Энергетический кризис и пути выхода из него

ГБОУ  ВПО ВГМУ Минздрав соцразвития России

Кафедра биологии с курсом ботаники и экологии

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

Тема: Энергетический кризис и пути выхода из него

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                              Выполнил: студент 401 группы

                                                                      фарм. факультета Макаров Н. А.

                                                                                                                                  

                                 Проверила:

                                                                      к.б.н. доцент Масленникова Л.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Владивосток 2011 г

 

 

Содержание

 

Введение  …………………......……………………………………….3

Энергетические кризисы……………...…………………………… ...4

Альтернативные источники  энергии …….……..……………..…….7

Ветровая энергия………………………..…………………………. 7

Энергия рек………………………………..………………………...9

Геотермальная энергия…………………….………………………11

Гидротермальные системы ……………………………………..12

Горячие системы вулканического происхождения …………...13

Системы с высоким тепловым потоком ……………………….14

Энергия мирового океана …………………………………………14

Тепловая энергия океана ………………………………………..14

Энергия приливов и отливов……………………………………15

Энергия морских течений ………………………………………16

Энергия солнца……………………………………………………..17

Атомная энергия……………………………………………………18

Водородная энергетика ……………………………………………19

Современные и перспективные методы производства

водорода…………………………………………………………..20

Использование водорода ………………………………………..21

Заключение……………………………………………………….22

Список литературы …………………………………………………..24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Энергия – не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле – естественнонаучного) содержания, оно имеет многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются  с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива – водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

К новым формам первичной энергии, рассмотренным в нашей дипломной  работе в первую очередь относятся: солнечная и геотермальная энергия, приливная, атомная, энергия ветра и энергия волн. В отличие от ископаемых топлив эти формы энергии не ограничены геологически накопленными запасами (если атомную энергию рассматривать вместе с термоядерной). Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.

Рассмотренные в работе новые схемы преобразования энергии можно объединить единым термином “экоэнергетика”, под которым подразумеваются любые методы получения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергетические  кризисы

Нефтяной кризис 1973 года

Нефтяной кризис 1973 года (также известен под названием  «нефтяное эмбарго») начался 17 октября 1973 года, когда ОАПЕК, в которую  входили все арабские страны-члены  ОПЕК, а также Египет и Сирия, заявила  в ходе Октябрьской войны, что  она не будет поставлять нефть  странам, поддержавшим Израиль в  этом конфликте с Сирией и Египтом. Это касалось прежде всего США  и их союзников в Западной Европе. В течение следующего года цена на нефть поднялась с трёх до двенадцати долларов за баррель.

Нефтяной кризис 1973 года был первым энергетическим кризисом и до сих пор считается крупнейшим. ОПЕК снизила объёмы добычи нефти  не только для того, чтобы повлиять на мировые цены в свою пользу. Главная  задача этой акции состояла в создании политического давления на мировое  сообщество с целью уменьшения поддержки  Израиля западными странами.

Первые сообщения о  нефтяном кризисе 1973 года появились  в 1968 году.

Результатом экономического нажима ОПЕК стала декларация совета министров стран Общего рынка, поддержавшая позицию арабских государств. Кроме  того, почти все государства Африки разорвали дипломатические отношения  с Израилем. Создавшееся политическое положение усилило зависимость  Израиля от США и вскрыло истинные масштабы зависимости развитых стран  от цен на нефть.

Нефтяной кризис 1973 года способствовал усилению экспорта нефти  на Запад из Советского Союза.

Нефтяной кризис в США

В специальном послании конгрессу  по вопросам энергетики от 29 июня 1973 года президент США Р. Никсон призывает  американцев к экономии. Им предлагают меньше пользоваться автомобилями, а  уж если ездить на них, то, сберегая горючее, — на меньших скоростях. Авиакомпаниям  предписано сократить число рейсов. Правительственным учреждениям  приказано экономить электроэнергию и сократить автомобильный парк. Управления по охране окружающей среды  временно отменяет ограничения на использование  загрязняющего атмосферу угля. Были сняты лимиты на импорт нефти и  необработанных масел.

