшение размеров затопления земель и переноса населенных пунктов.
Перспективными разработками гидростроительства предусматривается не только уменьшение отрицательного воздействия на природу, но и полная реализация положительных факторов, включая комплексное освоение районов строительства, регулирования стока, создание зон отдыха и т.д.
Для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений может использоваться энергия имеющихся в Казахстане термальных вод. Термальные, слабоминерализованные, воды выявлены в Алматинской, Кзылординской, Павлодарской, Талдыкорганской и Шымкентской областях. Суммарный эффект использования температурных параметров этих вод оценивается в размере 1,8-3,3 млн.т.у.т/год.
К биоэнергетическим ресурсам относится биомасса — это отходы животноводства, сельскохозяйственного производства, твердые бытовые отходы и осадки городских сточных вод.
Биогазовые технологии — это наиболее радикальный, экологически чистый, безотходный способ переработки, утилизации и обезвреживания разнообразных органических отходов растительного и животного происхождения.
Биомасса в качестве источника энергии имеет ряд преимуществ:

  1. возобновляемость;
  2. при ее сжигании выделяется менее 0,1% серы и от 3 до 5% золы;
  3. после дезинтеграции и сепарации биомассы в реакторах биогенные
  4. вещества(азот, фосфор, калий и др.) возвращаются в почву в виде удобрений.

Стабильным источником биомассы для производства энергии в Казахстане
являются отходы продуктов животноводства. За счет их переработки может быть получено около 2 млн.т.у.т/год биогаза.
Тепловые насосы позволяют использовать низкопотенциальное тепло. Использование теплонасосных установок и станций может стать важным направлением энергоснабжения, в том числе и в электроэнергетике.
Тепловые насосы могут найти применение в системах тепло- и хладоснабжения регионов с неблагоприятными экологическими условиями и повышенными требованиями к охране окружающей среды, при избытке электроэнергии, использовании низкопотенциального тепла систем охлаждения и вентиляции, в сельском хозяйстве, при утилизации тепла дымовых газов и систем водоснабжения на ТЭС, в металлургии, химии, лесной промышленности, при реконструкции и техническом перевооружении старых котельных.
Важной задачей развития нетрадиционной энергетики является создание эффективных и экологически приемлемых аккумуляторов тепла и электроэнергии. Работа по аккумулированию пока находится на стадии НИОКР, но активно ведутся в направлении создания тепловых, химических, водородных, гидро- и пневмоаккумуляторов.          
Ряд российских организаций проводят оценку возможности и экономичности использования тепла, выделяющегося в процессе расщепления так называемых высокомодульных силикатов с помощью смеси карбида и нитрида кремния. Получено экспериментальное подтверждение реальности химической реакции перечисленных компонентов с выделением теплоты. Основная цель — создать установку и осуществлять так называемую цепную физико-химическую реакцию.
Расчеты показывают, что 1 кг силиката в процессе реакции выделяет 8,5 млн. ккал тепловой энергии, что равноценно сжиганию 1 тыс. т мазута. Если будет доказана реальность цепной физико-химической реакции, то ее энергия может широко использоваться во всех отраслях народного хозяйства с помощью теплообменного контура обычной конструкции.
В энергетике силикатные энергоагрегаты могут устанавливаться вместо котлов на ТЭС и крупных котельных. Этот новый, экологически чистый вид топлива особенно пригоден для ТЭЦ и котельных, расположенных в районах жилой застройки и пригородных зонах.
Нетрадиционная энергетика, использующая энергию ветра, солнца, малых рек, термальных подземных вод, биомассы и других источников в настоящее время имеет высокие удельные капиталовложения по сравнению с традиционными источниками энергии. Однако с ростом цен на органическое топливо и ограничениями общества, направленном На охрану окружающей среды, эффективность нетрадиционных источников энергии будет, несомненно, возрастать, а создание их является важнейшим направлением энергосбережения.
Хозяйственный механизм использования нетрадиционных источников энергии необходимо строить на комплексном подходе, включающем разнообразные способы стимулирования: экономические, правовые, административные, пропагандистские.
Зарубежная государственная научно-техническая политика в области развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии развитых капиталистических стран формировалась на основе выбора и принятия решений в двух основных направлениях: прямое экономическое воздействие и косвенное экономическое регулирование.
В связи с крупномасштабностью и долговременностью НИОКР, фундаментальных исследований и разработок значительную долю финансирования (около 50%) на национальном уровне и на уровне международного сотрудничества взяло на себя государство.
Наряду с реализацией национальных программ большинство развитых капстран активно участвует в осуществлении программ, разработанных различными международными организациями (Международное энергетическое агентство, Общий рынок, Объединение Северных стран). На основе разных форм государственного стимулирования ряд стран — членов ЕЭС, США и Япония выполнили различные программы в области нетрадиционной энергетики, доведя многие технологии до стадии коммерческого и промышленного освоения.
В настоящее время в государственной политике стимулирования развития нетрадиционной энергетики произошли существенные изменения. В формах и методах государственного финансового стимулирования появились новые тенденции: повышение косвенных методов стимулирования; селективный целевой характер помощи; рост ассигнаций на прикладные исследования и нововведения; возрастание роли кредита, использование договорных кредитов банков на льготных условиях; введение налоговых и прочих льгот в разработке экологически чистых технологий и энергосберегающего оборудования, а также налоговых льгот потребителям, использующих нетрадиционные виды энергии; помощь средним и мелким фирмам; кооперирование государства с частным бизнесом, включая контрактные отношения, а также совместные исследования.
В группе нетрадиционных источников выделились в приоритетные направления технологии использования солнечной, ветровой и геотермальной энергии, в некоторых странах — энергии биомассы. В США, например, Минэнерго страны на развитие НВИЭ и повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в 1990 году затратило 34,9 млн. долларов. Федеральное министерство исследований и технологии ФРГ ассигновало в 1991 г. на работы по использованию НВИЭ и энергосбережению 318, а в 1992 году — 279 млн. марок. Увеличивается финансирование на нетрадиционную энергетику в Испании, Италии, Австрии и т.д.
Во всех странах с развитой рыночной экономикой идет поиск новой государственной политики, ориентированной на создание постоянного стимула к новаторству и предпринимательству. Государственные субсидии и льготные займы предоставляются для строительства энергоустановок и внедрения новой технологии. Налоговые льготы используются в целях коммерческого освоения технологий производства возобновляемой энергии.
Так, Конгресс США утвердил следующие налоговые льготы (% от общей стоимости):
установки в жилых домах:
солнечные и геотермальные                         — 20
ветровые                                                             — 5

