«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао»




Скачать 183.21 Kb.
Название«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао»
Дата конвертации20.02.2013
Размер183.21 Kb.
ТипДокументы



Учебный проект

с учащимися 10-х классов

под руководством Н.Н. Жердиной,

учителя географии

МБОУ «Средняя школа №6»

г. Когалыма


Тема

«Возможности использования

альтернативных источников энергии в ХМАО»


ВВЕДЕНИЕ


Актуальность поиска альтернативных источников энергии является необходимостью не только мира, страны, но и нашего региона.

Производство электроэнергии является необходимым средством для существования и развития человечества, но оно оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С одной стороны в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся неисчерпаемые ресурсы. С другой стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепла и электроэнергии и т.д.

Потому ныне перед всеми учеными мира стоит проблема нахождения и разработки новых альтернативных источников энергии. Нет основания ожидать, что темпы производства и потребления энергии в ближайшей перспективе существенно изменятся, поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:

  • какое влияние на биосферу и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной (тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;

  • можно ли уменьшить отрицательное воздействие на среду современных (традиционных) методов получения и использования энергии;

  • каковы возможности производства энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым [1].

Цель нашей работы установить степень развития экологически чистых технологий энергоснабжения на территории Ханты-Мансийского автономного округа и возможности использования альтернативных источников выработки энергии в округе.

Задачи исследования:

1.Изучить литературу, интернет-ресурсы, информацию, предоставленную специалистами в области электроэнергетики по теме исследования.

2. Рассмотреть альтернативные способы получения энергии.

3.Дать оценку используемых альтернативных источников энергии в условиях Ханты-Мансийского АО.

4.Обобщить материал по теме исследования и сделать выводы.

Методы исследования: изучение и анализ литературы, интернет-ресурсов, информации полученной в процессе беседы со специалистами в области энергетики по теме исследования.

Проблема – возможно ли использование экологически чистых технологий энергоснабжения в условиях севера, в частности на территории ХМАО?

Объект и предмет исследования: альтернативные источники энергии ХМАО.


ГЛАВА 1. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ


    1. Важность использования альтернативных источников энергии


Отбросив в сторону тепловую энергетику, от которой необходимо полностью отказаться, и атомную энергетику, небольшую долю которой (особенно на первое время) все же придется оставить в мировом энергобалансе, обратимся теперь к альтернативной энергетике, основанной на использовании возобновляемых источников энергии.

К ним относятся уже существующие источники энергии:

  • энергия Солнца

  • энергия ветра

  • энергия приливов и отливов

  • энергия морских волн

  • внутреннее тепло планеты.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к альтернативным источникам энергии:

1. Глобально - экологическая: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий, их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.

2. Политическая: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.

3. Экономическая: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную - постоянно растут.

4.Социальная: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, - всё это увеличивает социальную напряженность.

5.Эволюционно - историческая: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой[2].

Таким образом, все перечисленные выше причины указывают на необходимость использования альтернативных источников в нашей стране и в округе.


    1. Альтернативные способы получения энергии

В качестве альтернативных способов получения энергии можно рассматривать:

Энергию солнца: в настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве [3].

Ветер: потенциал энергии ветра подсчитан более менее точно: по оценке Всемирной метеорологической организации ее запасы в мире составляют 170 трлн. кВт/ч в год. Ветроэнергостанции не безвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями. Но, как мы увидим дальше эти недостатки можно уменьшить, а, то и вовсе свести на нет.

Водород: на данный момент водород является самым разрабатываемым «топливом будущего». На это есть несколько причин: при окислении водорода образуется как побочный продукт вода, из нее же можно водород добывать. А если учесть, что 73% поверхности Земли покрыты водой, то можно считать, что водород неисчерпаемое топливо.

Энергию приливов и отливов: несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и отливы. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могут дать человечеству примерно 70 млн. миллиардов киловатт-часов в год. На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике.

