Природный газ исчерпаемая энергия

Исчерпаемые и неисчерпаемые энергетические ресурсы.

Природные ресурсы – это совокупность природных объектов и явлений, которые используются человеком для поддержания своего существования.

Классификация природных ресурсов

Природные ресурсы можно классифицировать по трем признакам:

 по источникам происхождения:

o биологические – живые компоненты биосферы (растения, животные, микроорганизмы), являющиеся источниками получения людьми материальных и духовных благ;

o минеральные – все пригодные для употребления составляющие литосферы, используемые в хозяйстве как минеральное сырье или источники энергии;

o энергетические ресурсы – совокупность энергии Солнца и космоса, атомно-энергетических, топливно-энергетических, термальных и других источников энергии;

 по использованию в производстве:

o земельный фонд – сельскохозяйственные земли, земли населенных пунктов, земли несельскохозяйственного назначения (промышленности, транспорта). Мировой земельный фонд – 13,4 млрд. га;

o лесной фонд – земли, на которых произрастают или могут произрастать леса, это часть биологических ресурсов;

o водные ресурсы – подземные и поверхностные воды, которые могут быть использованы для различных целей в хозяйстве,

o гидроэнергетические ресурсы – реки, приливно-отливная деятельность океана,

o ресурсы фауны – количество обитателей, которые может использовать человек, не нарушая экологического равновесия,

o полезные ископаемые (рудные, нерудные, топливно-энергетические ресурсы) – природное скопление минералов в земной коре, которое может быть использовано в хозяйстве;

 по степени исчерпаемости – экологическая классификация. Истощение природных ресурсов с экологических позиций – это несоответствие между безопасными нормами изъятия природного ресурса из природных систем и недр, и потребностями человечества.

Классификация природных ресурсов (по степени исчерпаемости)

Состояние природных ресурсов

Неисчерпаемые ресурсы – солнечная энергия и вызванные ею природные силы (ветер, приливы) существуют вечно и в неограниченных количествах.

Количество исчерпаемых возобновимых ресурсов ограничено, но они могут возобновляться естественным путем или с помощью человека (искусственная очистка воды и воздуха, повышение плодородия почв, восстановление поголовья диких животных и т.д.).

Альтернативные энергетические ресурсы. Их виды и особенности. Нетрадиционные модели транспортных средств

Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)

• Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)

Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)

Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения [1] .

водородная энергетика и сероводородная энергетика

Топливные элементы (для получения электричества)

Получение метана и синтез-газа

Квантовые генераторы (для получения электромагнитного излучения из атомов)

Квантовые электростанции (для преобразования электромагнитного излучения атомов в электрическую)

распределённое производство энергии

Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

Альтернативный источник энергии

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Источник

Лекция 7

Топливные ресурсы это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человека.

Классификация

Исчерпаемые и неисчерпаемые Исчерпаемые делятся на:

1. Возобновляемые.
2. Невозобновляемые. Ресурсы, ранее накопленные в природе, но в новых биологических условиях практически не образуются.

К неисчерпаемым относятся:

Все органическое топливо имеет углеродную основу и энергия высвобождается из него в процессе образования углекислого газа.
В целом все энергетические ресурсы делятся на 3 группы:

1. Ресурсы, участвующие в постоянном обороте и потоке энергии. (солнечная, космическая)
2. Депонированные. (нефть, газ)
3. Искусственно-активированные источники энергии. (атомная)

Характеристика основных видов топлива.

Уголь

Твердое органическое топливо по степени углефикации подразделяется на:

Все они имеют продукты сгорания

• Зола — порошкообразный горючий осадок, который образуется при полном окислении горючих элементов в процессе термического разложения и обжига миниральных примесей.
• Шлак — спекшеяся зола.

Важной характеристикой процесса горения твердого топлива является выход летучих веществ. Это убыль массы топлива при нагреве его без кислорода при температуре 850 градусов в течении семи минут. По этому признаку угли делятся на

Запасы в мире оцениваются в от 9 до 11 трилионов тонн. Добыча в год — 4.2 миллиарда. Основные запасы сосредоточены в России, США, Китае.
Минусы данного вида топлива:

• Уголь является тяжелым топливом, за счет большого количества минеральных примесей.
• Его запасы распределены неравномерно.

Нефть

В зависимости от температуры перегонки нефетепродукты делятся на следующие фракции:

1. Бензиновые. (200-225 градусов)
2. Керосиновые (140-300 градусов)
3. Дизельные (190-350 градусов)
4. Соляровые (300-400 градусов)
5. Мазутные (более 350 градусов)

Мировой запас нефти составляет 840 миллиардов тонн. Основной поставщик — страны ближнего и среднего Востока. Запасы меньше, но более удобна в использовании, продукты сгорания чище, но большая себестоимость транспортировки.