установки в промышленности и торговле:
солнечные и геотермальные                          — 10
ветровые, биоэнергетические                        — 10
В ряде стран существуют программы финансового стимулирования. Так, в ФРГ в соответствии с федеральной программой строительства энергоэкономичных зданий на территории земли Шлезвиг-Гольштейн рекуперация теплоэнергии поощряется снижением налогов в течение 10 лет. В Берлине за использование НВИЭ погашается до 60%, а на территории земли Сев. Рейн-Весфалия — до 25% стоимости установок с НВИЭ. Налоговая политика совершенствуется путем предоставления скидок на разведку, разработку и освоение НВИЭ. В ряде стран (США, Италия) развитие научных исследований и разработок в области нетрадиционной энергетики стимулируется законодательными и правовыми актами.
В таблице 2.5.2. приведены данные об использовании НВИЭ в различных странах
мира.
Ниже приводятся некоторые интересные проекты и мероприятия в области освоения НВИЭ в различных зарубежных странах.
Министерство энергетики США изучает возможности превращения испытательного ядерного полигона в штате Невада* в центр по использованию солнечной энергии. Территория полигона площадью 1350 кв. миль может служить для размещения нескольких СЭС, принадлежащих частным компаниям.
Самая крупная в Европе электростанция, использующая солнечную энергию, пущена в Швейцарии. На склонах горы Мон Солей (Солнечная) установлены солнечные батареи общей площадью 4500 кв.м. При установленной мощности 500 кВт СЭС, как считают специалисты, будет давать в год 750 тыс. кВт. ч электроэнергии, что полностью обеспечит потребности 200-квартирного жилого дома.
Большое внимание использованию подземной тепловой энергии для отопления зданий, получения горячей воды, а также в лечебных целях уделяется энергетиками ФРГ. В Нойбранденбурге и Варене уже действуют геотермальные станции. Использование геотепла, по прогнозам, позволило бы успешно выполнить решение бундестага снизить к 2005 году выбросы в атмосферу двуокиси углерода по сравнению с теперешним уровнем па 25-30%. Геотермальная станция в Нойбранденбурге добилась в 1992 г. оборота в 3,2 млн. марок. Ее специалисты работают над 10 новыми проектами, в которых участвуют представители Франции, Нидерландов и Испании.
Зарубежные страны, имеющие выход к морю работают над созданием приливных электростанций. Так, испанский инженер Антонио де Альба предложил интересный проект ПЭС, которая располагается на морском дне и имеет мощность 1000 МВт.
Огромное распространение ветроэнергетики в мире обусловлено рядом преимуществ производства электроэнергии этим видом. Ветроэнергетика не вызывает загрязнения воздуха при производстве (в отличии от угля и газа) и не создает радиоактивных отходов (в отличие от ядерной энергии). Себестоимость электроэнергии, выработанной на ветроэлектростанциях, составляет 4-7 центов экю за кВт. ч, в зависимости от местных условий, особенно от скорости ветра. Для сравнения, новые электростанции на угле производят электроэнергию себестоимостью 4,5-6 центов экю, новые АЭС — 4-7, станции на газе — 3-5 центов экю за кВт. ч. И это без учета внешних и социальных затрат и ущерба от глобального потепления, который оценивается от 1 до 2,5 центов экю за кВт. ч.
Ветроэнергетика производит электричество гораздо ближе к потребителю, что снижает ее потери и стоимость строительства линий электропередач. Технология производства ветротурбин экономически эффективна, срок окупаемости затрат в среднем меньше шести месяцев.
На конец 1995 г. в США и в Европе (таблица 2.5.3. ) было установлено примерно по 1700 МВт энергомощностей. В Европе на первое место вышла Германия (632 МВт), оттеснив на второе Данию (539 МВт). На третьем оказалась Великобритания (170,5 МВт), на четвертом — Нидерланды (162 МВт).
Таблица 2.5.2
Использование НВИЭ в различных странах мира

Мир, регионы и крупнейшие страны

Установленная мощность тыс. кВт

Производство электроэнергии млн. кВт. ч

Мир,

9967

42098

в том числе:

 

 

Азия, всего

1295

7817

из них:

 

 

Индия

30

32

Индонезия

30

210

Япония

282

1805

Филиппины

888

5700

Турция

15

70

Вьетнам

50

Европа, всего

2246

5892

ж них:

 

 

Бельгия

4

8

Дания

458

902

Франция

240

Германия

39

Греция

9

6

Исландия

45

230

Ирландия

6

5

Италия

471

3460

Нидерланды

147

147

Португалия

4

9

Россия

1 1

29

Испания

780

Швеция

21

31

Великобритания

50

1026

Америка, всего

6090

25777

ж них:

 

 

Канада

20

33

Сальвадор

395

Мексика

720

5200

Никарагуа

468

США

5175

19685

Африка, всего

75

340

ж них:

 

 

Кения

272

Эфиопия

66

Океания, всего

261

2272

ж них:

 

 

Новая Зеландия

261

2272

 

Таблица 2.5.3
Прогноз развития мировой ветроэнергетики

Страна, регион

Установленная мощность на 1995 год МВт

Прогноз

США

1717

 

Канада, Центральная и Южная Америка

9

 

Бельгия

7

 

Дания

539

1500 МВт к 2005 году

Чехия

3,6

 

Финляндия

4

100 МВт к 2005 году

Франция

4

 

Германия

632,2

1300 МВт к 2000 году

Греция

35,8

250 МВт к 2000 году

Италия

22

600 МВт к 2000 году

Ирландия

8

 

Нидерланды

162

1000 МВт к 2000 году

Норвегия

4

 

Португалия

8,5

 

Испания

72,6

1000 МВт к 2000 году

Швеция

40

 

Великобритания

170,6

800 МВт к 2000 году

Остальная Европа

9

 

Всего по Европе

1724,7

 

Ближний Восток и Африка

 

 

Китай

29,4

1000 МВт к 2000 году

Индия

201

500 МВт к 1998 году

Остальная Азия, Австралия и др.

13,2

2000 МВт к 2000 году

ВСЕГО в мире

3731,8

 

Ветроэнергетикой на государственном уровне занимаются и «богатые» и «бедные» страны. К 2000 г. многие из них ставят задачу резко увеличить ввод мощностей ветротурбин.
Индия стремится занять второе место в мире после США по использованию энергии ветра. По программе, разработанной Министерством Индии, созданы и действуют 120 станций, использующих силу ветра, через два года страна будет иметь на ЮС мощность более 600 МВт.
В Финляндии создан проект ВЭС нового типа, обеспечивающий более высокий КПД при более низких затратах. В новой ЮС сила ветра передается при помощи гидравлического насоса и гидромотора на генератор без традиционной механической трансмиссии, применяемой обычно на ЮС. Новая техника дает значительные преимущества. Во-первых, гидротронные ЮС способны вырабатывать электроэнергию при гораздо слабом ветре, чем обычные ЮС. Во-вторых, определенное количество энергии можно накапливать в гидротронном аккумуляторе. КПД ЮС составляет 33-3- 8% по сравнению с 23% для обычных ЮС. Необходимые затраты при этом примерно наполовину меньше прежних, поскольку все основное оборудование устанавливается на земле, а на обычных ЮС генератор и прочее оснащение размещаются на башне. Новая ЮС работает почти бесшумно. Потребителями таких ЮС мощностью 20 кВт могут быть сельские фермы, небольшие поселки, дачные территории и центры зимних видов спорта, стоимость таких ЮС оценивается в 20 тыс. долларов.

Наиболее распространены в настоящее время ветроагрегаты мощностью 100-120кВт в Германии — 200 кВт, диаметр ветроколеса 25 м, высота башни 30 м, стоимость 480 тыс. марок.
Самая же мощная в мире ветроустановка находится в Канаде, диаметр ветроколеса копрой — 64 м, высота башни — 96 м и мощность 4 МВт.
Потенциальные запасы энергии ветра в мире оцениваются величиной 94,1 1018 Дж, которые при реализации в форме вторичной энергии составляют 31,51018 Дж.
Анализ нынешней ситуации на рынке показывает, что ежегодно устанавливаемая мощность ветротурбин в Европе увеличивалась примерно с 200 МВт в 1994 г. до 450 МВт. Наибольшие успехи достигнуты в Северной Европе — Дании, Германии, Великобритании и Нидерландах, но это не означает, что распространение ветроэнергетики ими и ограничивается. Еще в 1991 г. EWEA (Европейская ветроэнергетическая ассоциация) подсчитала, что развитие ветроэнергетики в Европе будет происходить следующим образом: к 2005 г. установленная мощность достигнет 11500 МВт, к 2010 г. — 25000 МВт, а к 2030 г. — 100000 МВт. Эти цифры вполне реальны. EWEA совместно с Европейской Комиссией приступила к подготовке долгосрочной программы производства электроэнергии от ветротурбин в контексте общей энергетической политики.
Что касается вообще нетрадиционной энергетики в мире, то ее доля к 2000 г. в США будет доведена до 5-7 %, в Германии и Дании до 10 %, в Японии и Австралии — до 10-15 % производства всех энергоресурсов.
В настоящее время, например, мощность геотермальных электростанций США превышает 5 млн. кВт, производство фотобатарей достигает почти 20 тыс.-кВт в год.
Некоторые зарубежные данные по удельной стоимости нетрадиционных источников энергии:

 

Стоимость 1 кВт установленной мощности долл. США

Стоимость 1 кВт.ч выработанной электроэнергии долл. США

Малые ГЭС

1200

0.1

ВЭС 100 кВт

1200

0,5-0.6

250 кВт

1800

 

Солнечные батареи

5-10 тыс.