Под предлогом растущих затрат нефтяные компании стали существенно  повышать цены на бензин и дизельное  топливо, а также на авиационный  керосин. Производители природного газа потребовали от федеральной  комиссии по вопросам энергии разрешения на повышение цен на 73 %.

Специально созданная  федеральная комиссия в середине июля представила сенату свой нашумевший доклад, согласно которому двадцать американских корпораций, монополизировавших производство и очистку нефти, а также распределение  нефтепродуктов, прямо обвинялись в  том, что в целях наживы они  искусственно создают перебои со снабжением бензином. Прокурор штата Флорида потребовал, чтобы против нефтяных монополий был применен антитрестовский закон. Федеральное большое жюри в Лос-Анджелесе в свою очередь обвинило нефтяные компании в разного рода махинациях.

В долгосрочной перспективе  кризис сильно сказался на автопромышленности США. Ранее американские автомобили были большими, тяжелыми и мощными. До 1971 г. объем стандартного восьмицилиндрового двигателя Chevrolet Caprice составлял 400 кубических дюймов (6,5 л), а Chevrolet Impala на галлоне  бензина проходил по шоссе не более 13-15 миль. После кризиса они были вытеснены японскими моделями с  четырехцилиндровыми двигателями, потреблявшими меньше бензина: Toyota Corona, Toyota Corolla, Nissan Sunny, Honda Accord. Не выдерживая конкуренции, автопромышленники Детройта были вынуждены налаживать выпуск более  легких автомобилей, таких как Ford Pinto, Ford Fiesta и др. К 1985 г. средний американский автомобиль потреблял галлон бензина  уже на каждые 17,4 мили пробега. Спрос  на роскошные автомобили типа седан, такие как Oldsmobile 98, в середине 1970х  восстановился, но их рынок не был  массовым. Новые модели Ford Thunderbird сильно уменьшились в размерах и мощности, а Ford Galaxie в 1974 г. сошел с конвейера.

1979

Ещё один существенный прыжок цен на нефть состоялся во время  второго энергетического кризиса  в 1979-80. Он был вызван сокращением  добычи в связи с началом революции  в Иране. Рост цен остановился  лишь на отметке 6,5 долларов за баррель.

1990

В 1990 и 1991, когда Ирак занял  Кувейт, ожидался крупномасштабный энергетический кризис, так как обе страны относились к числу самых крупных нефтедобывающих  стран. Однако скачок цен во время  войны в Ираке оказался не столь  значительным, как это предрекали наблюдатели.

2000

После преодоления экономического кризиса в Азии мировая экономика  снова начала быстро расти, а с  ней и спрос на нефть. Также  к повышенной потребности в нефти  привела холодная зима 2001-02. Последствия  были однако намного ниже чем в 70-х  годах. Увеличение квот добычи предотвратили  серьёзный кризис. Главные проблемы были в то время с логистикой, так как нехватка танкеров сыграла  более существенную роль, чем недостаток в нефти.

2004 и 2005

В течение 2004 цена на нефть  достигла 53 доллара. На это повлияли различные политические и экономические  нагрузки на рынок нефти. На рынке  обнаружилось большое количество спекулянтов  и озабоченных скупщиков нефти. 29 августа 2005 цены на нефть подскочили в связи с ураганом «Катрина», остановившем добычу нефти в Мексиканском заливе, до 71 доллара.