Природный газ

Запас — 300-500 млн метров кубических. Данный вид топлива затратен в транспортировке. Уровень загрязнения небольшой. Другие виды энергетических ресурсов:

1. Искусственные горючие газы.
2. Сжиженные газы.
3. Доменные газы.

• Композиционные искусственные.
• Синтетическое топливо.
• Расчепляющеесе топливо.

Удельная энергоемкость — количество энергии, которое приходится на единицу массы физического тела энергоресурса. Для сравнения и расчета расхода топлива применяют условное топливо. Это такое топливо, при сгорании одного килограмма которого выделится 29,3 * 10 ^ 6 джоулей энергии. Уголь — 33,5 дж(8000 килокалорий на кг) Дрова — 10,5 дж (2500 килокалорий) Нефть — 41,9 (10000) Газ — 46,1 (11000) Водород — 120,6 (28800) Топливо — вещество, которое при сгорании выделяет значительное количество теплоты и используется как источник энергии. Окислителями могут быть:

• Кислород воздуха.
• Чистый кислород.
• Его модификации.
• Азотная кислота.
• Перекись водорода.

Топливо по агретаному состоянию классифицируется на:

По происхождению делится на:

Естественное делится на:

Искуственное делится на

1. Композиционное (гранулы, эмулисии, брикеты)
2. Синтетическое (произведенное путем термохимической переработки естественного)

Органическое топливо состоит из двух состовляющих:

Стадии преобразования исходного органического материала:

1. Торфяная стадия (распад высокомолекулярных веществ и синтез новых, при частичном доступе кислорода образуются торф и уголь, без кислорода — нефть и газ).
2. Буроугольная стадия (при повышенной температуре и давлении идет полимеризация вещества).
3. Каменноугольная стадия (дальнейшая углефикация).

Важнейшей характеристикой любого топлива будет являтся теплота сгорания — количество теплоты, выделенное при полном сгорании одного моля, одного килограмма или одного метра кубического топлива. Для газообразного топлива применяется понятие объемной теплоты сгорания. Высшая теплота сгорания — количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы топлива с образованием CO2 и SO2 в газообразном состоянии и воды в жидком. Низшая теплота — тоже самое, только вода в парообразном. Низшая отличается от высшей на величину расхода теплоты, которую затратили на испарение влаги, которая содержится в топливе и образуется при сгорании водорода.

Основные виды электростанций.

Энергия — способность совершать работу (а работа совершается тогда, когда на объект действует физическая сила) В целом различают следующие виды энергии.

1. Механическая.
2. Электрическая.
3. Электромагнитная.
4. Тепловая.
5. Химическая.
6. Атомная.

Измеряется в джоулях или каллориях.

Причины широкого использования электричской энергии:

1. Можно получить в больших количествах вблизи месторождений ресурсов и водных источников.
2. Можно транспортировать на дальнее расстояние большое количество и без особых потерь.
3. Может трансформироваться в другие виды.
4. Позволяет внедрять новых технологические процессы с высокой степенью автоматизации.

Виды станций:

1. ТЭС.
2. ГЭС.
3. ГАЭС (гидроаккумулирующая электростанция).
4. АЭС.
5. ПЭС. (приливная)
6. БЭС. (ветряная)
7. СЭС (солнечная)

По назначению ТЭС делятся на 2 вида:

1. КЭС (кондициационные, вырабатывают только электрическую энергию)
2. ТЭЦ. (также вырабатывают тепловую)

Все ТЭС работают на органическом топливе.

В целом процесс производства электроэнергии на ТЭС разделяют на 3 цикла:

1. Химический (в результате теплота передается пару).
2. Механический (тепловая энергия пара превращается в механическую энергию).
3. Электрическая (механическая энергия превращается в электрическую).

В теории КПД 50 процентов. На практике около 30-40.

ГАЭС Высокая производительность, минимальные затраты труда. Минусы — большое отчуждение земель, затопление территорий. КПД чуть более 40 процентов.

Характеристика топливноэнергетического комплекса РБ.

1. Обеспечить потребности на 20 процентов собственными ресурсами
2. Создать стратегические запасы видов топлива в подземных хранилищах
3. Осуществить поставки энергоносителей на основе долгосрочных контрактов.

В РБ проводится политика энергосбережения

1. Снизить энергоемкость продукции.
2. Повысить коэффицент полезного использования топлива.
3. Увеличить долю месных видов топлива и отходов производства.

Источник