большой разброс

СЭС башенного типа

10-15 тыс.

 

Нетрадиционная энергетика — динамично развивающаяся, хорошо продуманная технология, потенциал которой непрерывно увеличивается — способна сделать заметный вклад в мировой энергетический рынок. Ключ к реализации этого потенциала — интернационализация внешних затрат, то есть учет того фактора, что вредные выбросы электростанций одной страны могут оказать существенное влияние на экологическую обстановку в других странах. Поэтому в развитии экологически чистых технологий производства электроэнергии заинтересованы все. Казахстан может и должен в кратчайший срок стать полноправным участником этого процесса.

Нетрадиционные энергетические ресурсы


Программы исследования нетрадиционного газа Министерства энергетики США на 1976-1995 годы

Начиная примерно с 1976 года, новаторские исследования под руководством Министерства энергетики послужили катализатором для нескольких инновационных отраслевых «первых», которые позже стали коммерческими технологиями, а также привели к сбору, анализу и широкому распространению огромного количества данных по теме, которая в то время вызвали небольшой интерес: нетрадиционные источники природного газа.В то время менее 7 процентов природного газа, добываемого из газовых скважин, поступало из нетрадиционных источников. Сегодня более 40 процентов природного газа, добываемого из газовых скважин в Соединенных Штатах — 7,5 триллиона кубических футов (триллионов кубических футов) в год — поступает из нетрадиционных источников: трещиноватых газовых сланцев, плотных газовых песков и угольных пластов.

Рост добычи нетрадиционного газа за последние тридцать лет был обусловлен несколькими факторами, но быстрый рост новых технологий поиска и добычи нетрадиционного газа сыграл важную роль.Налоговые льготы, начавшиеся в 1980 году, и более высокие цены на природный газ, вызванные быстро растущим спросом, сыграли определенную роль в поддержке экономики, но инструментов для использования этих ресурсов, когда экономика начала обретать смысл, не было бы или не было бы. адаптировались так же быстро, если бы фундамент не был заложен исследованиями, проводимыми в рамках программ Министерства энергетики США по исследованию нетрадиционных газов (UGR).

Например, первое использование азотной пены для эффективного стимулирования добычи газа из сланцевых скважин, открытие того, как природный газ хранится в угольных пластах и ​​трещиноватых сланцах, признание важности взаимосвязанных природных трещин в добыче газа из таких коллекторов, первое использование направленного бурения в сланцевых коллекторах для повышения продуктивности за счет пересечения трещин, создание передовых инструментов и методов для измерения свойств нетрадиционных пород-коллекторов и ранняя разработка методов микросейсмического мониторинга для картирования гидравлически созданных трещин ; это лишь некоторые из достижений, инициированных исследованиями, финансируемыми Министерством энергетики.Окупаемость этих ранних инвестиций отражается в коммерческих технологиях, которые делают возможным текущее расширение добычи нетрадиционного газа.

Сегодня, например, картирование микросейсмических трещин играет ключевую роль в оптимизации способов гидравлического воздействия на газовые скважины на месторождении Barnett Shale Play в Северо-Центральном Техасе. Доказано, что месторождение содержит не менее 2,1 трлн куб. Футов природного газа, и некоторые отраслевые эксперты считают, что это крупнейшее наземное месторождение природного газа в Соединенных Штатах.Но первое систематическое применение микросейсмического картирования трещин было проектом, финансируемым Министерством энергетики США и осуществленным Национальной лабораторией Лос-Аламоса в 1970-х годах. Последующие исследования, проведенные на площадке Multiwell Experiment (MWX) Министерства энергетики США в Колорадо в течение 1980-х годов, помогли усовершенствовать этот процесс. Хотя потребовалось два десятилетия, чтобы сделать эту технологию применимой для нормальной нефтегазовой деятельности, долгосрочная поддержка Министерства энергетики имела решающее значение в разработке коммерческих инструментов для микросейсмического мониторинга процедур гидроразрыва пласта.

Кроме того, многие скважины на участке Барнетт пробурены горизонтально для пересечения трещин и увеличения дебита газа. Совместные усилия Министерства энергетики и промышленности в 1970-х годах привели к появлению первых наклонно-направленных скважин, предназначенных для пересечения трещин в девонских сланцевых пластах Аппалачского бассейна. Эти демонстрации с разделением затрат и извлеченные из них уроки подготовили почву для технологических достижений, ведущих к тому, что сегодня является широко применяемой практикой в ​​трещиноватых сланцевых месторождениях, таких как Барнетт и другие коллекторы.

Наибольшая часть нетрадиционного газа, добываемого сегодня, поступает из пластов песчаника с низкой проницаемостью (плотных) в Скалистых горах. На месторождении Рулисон в южной части бассейна Пайсенс в Колорадо тщательно выбранные места расположения скважин и технически совершенные конструкции заканчивания скважин резко увеличивают объемы газа, которые могут быть извлечены из этих плотных песков. Однако база знаний и фундаментальная наука, лежащие в основе этих передовых методов, уходят корнями в работу, выполненную Министерством энергетики на его площадке MWX на месторождении Рулисон в течение 1980-х годов.Это исследование предоставило ключевые идеи, которые убедили в том, что новые отраслевые технологии могут быть экономичными. Многие из тех же уроков теперь применяются и в плотных песчаных резервуарах Вайоминга.

Оценка выгод от программ исследования нетрадиционных газов Министерства энергетики была подготовлена ​​и отражена в отчете Национального исследовательского совета под названием «Энергетические исследования в Министерстве энергетики: стоит ли оно того? Исследования в области энергоэффективности и ископаемых источников энергии с 1978 по 2000 годы», опубликованном в 2001 году. Совет сообщил о выгодах в виде нескольких миллиардов долларов дополнительных налоговых поступлений на уровне штата и федерального бюджета, триллионов кубических футов дополнительных поставок газа и миллиардов сбережений потребителей из-за снижения цен на природный газ, сопровождавшего увеличение поставок.