2007, 2008 и 2009

Осенью 2007 цена пробила отметку 80 долларов и продолжала расти до конца первой декады июля следующего, 2008 года, достигнув 11 июля прежде неслыханной  величины 147 долларов за баррель нефти  марки Light Sweet. Все это время в  основных странах потребителях нефти  и прежде всего в США продолжался  рост цен на бензин, товары и услуги, который катализировал развитие кризиса неплатежей по банковским кредитам. В 2008 кризис неплатежей перерос в  масштабную рецессию, в ходе которой  обанкротились крупнейшие финансовые компании страны, а накопленные за предыдущие сорок лет колоссальные проблемы в экономике США, связанные  с ее долговым характером, перешли  в актуальное состояние, в результате чего разразился текущий глобальный экономический кризис, который привел к резкому падению спроса на нефть  и к относительной стабилизации цены барреля в 2009 году в диапазоне 35-75 долларов. Со второй половины 2008 года в результате обвального снижения цены кризис перекинулся и на страны-экспортеры нефти, которые несколько раз  прибегали к сокращению квот на добычу. Ситуация, таким образом, приобрела  характер замкнутого круга. Некоторые  аналитики указывают на то, что  снижение квот было вызвано не столько  желанием поддержать цену барреля, сколько  простым следствием физического  дефицита черного золота, который, оформившись  в цене, и явился фундаментальной  причиной экономического спада, и что  квоты поэтому не будут увеличены  никогда.

 

 

 

 

 

 

 

Альтернативные  источники энергии

Ветровая энергия

Мы живем на дне воздушного океана, в мире ветров. Люди давно  это поняли, они постоянно ощущали  на себе воздействие ветра, хотя долгое время не могли объяснить многие явления. Наблюдением за ветрами занимались еще в Древней Греции. Уже в III в. до н. э. было известно, что ветер приносит ту или иную погоду. Правда, греки определяли только направление ветра. В Афинах около 100 г. до н. э. построили так называемую Башню ветров с укрепленной на ней “розой ветров” (башня существует по сей день, нет только “розы”). В Японии и Китае также были известны розы ветров: изготовленные в виде драконов, они указывали направление ветра. Но главное назначение их было иное: отпугивать злых духов – чужие ветры.

Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра  более чем в сто раз превышают  запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле  дуют ветры – от легкого ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могучих ураганов, приносящих неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный океан, на дне  которого мы живем. Ветры, дующие на просторах  нашей страны, могли бы легко удовлетворить  все ее потребности в электроэнергии! Климатические условия позволяют  развивать ветроэнергетику на огромной территории – от наших западных границ до берегов Енисея. Богаты энергией ветра северные районы страны вдоль  побережья Северного Ледовитого океана, где она особенно необходима мужественным людям, обживающим эти  богатейшие края. Почему же столь обильный, доступный да и экологически чистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии.

По оценкам различных  авторов, общий ветроэнергетический  потенциал Земли равен 1200 ТВт, однако возможности использования этого вида энергии в различных районах Земли неодинаковы. Среднегодовая скорость ветра на высоте 20–30 м над поверхностью Земли должна быть достаточно большой, чтобы мощность воздушного потока, проходящего через надлежащим образом ориентированное вертикальное сечение, достигала значения, приемлемого для преобразования. Ветроэнергетическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м² (скорость воздушного потока при этом равна 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м².

Энергия, содержащаяся в  потоке движущегося воздуха, пропорциональна  кубу скорости ветра. Однако не вся  энергия воздушного потока может  быть использована даже с помощью  идеального устройства. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока может  быть равен 59,3 %. На практике, согласно опубликованным данным, максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50 %, однако и этот показатель достигается не при всех скоростях, а только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, которое осуществляется с КПД обычно 75–95 %. Учитывая все эти факторы, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом, видимо, составляет 30–40 % мощности воздушного потока при условии, что этот агрегат работает устойчиво в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом. Однако иногда ветер имеет скорость, выходящую за пределы расчетных скоростей. Скорость ветра бывает настолько низкой, что ветроагрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветроагрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора. Учитывая эти факторы, удельная выработка электрической энергии в течение года, видимо, составляет 15–30% энергии ветра, или даже меньше, в зависимости от местоположения и параметров ветроагрегата.