Энергию волн: уже инженерно разработаны и экспериментально опробованы высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективно работать даже при слабом волнении или вообще при полном штиле. На дно моря или озера устанавливается вертикальная труба, в подводной части которой сделано “окно”; попадая в него, глубинная волна (а это - почти постоянное явление) сжимает воздух в шахте, а тот крутит турбину генератора. При обратном движении воздух в турбине разрежается, приводя в движение вторую турбину.

Геотермальную энергию: подземное тепло планеты - довольно хорошо известный и уже применяемый источник “чистой” энергии. Геологи открыли, что раскаленные до 180-200С массивы на глубине 4-6 км занимают большую часть территории нашей страны, а с температурой до 100-150С встречаются почти повсеместно. Кроме того, на нескольких миллионах квадратных километров располагаются горячие подземные реки и моря с глубиной залегания до 3,5 км и с температурой воды до 200С - естественно, под давлением, - так что, пробурив ствол, можно получить фонтан пара и горячей воды без всякой теплоэлектроцентрали [3].

Гидротермальная энергия: кроме геотермальной энергии активно используется тепло воды. Горячий пар, который образуется в результате теплообмена, конденсируется, его температура поднимается до 110С, а затем его можно пускать либо на турбины электростанций, либо на нагревание воды в батареях центрального отопления до 60-65 С. На каждый киловатт-час затрачиваемой на это энергии природа дает 3 киловатт-часа!


ГЛАВА 2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ХМАО


2.1. Возможности развития альтернативных источников энергии в ХМАО

Климат округа континентальный. Зимы на территории Ханты-Мансийского автономного округа холодные и продолжительные, лето короткое и относительно теплое. Средняя температура января колеблется в округе от -18° С до -23°С. Средняя же температура июля изменяется от +16°С до +20°С. Среднегодовое количество осадков составляет около 500 мм в год.

Несмотря на то, что климат в Ханты - Мансийском автономном округе весьма суров, количество солнца на его территории – достаточно велико. Продолжительность солнечного сияния на территории округа больше, чем в Московской области, и составляет 1632 часа (в Москве – 1597 часов). Использование солнца в качестве источника альтернативной энергии, в целом, следует считать целесообразным. При этом, разумеется, следует помнить о том, что солнечные батареи не в состоянии обеспечить непрерывное поступление энергии потребителю, так как они достаточно дорогие (Цена сто ваттной солнечной батареи 500 долларов или 14500руб), так что солнечные батареи лучше всего сочетать с другими источниками энергии.

Ветровой режим в Ханты - Мансийском автономном округе, в целом, способствует тому, чтобы признать целесообразным использование энергии ветра в качестве источника альтернативной энергии. Так средняя скорость ветра за год колеблется в промежутке от 4м/с до 7м/с. В холодный период года над территорией Ханты-Мансийского автономного округа преобладают ветры южных и юго-западных направлений, в теплый период – северных и северо-западных направлений. Максимальная скорость ветра отмечается в конце лета - начале осени, минимальная – в декабре-январе. Но в любом случае, использование ветровой энергии в качестве альтернативной целесообразно и оправданно. Для ветряных электроустановок с горизонтальной осью вращения минимальная скорость ветра составляет:

  • 4-5 м/сек — при мощности >= 200 кВт

  • 2-3 м/сек — если мощность <= 100 кВт.

Так, учитывая скорость ветра нашего региона, можно предположить строительство ветряных установок, рассчитанных на мощность 200 кВт.

Чтобы каждый понял - сколько это 200 кВт энергии в бытовом применении - приведем пример: 200 кВт энергии = 8 суткам непрерывной работы одного холодильника.