Нетрадиционные ресурсы — Энергетическое образование

Нетрадиционные ресурсы — это ресурсы, обычно ресурсы нефти или природного газа, которые не появляются в традиционных формациях и должны использовать специальные методы добычи или добычи для получения топлива из месторождения. Что касается нефти и газа, то обычные месторождения представляют собой пористые и проницаемые породы под землей, которые содержат крошечные связанные поровые пространства, содержащие нефть или природный газ. [1] Как правило, эти ресурсы заблокированы в геологических структурах, добыча которых нецелесообразна экономически или технологически, однако с развитием технологий они могут превратиться в жизнеспособные запасы ископаемого топлива. [2]

Нетрадиционные ресурсы используются все больше и больше, поскольку десятилетия добычи нефти и природного газа привели к широкому использованию традиционных ресурсов. В связи с этим постоянно внедряются новые технологии, позволяющие более экономично добывать нетрадиционные нефть и газ, которые ранее было невозможно получить. Разработка этих нетрадиционных ресурсов имеет значительный экономический потенциал, поскольку, по оценкам, большая часть ресурсов нефти и газа находится в нетрадиционных месторождениях. [1]

Нетрадиционная нефть

Нетрадиционная нефть — это очень специфический тип нефти, получаемый методами, которые отличаются от методов добычи с использованием традиционных скважин. Этот тип масла считается более дорогостоящим и сложным для добычи и переработки, а также более вредным для окружающей среды. [3] В общем, нетрадиционная нефть тяжелее и требует дополнительной обработки и повышения качества. Нетрадиционная нефть включает сланцевую нефть, нефтеносные пески и сверхтяжелую нефть (месторождения природных битумов).В целом, только около 3% добычи нефти в 2009 году было получено из нетрадиционных источников нефти. [4] Хотя добыча нетрадиционной нефти сложнее и дороже, она становится все более распространенной, поскольку спрос на нефть растет, и проводятся дополнительные исследования, чтобы увидеть, как нетрадиционную нефть можно сделать более простой и рентабельной. производить.

  • Нетрадиционные ресурсы нефти
  • Рисунок 1. Песчаник, пропитанный битумом. [5]

Нетрадиционный природный газ

Нетрадиционный природный газ — это просто природный газ, получаемый методами, отличными от традиционной добычи.Нетрадиционный природный газ может относиться к плотному газу — природному газу, заключенному в породах с низкой проницаемостью, сланцевому газу — природному газу, заключенному в сланце, или метану угольных пластов — природному газу, содержащемуся в угле. [1] Добыча природного газа из этих месторождений может быть проблемой, поскольку могут возникнуть аргументы о воздействии гидроразрыва на окружающую среду. Кроме того, использование воды при добыче метана из угольных пластов может быть проблемой для окружающей среды.

Список литературы

  1. 1.0 1,1 1,2 Регулятор энергии Альберты. (3 июня 2015 г.). Что такое нетрадиционные нефть и газ? [Интернет]. Доступно: https://www.aer.ca/about-aer/spotlight-on/unconventional-regulatory-framework/what-is-unconventional-oil-and-gas
  2. ↑ Ричард Вольфсон. (3 июня 2015 г.). Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2012.
  3. ↑ Возможно множество источников, но см., Например: «Возникающие экологические последствия разработки нетрадиционной нефти в формации Баккен в бассейне Уиллистон в западной части Северной Дакоты» Венкатарамана Гадхамшетти, Намиты Шреста, Говинды Чилкур и Джеджала Редди Бати из символики ACS. серия Vol 1216, 15 декабря 2015 года.В сети: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-2015-1216.ch007 (по состоянию на 18 августа 2017 г.).
  4. ↑ Дж. Бойл, Б. Эверетт, С. Пик, Дж. Рэмидж. (3 июня 2015 г.). Энергетические системы и устойчивость: сила для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2012 г.
  5. ↑ Wikimedia Commons. (3 июня 2015 г.). Гудрон Песчаник [Онлайн]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Tar_Sandstone_California.jpg
  6. ↑ Wikimedia Commons.(3 июня 2015 г.). Горючий сланец [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Messel_oil_shale_sideritic_laminae.jpg#/media/File:Messel_oil_shale_sideritic_laminae.jpg

традиционных и нетрадиционных источников энергии | Малый бизнес

В частности, малый бизнес может пострадать от повышения цен на энергию. Увеличение этих затрат может стимулировать рост цен на транспортировку продуктов и повлиять на другие расходы, связанные с управлением компанией.Американские предприятия обычно полагаются на традиционные источники энергии, такие как нефть, уголь и природный газ. Движение происходит на фронтах альтернативной энергии в таких областях, как солнечная, ветровая, водная и геотермальная энергия. На горизонте также ряд экспериментальных и нетрадиционных источников энергии, в том числе разработка биотоплива и электротоплива.

Ископаемое топливо

Традиционные источники энергии в основном поступают из ископаемого топлива. Это органические соединения, созданные останками растений и животных, чья органическая «биомасса» со временем создает вещества, известные нам как уголь, природный газ и нефть.Управление энергетической информации США указывает, что по состоянию на 2012 год на ископаемое топливо приходилось 84 процента потребления энергии в США. Эти виды топлива используются в производстве и на транспорте, а также поддерживают электрические и энергетические системы домов и предприятий.

Нефть, пожалуй, один из наиболее распространенных и традиционных источников получения энергии из ископаемого топлива. Он поддерживает работу транспортных систем страны за счет производства бензина, дизельного и авиационного топлива, а рентабельность этих видов топлива является критически важным элементом операций малого бизнеса.Уголь — это биотопливо, которое служит эффективным источником тепловой энергии и используется в производстве электроэнергии и в качестве топлива для электростанций. Популярность природного газа как традиционного источника энергии растет из-за огромных подземных запасов в США

Возобновляемая энергия

Солнце, ветер и вода считаются полутрадиционными, возобновляемыми, экологически чистыми источниками энергии, поскольку они постоянно пополняются. Хотя концепция использования возобновляемых источников энергии стала общепринятой, ее полная реализация все еще происходит, в первую очередь из-за соображений стоимости.Хотя возобновляемая энергия поступает из «бесплатных» источников, для превращения этих ресурсов в энергию по-прежнему требуется много рабочей силы и оборудования. Гидроэнергетика вырабатывает электричество с помощью воды, наиболее распространенного возобновляемого источника энергии в США.

Солнечная энергия использует энергию солнца для производства электроэнергии и отопления. Энергия ветра производится с помощью высокотехнологичных турбин, а энергия распределяется по электрической сети. Многие малые предприятия находят ценность в создании собственных источников энергии за счет использования солнечных панелей и ветряных турбин на своей собственности.Эти методы снижают затраты на электроэнергию, и предприятия могут также получать прибыль, продавая неиспользованную энергию энергетическим компаниям своего региона.

Биомасса

Биомасса — еще один полутрадиционный источник энергии, потому что он находится в процессе становления основным направлением. Энергия биомассы поступает из растительного сырья. Биомасса также служит системой управления отходами. Многие малые сельскохозяйственные предприятия и предприятия сельского хозяйства могут сэкономить на энергозатратах за счет преобразования побочных продуктов своей деятельности в биотопливо.Энергия биомассы может использоваться для отопления и производства электроэнергии, и она становится все более доступной в виде жидкого биотоплива для двигателей. Биомасса имеет дополнительное преимущество в снижении некоторых форм загрязнения.

Электротопливо и инженерные виды топлива

Электротопливо — это инновационные нетрадиционные возобновляемые жидкости, в которых используются микроорганизмы для создания химической или электрической энергии, необходимой для преобразования диоксида углерода в жидкое топливо. С 2012 года ученые Колумбийского университета ищут естественные способы создания топлива, похожего на бензин.Исследователи из Объединенного института биоэнергетики при Управлении науки также разрабатывают возобновляемую альтернативу дизельному топливу, используя процесс метаболической инженерии. В отличие от биодизеля, получаемого из растительного масла, топливо, полученное путем метаболической инженерии, производится из химического соединения бисаболана. Исследователи JBEI используют вечнозеленое дерево, дрожжи, микробы и бактерии кишечной палочки для производства этого соединения. Эта технология имеет потенциал для трудоустройства новых биотехнологических компаний и мелких предпринимателей.

Ссылки

Биография писателя

Лиза МакКуэрри занимается бизнес-писательством с 1987 года. В 1994 году она открыла фирму по маркетингу и коммуникациям с полным спектром услуг. Работа МакКуэрри отмечена наградами Управления малого бизнеса США, Международной ассоциации деловых коммуникаторов и Associated Press. Она также является автором нескольких научно-технических публикаций, а в 2012 году издательство Glass Page Books опубликовало свой первый роман для взрослых.

Информационный бюллетень по нетрадиционным ископаемым видам топлива | Центр устойчивых систем

Образцы использования

В глобальном масштабе ископаемое топливо обеспечивает 81% первичной энергии. 1 В 2020 году 78% потребления первичной энергии в США приходилось на ископаемое топливо. 2 Обычные и нетрадиционные ископаемые виды топлива различаются по своему геологическому положению и доступности; обычные виды топлива часто находятся в дискретных, легко доступных резервуарах, в то время как нетрадиционные виды топлива находятся в поровых пространствах обширной геологической формации, что требует передовых методов добычи. 3 Если учесть нетрадиционные ресурсы нефти (горючие сланцы, нефтеносные пески, сверхтяжелую нефть и природный битум), то мировые запасы нефти в четыре раза увеличивают текущие традиционные запасы. 4 Цена на сырую нефть достигла пика в 2008 году и составила 145,31 доллара за баррель, что сделало нетрадиционные ископаемые виды топлива более конкурентоспособными с точки зрения затрат. 5 Однако в 2020 году цена на сырую нефть временно упала ниже нуля. 5 Частично из-за стабильно низких цен на нефть с 2015 года более 250 производителей нефти и газа объявили о банкротстве. 6 Закон об энергетической политике 2005 г. включает положения, способствующие развитию нефтеносных песков, сланца и нетрадиционного природного газа в США. 7

Прогнозируемое мировое производство жидкого топлива
8

Основные нетрадиционные источники

Нетрадиционный природный газ

  • Нетрадиционный природный газ (УГ) поступает в основном из трех источников: сланцевый газ, обнаруженный в сланцевых пластах с низкой проницаемостью; плотный газ, обнаруженный в пластах из песчаника и карбоната с низкой проницаемостью; и метан угольных пластов (МУП), обнаруженный в угольных пластах. 9
  • Хотя несколько стран начали производство УГ, многие мировые ресурсы еще предстоит оценить. Согласно текущим оценкам, Китай обладает крупнейшими технически извлекаемыми ресурсами сланцевого газа (1115 триллионов кубических футов), за ним следуют Аргентина (802 триллиона кубических футов) и Алжир (707 триллионов кубических футов). 10 Мировые ресурсы плотного газа оцениваются в 2 684 триллиона кубических футов, крупнейшие из которых находятся в Азиатско-Тихоокеанском регионе и Латинской Америке. 9 Ресурсы МУП оцениваются в 1 660 трлн фут3, из которых более 75% приходится на Восточную Европу / Евразию и Азиатско-Тихоокеанский регион. 9
  • Извлекаемые ресурсы США оцениваются в 1646 триллионов кубических футов сланцевого и плотного газа и 78 триллионов кубических футов в угольных пластах. 11
  • УГ, особенно сланцевый и плотный газ, чаще всего добывается посредством гидроразрыва пласта или «гидроразрыва пласта». Смесь жидкости (обычно воды) и песка закачивается под землю под экстремальным давлением, чтобы создать трещины в геологической формации, позволяя газу вытекать. Когда давление сбрасывается, часть жидкости возвращается в виде «обратного потока», а песок остается в качестве «проппанта», сохраняя трещины открытыми. 9
  • На долю ПГ приходилось 89% от общей добычи природного газа в США в 2020 году, и ожидается, что на его долю будет приходиться 93% добычи к 2050 году. 12
ГРП горизонтальной скважины
9

Масло плотное

  • Плотная нефть или сланцевая нефть содержится в непроницаемых породах, таких как сланец или известняк, и добывается путем гидроразрыва пласта и часто добывается одновременно с природным газом. 13
  • За последнее десятилетие добыча плотной нефти значительно выросла.В 2020 году 65% (7,3 миллиона баррелей в день) добычи сырой нефти в США приходилось на плотную нефть. 14 В 2020 году крупнейшими нефтедобывающими штатами были Техас, Северная Дакота, Нью-Мексико, Оклахома и Колорадо. 15
  • По оценкам, в США имеется 174 миллиарда баррелей технически извлекаемой плотной нефти. 11
  • Обнаружено отрицательное воздействие на здоровье новорожденных в результате воздействия in utero на участки гидроразрыва. 18
Годовой U.S. Добыча сырой нефти 16,17
(млн баррелей в сутки)

Нефтяные пески

  • Нефтяные пески, то есть «битуминозные пески» или «природный битум», представляют собой комбинацию песка (83%), битума (10%), воды (4%) и глины (3%). Битум представляет собой полутвердую смолистую смесь углеводородов. 19
  • Известные месторождения нефтеносных песков существуют в 23 странах мира. На долю Канады приходится 73% мировых запасов нефтеносных песков, примерно 2,4 триллиона баррелей (баррелей) нефти. 20 США обладают 1,6% мировых ресурсов нефтеносных песков; однако в 2020 году 61% импорта сырой нефти США приходилось на Канаду, а 63% добычи в Канаде приходилось на нефтеносные пески. 20,21,22
  • Месторождения на глубине менее 250 футов разрабатываются и обрабатываются для отделения битума. 23 Более глубокие месторождения используют методы in situ (подземные), включая закачку пара или растворителя для разжижения битума, чтобы его можно было извлечь из земли.Битум должен быть улучшен до синтетической сырой нефти (SCO) перед переработкой в ​​нефтепродукты. 19
  • Две тонны нефтеносных песков производят один баррель ШОС. 19
Ресурсы нефтеносных песков, 3 ведущие страны
20

НЕФТЬ Сланец

  • Горючий сланец — это осадочная порода с отложениями органических соединений, называемых керогеном, которые не претерпели достаточного геологического давления, тепла и времени, чтобы превратиться в обычную нефть.Горючие сланцы можно нагревать для получения жидкостей, подобных нефти. 24
  • Месторождения горючего сланца существуют в 33 странах мира. 4 США обладают крупнейшими запасами горючего сланца в мире, около 6 триллионов баррелей нефти, однако сланец далек от коммерческой разработки. 4,25

Воздействие жизненного цикла

Парниковые газы

  • На сжигание ископаемого топлива пришлось 74% выбросов парниковых газов (ПГ) в США в 2019 году. 26
  • Эквивалентные количества парниковых газов выбрасываются при использовании традиционных и нетрадиционных видов топлива. Выбросы в течение жизненного цикла нетрадиционной нефти в среднем выше, чем у обычной нефти, хотя некоторые исследования показывают, что они схожи. 27 Исследования показали, что выбросы в течение жизненного цикла нефтеносных песков на 17% выше, чем у средней очищенной нефти в США, а выбросы горючего сланца на 21% — 47% выше, чем у обычной нефти. 28,29 Исследования выбросов в течение жизненного цикла для ПГ дали оценки от 6% ниже до 43% по сравнению с обычными источниками природного газа. 30,31
  • В целом, природный газ производит меньше выбросов парниковых газов при сжигании, чем другие ископаемые виды топлива. 32 Природный газ — это в первую очередь метан (CH 4 ) и утечка CH 4 , что может значительно снизить любые преимущества выбросов природного газа по сравнению с другими ископаемыми видами топлива. 30 CH 4 утечка из цепочки поставок нефти и природного газа в США оценивается в 13 миллионов метрических тонн (MMT) в год, что эквивалентно 2,3% годовой валовой добычи природного газа в США и почти 42% U.S. антропогенные выбросы CH 4 . При потенциале глобального потепления 28 эта утечка эквивалентна 364 млн т CO 2 , или 5,6% от общих выбросов парниковых газов в США в 2019 году. 26,33,34