Современные ветровые электроустановки (ВЭУ) мощностью 1-1,5 МВт требуют 30000 рублей для постройки и вырабатывают электроэнергию по цене 1,5 руб. за 1 кВтч. А стоимость производства 1 кВтч Сургутской ГРЭС стоит примерно 2 руб. За 1 месяц МОУ «Средняя школа № 6» в среднем потребляет около 34953кВт энергии. За потребляемую электроэнергию в месяц школа платит 81090руб. А если использовать энергию ВЭУ и покупать 1кВт за 1,50руб., то школа за месяц будет платить около 52429руб. Посчитав разницу, мы можем сказать, что школа сэкономит 81090-52429=28661руб.

Речная сеть в Ханты - Мансийском автономном округе развита сильно. По территории округа протекает около 30 000 рек. Крупнейшими реками округа являются Обь и Иртыш. Общая протяженность используемой сплавной и судоходной частей рек составляет больше 5000 км. В целом, реки Ханты-Мансийского автономного округа обладают значительным гидроэнергетическим потенциалом. И использование энергии потоков на территории округа в качестве альтернативной энергии является целесообразным.


2.2. Альтернативные источники энергии, используемые в ХМАО

В настоящее время поиск альтернативных источников энергии является очень актуальным. Даже в суровых условиях севера и на территории ХМАО, используются некоторые из них.

Итак, рассмотрим, что используется в ХМАО:

  • Сургутский район постепенно может перейти на альтернативные источники энергии, что подтверждает инициатива компании «Сургутмебель» установить котельную на древесных гранулах (приложение 1). Древесные гранулы (пеллеты) производятся из древесных опилок без клея и добавок, путем прессования под высоким давлением [4].

Например, из 14-15 млрд. тонн биомассы пеллет получают 8 млрд. тонн условного топлива. 1 тонна пеллет = 2.5 тоннам дизельного топлива

1 тонна пеллет стоит ≈ 5000 руб., а тонна дизельного топлива ≈ 13775руб.

2,5 тонны дизельного топлива будут стоить соответственно 34437,50 руб.

Сравним: 5000руб. и 34437,50руб.

Разница составляет 29437,50руб. или в 7 раз дешевле.

Если рассмотреть характеристики существующих энергоносителей в сравнении с пеллетами


Энергоноситель

Ед. изм.

КПД установки

Теплотвор-

ность

Ккал/ед.

Золы

%

Серы

%

Углекислый газ кг/Гдж

Теплота

Сгорания

МДж/кг

Каменный уголь

кг

70

4500

10-40

1-3

60

15-25

Дизельное топливо

л

90

10200

1

0,2

78

42,5

Мазут

кг

80

9800

1,5

1,2

78

42

Природный газ

м3

90

8300

0

0

57

35-38

МДж/м3

Древесные топливные гранулы

кг

90

4335

0,2

0,01

0

18



можем сделать следующий вывод: более выгодным энергоносителем являются древесные гранулы. По первым двум показателям (КПД и теплотворность) они не уступают другим видам топлива; по выбросу золы и серы превосходят выбросы при сжигании газа, но при сжигании газа выбрасывается намного больше диоксида углерода (основного газа парникового эффекта). Конечно, по теплоте сгорания гранулы имеют низкий показатель. Если брать древесные гранулы по совокупности всех показателей, то можно считать их достаточно выгодным топливом (на втором месте после природного газа). Использование пеллет, как энерготопливо, выгоднее, чем использование дизельного топлива. Переоборудование котельных на биотопливо окупится разницей этих цен, хотя эта процедура очень сложная. [5]. Но это тот случай, когда овчинка стоит выделки. Тем более что правительство округа готово содействовать переводу котельных на альтернативное топливо. Так как правительство РФ приняло программу развития альтернативной энергетики, которая предполагает увеличение ее доли в энергобалансе страны до 4,5% к 2020 г. Привлечь инвесторов предполагается компенсацией в размере 2,5 коп. на 1 кВт·ч. Эти деньги будут браться со всех потребителей электроэнергии, а значит, правительство округа может стать получателем компенсаций и взять на себя процедуру оформления станций.