Вода

  • Для производства одного барреля нефти из горючего сланца используется от 1 до 12 баррелей воды для добычи на месте и от 2 до 4 баррелей воды для добычи полезных ископаемых; на один баррель нефти из нефтеносных песков требуется от 0,4 до 3,1 баррелей воды. 35,36 Для добычи одного барреля нефти в Саудовской Аравии требуется 1 баррель нефти.4 бочки воды. 37
  • Для бурения и гидроразрыва горизонтальной газовой скважины может потребоваться от 2 до 4 миллионов галлонов воды. 38 Одно исследование показало, что при добыче сланцевого газа требуется в четыре раза больше воды, чем при производстве обычного природного газа. 32
  • Производство угольного метана требует добычи подземных вод; Бассейны МУП США забирают от 32 до 15 миллиардов галлонов воды из водоносных горизонтов в год. 39
  • Сточные воды, пластовая вода и обратная вода при добыче нефти и газа могут содержать избыточные соли, высокие уровни микроэлементов и встречающиеся в природе радиоактивные материалы. 40 Подземные воды могут быть загрязнены в результате наземных и подземных работ, включая строительство, бурение, разливы химикатов, утечки и сброс сточных вод. 41

Воздействие на землю и отходы

  • Более 75% горючего сланца в США находится на федеральных землях, из которых 678 700 акров предназначены для разработки. 42,43 Для предприятия по добыче нефтеносных песков мощностью 20 000 баррелей в день требуется 2 950 акров земли, при этом образуется 52 000 тонн песчаных отходов в день; для завода по производству горючего сланца производительностью 25 000–30 000 баррелей в день требуется 300–1200 акров, при этом образуется от 17 до 23 миллионов тонн отходов в год.Сланцевый завод часто остается активным в течение нескольких лет. 44
  • На одну газовую скважину помимо дорожных сетей требуется от одного до двух гектаров земли. 45 Буровой раствор или «раствор» используется для охлаждения бурового долота, регулирования давления и удаления фрагментов породы. Одна скважина может потребовать сотни тонн бурового раствора и произвести от 110 до 550 тонн выбуренной породы. 9
  • Сейсмическая активность от небольшой до умеренной ( 46 Фрекинг был связан с микроземлетрясениями ( 47
  • Влияние токсичности для человека (HTI) электроэнергии, произведенной из сланцевого газа, оценивается на 1-2 порядка меньше, чем из угля. Твердые частицы являются доминирующим фактором для обеих систем. 48
Диапазоны производственных затрат, традиционные и нетрадиционные ископаемые виды топлива
19

Решения и устойчивые альтернативы

  • Химические вещества, используемые в жидкости для гидроразрыва пласта, часто считаются собственностью. 45 Требование к компаниям раскрыть эти химические вещества приведет к лучшему пониманию риска для здоровья населения от их использования. 38 Двадцать восемь штатов США требовали раскрытия информации по состоянию на 2016 год. 49
  • Тщательное размещение и мониторинг нагнетательных скважин могут снизить вероятность сейсмических событий. 9
  • Потребление воды при добыче нефти и газа можно значительно снизить за счет повышения эффективности и повторного использования сточных вод.
  • Поддерживать политику, повышающую энергоэффективность и использование возобновляемых источников энергии. Хотя природный газ считается более предпочтительным по сравнению с другими ископаемыми видами топлива, поскольку он дешевле и горит более чисто, в конечном итоге он остается невозобновляемым топливом и источником выбросов парниковых газов.

От фекалий до медуз: 10 нетрадиционных «чистых» источников энергии

Сейчас мы переживаем «десятилетие изменения климата». На данный момент у нас меньше 10 лет, чтобы переключить наши источники энергии, чтобы ограничить глобальное потепление и потепление. его много, много последствий.

Мы уже наблюдаем эти эффекты в виде экстремальных погодных условий. В прошлом месяце июля было третьим по величине июлем в мире за всю историю наблюдений. Сильное наводнение № недавно обрушилось на Германию № , что привело к гибели людей и утрате средств к существованию. В Турции бушуют лесных пожаров, , пока мы говорим, и мы теряем видов растений и животных.

Многие эксперты сходятся во мнении, что , инновации, и нестандартное мышление будут ключевыми элементами в решении климатического кризиса, который часто называют «злой проблемой» .К счастью, ученые всего мира исследуют нетрадиционные, удивительные и, в некоторых случаях, сомнительные источники энергии. Все они стремятся обеспечить дешевую экологически чистую электроэнергию, чтобы конкурировать с нефтью и газом.

«Учитывая, что потребление энергии удвоится к 2050 году , мы решили найти наиболее интересные энергетические испытания и схемы зеленой энергии от лучших ученых мира. Мы были очарованы, узнав, что в недалеком будущем танцы на вашей кухне могут привести в действие ваш чайник, а отходы из вашей ванной могут быть использованы для душа », — говорит эксперт по энергетике Бен Галлицци за денег.co.uk , проводивший исследование.

Итак, какие 10 альтернативных источников возобновляемой энергии, вероятнее всего, будут снабжать наши дома энергией в ближайшем будущем, и где они впервые используются?

10. Poo Power — Великобритания

2 000 новых домов в Кингстон-апон-Темз, Лондон, будут питаться от пу. Эта революционная схема, также известная как энергия биогаза, использует тепло от отходов жизнедеятельности человека для выработки электроэнергии. Его возглавляет водная компания Thames Water.

«Мы не только обеспечиваем жизненно необходимые услуги, чистую и свежую питьевую воду миллионам клиентов каждый день, но и создаем надежную, доступную и устойчивую электроэнергию путем обработки сточных вод. Для нас следующая остановка — чистый ноль », — говорит Сара Бентли, генеральный директор Thames Water.

9. Полы с кинетической энергией — Нидерланды

Полы с кинетической энергией — это, по сути, плитка, которая превращает ваши шаги в электричество. Они могут привести в действие все, от уличного освещения до интерактивной рекламы.

В лондонском метро уже есть эти умные плитки для выработки энергии, так что скоро мы увидим и перейдем к большему количеству таких плиток в повседневной жизни.

И тусовщиков танцуют на них в ночных клубах Роттердама.

8. Pee power — UK

Если числа двое могут питать наши дома, то почему не число единиц?

Pee power , известная учеными как энергетическая система микробных топливных элементов, была разработана Бристольским университетом и в этом году будет впервые опробована в домашних условиях.

7. Какао — Кот-д’Ивуар

После успешных пилотных проектов, Кот-д’Ивуар начал работу над заводом по производству биомассы , который будет работать на отходах какао . Завод будет базироваться в Диво, городе, который производит много какао в стране.

Части завода, оставшиеся после производства какао, будут сжигаться на заводе по производству биомассы, помогая вращать турбину и вырабатывать электроэнергию, как на традиционной электростанции, работающей на ископаемом топливе.

6. Солнечные дороги — Германия

Первые солнечные дороги, опробованные в Нормандии, Франция, , оказались провалом , поскольку они буквально рухнули, но ученые из Германии и Австрии думают, что у них есть лучшее решение.

Солнечная магистраль оснащена солнечными панелями на навесе, установленными над существующими магистралями, которые могут обеспечивать электроэнергией дома и предприятия в этом районе.

Существует трехлетний план изучения того, как они могут покрыть 13 000-километровую сеть автомагистралей, но, исходя из энергопотребления Германии в 2019 году, солнечная магистраль покроет 9 процентов от общего энергопотребления. Это эквивалентно 1/3 энергии, необходимой для питания каждого дома в стране.

5. Крематории — Великобритания

Некоторые назвали бы это мертвой жарой.В Великобритании 79 процентов людей кремируются в настоящее время , что составляет около 470 000 человек ежегодно в 300 крематориях Великобритании.

Одна кремация могла привести в действие 1500 телевизоров. Крематорий в Дареме был первым крематорием еще в 2011 году, и с тех пор мы видели, как крематорий Ольборга в Дании зарабатывал деньги, продавая тепло близлежащим деревням. Похожий проект в Реддиче, Великобритания, нагревает воду в соседнем бассейне с помощью тепла, которое он производит.

4. Медуза — Швеция

Ключ к этому типу силы лежит в зеленом флуоресцентном белке (GFP) медузы, который придает им жуткое сияние.Это вещество реагирует на ультрафиолетовый свет и возбуждает электроны.

В то время как первые открытия были сделаны из смеси медуз , теперь ученые могут выделить белок и синтезировать его в лаборатории, что делает его более подходящим для веганов.

Затем белок можно производить в солнечных батареях.

В настоящее время этот производственный процесс очень энергоемкий, поэтому, если бы этот силикон можно было заменить медузой GFP, воздействие на окружающую среду при производстве солнечных панелей было бы уменьшено.

3. Морские водоросли — Шотландия

Морские водоросли имеют множество удивительных применений , и теперь автомобиль, работающий на шотландских водорослях, успешно преодолел 50-мильное путешествие.

Автомобиль отправился из Датского технологического института в городе Орхус и прошел тест-драйв по типичным городским дорогам и автомагистралям, чтобы позволить ученым увидеть, как он работает.

Это было частью финансируемого ЕС проекта под названием MacroFuels, в рамках которого разрабатывались более чистые альтернативы стандартному бензину и дизельному топливу путем производства биотоплива, полученного из морских водорослей и водорослей.

2. Тепло тела — US

Один из крупнейших торговых центров в Америке (у него даже есть свой почтовый индекс), the Mall of America в Миннеаполисе, частично нагревается за счет вторичного тепла от покупателей.

Единственными отапливаемыми областями являются входы, поэтому в остальной части торгового центра разумно используются осветительные приборы, световые люки и тепло тела от более чем 109 000 посетителей и сотрудников в день.

Эта система настолько хорошо справляется со своей задачей, что даже зимой, когда температура может опускаться ниже нуля, в торговом центре используется система кондиционирования воздуха, чтобы поддерживать температуру в 21 ° C, комфортную для покупателей.

1. Коровы в рюкзаках — Аргентина

Самым нетрадиционным источником энергии должны быть коровы в рюкзаках.

Аргентина с более чем 55 миллионами коров является одним из ведущих производителей говядины. Метан от коров в 23 раза эффективнее углекислого газа задерживает тепло в атмосфере.

И поэтому исследователи прикрепили пластиковых пакетов в виде воздушных шаров к спинам десяти коров. В каждой упаковке есть трубка из желудка животного, по которой собирается газ.

Несмотря на то, что рюкзаки являются новинкой, существует реальная возможность вырабатывать электроэнергию из метановых варочных котлов на молочных фермах, которые можно использовать на месте. Они улавливают метан из навоза и при этом сокращают затраты фермера на электроэнергию.

Излишки могут быть проданы государственной или частной компании, заменив потребность в электроэнергии от электростанций, работающих на ископаемом топливе.

Вызовы и возможности технологии нетрадиционных ресурсов

Заявление г-наЧарльз МакКоннелл, помощник секретаря по ископаемым источникам энергии Министерства энергетики США, перед Подкомитетом по энергетике и окружающей среде Комитета по науке, космосу и технологиям Палаты представителей США.

Председатель Харрис, член рейтинга Миллер и члены подкомитета, я ценю возможность обсудить роль, которую Управление ископаемых источников энергии Министерства энергетики продолжает играть в безопасном и ответственном освоении нетрадиционных ископаемых ресурсов страны.

Как вы знаете, в марте 2011 года Президент поставил перед нашим народом конкретную цель: сократить импорт нефти на треть в течение следующих 10 лет. Это цель, которую мы можем и должны достичь. Сокращение нашего импорта снизит нашу уязвимость перед мировыми ценами на нефть и создаст новые рабочие места. И развитие всех источников энергии в Америке, включая нетрадиционные нефть и газ, будет способствовать достижению этой цели.

Фактически, мы уже добиваемся прогресса. С 2008 года добыча нефти и природного газа в США ежегодно увеличивается.В 2011 году добыча сырой нефти в США достигла самого высокого уровня за 8 лет. Добыча природного газа также выросла в 2011 году — это крупнейший в истории рост объемов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. В целом импорт нефти снижается с 2005 года, и наша зависимость от импортируемой нефти снизилась с 57 процентов в 2008 году до 45 процентов в 2011 году — самый низкий уровень с 1995 года.

Проблемы и возможности

Безопасная и ответственная разработка нетрадиционных внутренняя добыча природного газа создает рабочие места и обеспечивает экономические выгоды для всей цепочки поставок отечественного производства, а также для химических и других производителей, которые получают выгоду от более низких затрат на сырье и энергию.Увеличивая использование природного газа, помогая обеспечить энергией нашу транспортную систему, мы также можем снизить нашу зависимость от нефти. А при соответствующих гарантиях природный газ может стать более чистым источником энергии, чем другие ископаемые виды топлива. По этим причинам жизненно важно, чтобы мы использовали наши нетрадиционные ресурсы природного газа, давая при этом американским семьям и общинам уверенность в том, что природные и культурные ресурсы, качество воздуха и воды, а также здоровье и безопасность населения не будут поставлены под угрозу.

Действительно, это период прекрасных возможностей для разумного освоения нефтегазовых ресурсов нашей страны.Расширение производства американских энергоресурсов является ключевой частью всеобъемлющей энергетической стратегии президента Обамы, которая включает возобновляемые источники энергии, ядерные и ископаемые ресурсы. Но чтобы получить эти преимущества, нам нужно сделать это правильно.

Предлагаемое исследование

Поскольку Соединенные Штаты продолжают расширять внутреннюю добычу природного газа и нефти, очень важно, чтобы общественность была полностью уверена в правильности мер безопасности и защиты окружающей среды, руководствуясь наилучшими имеющимися научными данными.

Исторически Министерство энергетики играло решающую роль в разработке технологий, которые позволили стране расширить разработку наших энергетических ресурсов. гидроразрыв пласта и расширенные горизонтальные стволы, которые стимулировали инвестиции частного сектора и отраслевые инновации, высвободив миллиарды долларов в экономической деятельности, связанной со сланцевым газом. Как отметил президент в своем послании о положении в стране и как подтвердили другие представители промышленности и академических кругов, бум добычи сланцевого газа в стране, который мы наблюдаем сегодня, демонстрирует, что государственная поддержка может иметь решающее значение для помощи предприятиям в реализации новых энергетических идей.

Сегодня мы применяем этот урок к другим зарождающимся технологиям, таким как ветер и солнечная энергия, а в моем офисе — к чистому углю и другим источникам чистой бытовой энергии. Например, для поддержки экономики технологии улавливания и хранения углерода (CCS), которая улавливает CO2 от промышленных предприятий и электростанций; сжимает его до жидкой формы; транспортирует его в подходящее место; а затем закачивает его в подходящие геологические образования для постоянного хранения под землей — мы изучаем способ использовать отходы от проектов CCS, чтобы рассматривать их как актив, а не как отходы.С этой целью Департамент включает повышение нефтеотдачи с использованием двуокиси углерода (CO2-EOR) в свой портфель проектов CCS. Геологически сложные нефтяные резервуары с большими объемами остаточной нефти получат наибольшую выгоду от технологий следующего поколения. Роль Министерства энергетики здесь состоит в том, чтобы продвигаться вперед к целям программы улавливания углерода для снижения затрат на улавливание и продолжать разработку технологий и методов для измерения, проследите и убедитесь, что углерод удерживается на месте. Тот факт, что эти проекты могут быть реализованы с меньшими затратами, делает их более привлекательными для программы, и соответствующие работы по солевым водоносным горизонтам будут продолжены.