Используя биотопливо, округ решает ряд проблем по загрязнению окружающей среды:

1.Мусор – используя отходы лесоперерабатывающих предприятий, высвобождаются огромные площади земли, которые в дальнейшем могут быть использованы в других целях.

2.Зольность – при сжигании древесных гранул выброс золы не превышает 0.2%

3.Выброс серы не превышает 0.01%

4.Отсутствует выброс диоксида углерода, что способствует уменьшению парникового эффекта.

На современном этапе развития энергетического комплекса огромное значение уделяется альтернативным экологически чистым технологиям энергоснабжения промысловых объектов и инфраструктуры северных территорий. За счет использования возобновляемых энергоресурсов и рассредоточенного производства энергии Россия может повысить свою энергетическую безопасность [6].

  • Газопоршневая электростанция в Унтыгейском месторождении (приложение 2). ГПЭС обеспечивает энергоснабжение технологического оборудования добычи, подготовки и транспортировки извлекаемой нефти, используя в качестве топлива попутный нефтяной газ с низким метановым индексом.

  • Газотурбинные электростанции (приложение 3). В компрессор газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания, куда подается и основное топливо — газ. Смесь воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор. С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

  • Авиамоторы – разработки компании « ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь» (приложение 4). При работе мотор выбрасывает большое количество горячих газов, в результате разработок появились котлы-утилизаторы, в которых эти газы либо грели воду, либо создавали струю пара, которая заставляла крутиться турбину генератора.

  • Попутный газ. При добычи нефти попутный газ используется в качестве движущей силы в газотурбинной установке.

Выгода использования попутного газа:

  • Природный газ, как топливо для электростанций доступен практически во всех промышленных зонах городов России

  • Строительство тепловых электростанций, работающих на природном газе, требует относительно малых инвестиций — в сравнении с электростанциями, работающих на других видах топлива, таких, как уголь, уран, водород.

  • Газ экономически эффективнее других видов топлива и альтернативных источников энергии

  • Строительство газовой электростанции занимает всего 14 — 18месяцев

Газ — самое доступное и экономически оправданное решение для производителей и потребителей электроэнергии, считающих деньги [7].


Станции

Время строительства (месяцев)

КПД (%)

Газовая ТЭЦ

14-18

50-60

Угольная ТЭЦ

54-58

32-34

Атомная

56-60

30



Эта таблица наглядно показывает преимущества газовых ТЭЦ над угольными и атомными в плане времени строительства, которое в 3,5 раза меньше, чем последние две упомянутые; в плане вырабатываемого КПД-КПД газовых ТЭЦ примерно в 1,5 раза больше.

  • Энергопоезд ПЭ-6М: принцип работы подобен газотурбинным установкам, только вместо газа запускают дизель, который закачивает газ из газопровода и при его сгорании горячие пары действуют на турбины генератора. Мощность при выходе составляет 6000в. Выработанной энергии энергопоезда хватит, чтобы обеспечить суточное энергопотребление всего частного сектора г.Когалыма. Вагон электропоезда может передвигаться по дорогам с помощью тяжелой техники в любом направлении.

На современном этапе развития энергетического комплекса огромное значение уделяется альтернативным экологически чистым технологиям энергоснабжения промысловых объектов и инфраструктуры северных территорий. За счет использования возобновляемых энергоресурсов и рассредоточенного производства энергии Россия может повысить свою энергетическую безопасность.





ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщив и изучив весь материал по теме исследования, мы пришли к следующим выводам:

- один из способов решения проблемы исчерпания ископаемых ресурсов – использование альтернативных источников получения энергии: солнечной, приливов и отливов, ветровой и других;

- в условиях ХМАО используются или находятся в стадии разработки и испытания экологически чистые технологии энергоснабжения промысловых объектов и инфраструктуры;

- в условиях полярного лета солнечные фотоэлектрические модули могут обеспечить производственные и жилые объекты электрической энергией, горячей водой и теплом в течение 6-8 месяцев;


Выдвинутая проблема подтверждена – в условиях нашего округа возможно использование экологически чистых технологий энергоснабжения: фотоэлектрические модули, ветровые электроустановки, ТЭЦ, работающие на попутном газе и биотопливе. Высок экономический и экологический эффект использования альтернативных источников энергии в условиях ХМАО - Югры.