Конечно, так же, как мы продолжаем поддерживать общественные исследования для изучения новых возможностей, мы должны решать технические проблемы, которые остаются с ресурсами, которые разрабатываются сегодня. Например, озабоченность по поводу того, как безопасно и осмотрительно разрабатывать нетрадиционные ресурсы сланцевого газа и трудноизвлекаемой нефти, привлекла большое внимание, и Департамент в сотрудничестве с другими федеральными агентствами проведет исследования для решения этих проблем и количественно оценит связанные с этим риски. в производстве этих ресурсов.Поступая таким образом, мы можем гарантировать, что последующие нормативные акты на уровне штата и федеральном уровне, а также добровольные действия промышленности будут эффективно снижать риски, количественно оцененные с научной точки зрения.

13 апреля 2012 г. Президент подписал Указ о создании новой Межведомственной рабочей группы по поддержке безопасного и ответственного освоения нетрадиционных внутренних ресурсов природного газа. В тот же день Министерство энергетики, Агентство по охране окружающей среды и Министерство внутренних дел U.S. Geological Survey подписала соответствующий Меморандум о соглашении об инициировании межведомственного сотрудничества по нетрадиционным исследованиям нефти и газа. Программа

ИП «Технологии природного газа» будет переориентирована на выполнение этой инициативы в области НИОКР. Целью этих совместных усилий является лучшее понимание и устранение потенциальных воздействий на окружающую среду, здоровье и безопасность добычи природного газа посредством гидроразрыва пласта. В рамках сотрудничества будет разработан надежный федеральный план НИОКР с учетом рекомендаций Подкомитета по природному газу Консультативного совета по энергетике (SEAB).Роль Министерства энергетики в этой инициативе будет сосредоточена на приоритетах, определенных межведомственным сотрудничеством в плане исследований, который будет сформирован на следующие девять месяцев в рамках его основных исследовательских компетенций, включая целостность ствола скважины, поток и контроль; зеленые технологии; и системная инженерия, визуализация и материалы. Хотя эти НИОКР направлены на решение проблем, связанных со сланцевым газом, многие усилия по смягчению воздействия на окружающую среду, которые мы предпринимаем, также применимы к растущей добыче сланцевой нефти.

Возможности и опыт Министерства энергетики

Практика, применяемая компаниями, занимающимися разведкой и добычей, быстро развивается. Понимание этих технологий и методов имеет решающее значение для того, чтобы федеральное правительство могло точно количественно оценить риски, связанные с этой деятельностью. DOE обладает исследовательским опытом и возможностями в области бурения, добычи и экологически безопасных технологий, а также изображений, материалов, наук о Земле и инженерии.

Возможности DOE включают опыт и знания в области количественной оценки, оценки и смягчения потенциальных рисков, возникающих в результате добычи и разработки ресурсов сланцевого газа, включая многофазный поток в скважинах и коллекторах, управление скважинами, обсадные колонны, цементирование, буровые растворы и оставление работ.Министерство энергетики имеет опыт оценки характеристик целостности уплотнения и целостности ствола скважины в контексте защиты подземных вод.

DOE имеет опыт и знания в разработке широкого спектра новых технологий и процессов, которые снижают воздействие на окружающую среду при разведке и добыче, таких как процессы очистки воды с обратным потоком и технологии фильтрации воды. Данные этих исследований помогают регулирующим органам проводить научно обоснованный анализ затрат и выгод, требующий от производителей внедрения новых технологий для снижения экологических рисков.

DOE специализируется на разработке сложных инженерных систем, высокоскоростных вычислениях и прогнозном моделировании, а также имеет опыт количественной оценки и снижения низкочастотных рисков с высокой степенью воздействия. Это включает в себя оценку человеческого фактора, который потенциально способствует сбоям. Министерство энергетики разработало и оценило новые технологии визуализации для аэромагнитной съемки для обнаружения немаркированных заброшенных скважин, а также для обнаружения и измерения летучих выбросов метана от объектов разведки, добычи и транспортировки.

DOE также имеет опыт понимания фундаментальных взаимодействий, возникающих в процессе бурения, таких как исследование «уравнения состояния», которое исследует взаимосвязь между давлением, температурой и вязкостью многофазных флюидов при высоких температурах и давлениях, связанных с глубокими бурение и гидроразрыв пласта. Опыт DOE в разработке подземных систем локализации для хранения СО2 дает возможности, которые актуальны для задач безопасной добычи сланцевого газа, например, для оценки целостности цементной обсадной колонны в агрессивных средах.

Заключение

Министерство энергетики привержено развитию науки и технологий, которые позволят нации использовать свои богатые ископаемые энергетические ресурсы таким образом, чтобы уравновесить потребности в энергии для поддержания устойчивой экономики с постоянной экологической ответственностью. По мере того, как мы продвигаемся в рамках межведомственной совместной исследовательской программы с DOI и EPA, направленной на понимание и минимизацию нежелательных последствий разработки нетрадиционных ископаемых ресурсов, Управление ископаемой энергии будет выполнять свою миссию с тем же стремлением к совершенству и инновациям.

Г-н Председатель, на этом я завершаю подготовленное заявление. Я буду рад ответить на любые вопросы, которые могут возникнуть у вас или других членов комитета в это время.

Закон о нетрадиционных возобновляемых источниках энергии (Закон 20.257) — Политика

Закон № 20,257, более известный как Закон о нетрадиционных возобновляемых источниках энергии (Закон NCRE), принятый 1 апреля 2008 года, направлен на удовлетворение будущих потребностей в энергии путем разработки нетрадиционных возобновляемых источников энергии, таких как геотермальная, ветровая, солнечная, приливные, биомассовые и малые гидроэлектростанции.

Закон требует, чтобы компании, поставляющие электроэнергию, снимающие электроэнергию для выполнения своих договорных обязательств, продемонстрировали, что определенный процент их общего объема энергии был введен в систему из нетрадиционных источников энергии. Энергия может производиться на собственных заводах или по контракту с третьими сторонами.

Эта квота вступила в силу в начале 2010 года, и до 2014 года потребуется, чтобы 5% электроэнергии поступало из нетрадиционных возобновляемых источников энергии.Начиная с 2015 года, обязательство будет увеличиваться на 0,5% ежегодно, достигнув 10% в 2024 году.

Закон будет применяться ко всем соглашениям, заключенным по состоянию на 31 мая 2007 года (новые соглашения, продление, продление или аналогичные договоренности). Несоблюдение закона приведет к штрафу в размере 0,4 UTM (ежемесячная налоговая единица), что эквивалентно примерно 16 179 чилийских песо за МВт, не полученную из источников NCRE в год.

Срок действия обязательства — 25 лет (2010-2034 годы). Hydro считается нетрадиционным источником, если мощность ниже 20 МВт.Однако для установки, производящей от 20 до 40 МВт, часть энергии может считаться нетрадиционной на основании функции убывания, при этом нетрадиционное энергосодержание установки на 40 МВт равно нулю.

Хотите узнать больше об этой политике? Узнать большеУзнать больше

Темы
  • Возобновляемая энергияУдалить фильтр
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.