Результаты наших исследований можно использовать при изучении тем «Топливно-энергетический комплекс России», «Топливно-энергетический комплекс ХМАО», а также на элективном курсе «Город, в котором я живу».


ИСТОЧНИКИ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ИНФОРМАЦИИ


1. Голицын М.В., Голицын А.М., Пронина Н.М. Альтернативные энергоносители. М.: Наука. 2004г.


2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Альтернативная энергетика.


3. http://alternativenergy.ru/energiya/.Альтернативная энергетика.


4. http://surgutmebel.ru/Сургутмебель.


5. Вайнштейн Э.Ф., Ксеневич И.П. Изучение возможности получения основного компоненты альтернативного топлива для тепловых двигателей из органических отходов М.:Ж. Приводная техника, апрель 2000, №2 (24), с. 43-50.


6. Вайнштейн Э.Ф., Стребков Д.С., Чирков В.Г. Применение высокоскоростного

производства и лесной промышленности / Нетрадиционная энергетика в XXI веке. Доклад II международной конференции. - Ялта - Киев: ИТТФ НАНУ , 2001, с.18-21.


7. Ляшков В.И., Кузьмин С.Н. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. М.: Наука. 2003.с.45.


8. Стребков Д.С. О развитии солнечной энергетики в России. Теплоэнергетика.- М.: Изд. Наука, 2004 Г.,№ 2, с. 53-60.


Приложение 1

Древесные гранулы (пеллеты)




Приложение 2

Газопоршневая электростанция.


Приложение 3

Газотурбинная электростанция.


Приложение 4

Авиамоторы компании « ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь»




Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» icon11 «А» класс учитель физики моу сош№22
Целью работы является рассмотрение перспектив применения альтернативных источников энергии. Для этого были поставлены следующие задачи:...

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconЦелевая программа
Обеспечения в республике не менее 25 процентов объема производства электрической и тепловой энергии за счет использования местных...

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» icon«Проблемы и перспективы использования местных, возобновляемых и альтернативных источников энергии для жизнеобеспечения арктических территорий Мурманской области» (19 октября 2011 года)
Выступление А. С. Матвеева на «круглом столе» по теме «Проблемы и перспективы использования местных, возобновляемых и альтернативных...

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconРазработка системы нечеткой логики для определения рейтинга альтернативных источников энергии воробьева С. Н., Воробьев Н. П
Рассмотрены принципы создания системы нечеткой логики для определения рейтинга альтернативных источников энергии

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconТема «Особенности использования альтернативных источников энергии на Российском Севере»
Работа выполнена учащейся 9а класса 386 школы Кировского района г. Санкт-Петербурга Гусак Светланой

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconФизика наноструктур и сверхпроводимость. Наноэнергетика
Здесь на первое место выходят возможности использования нанотехнологий, обеспечивающих уменьшение ресурсо- и энергоемкости производства....

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconТезисы к докладу
«Ресурсы и возможности развития энергетики Сахалинской области на основе использования возобновляемых источников энергии»

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconО проведении IV молодежного фестиваля «Экоэнерджи»
Севастополя к насущным проблемам цивилизации, воспитание экологического мышления и культуры подрастающего поколения и жителей города,...

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconТема: нетрадиционные источники энергии
В глубокой древности человечество начало с бережного использования возобновляемых источников энергии, но постепенно перешло к безрассудному...

«Возможности использования альтернативных источников энергии в хмао» iconПрограмма международного Форума возобновляемой энергетики 2010 Место проведения : «Петербургский скк»
России, проблемы и возможности, взгляд бизнеса», модератор В. Б. Иванов председатель Совета Международной Ассоциации производителей...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница