WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Из дерьма конфет не делают.

 Некоторые особенности альтернативной энергетики  http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=701   Сергей Южный   Россия за последние годы живёт в основном за счёт продажи нефти и газа. При этом большие надежды возлагаются в будущем на альтернативные источники энергии. В основном это энергия солнца, ветра, водородная энергетика и многие другие.

Существует не один десяток способов получения энергии, но проходят годы, а массового перехода на солнечную, ветровую энергию, или энергию приливов и отливов мы не наблюдаем. Это объясняют происками нефтегазодобывающих компаний, недостаточной поддержкой государства, недостатком инициативы предпринимателей и т.д. Некоторые, подсчитав финансовые расходы, объясняют символическое наличие альтернативной энергетики низкими ценами на нефть и газ, но в самое ближайшее время обещают изменение ситуации. Но правы они только отчасти и такие предсказания, как правило, не сбываются.

Основная причина в том, что по мере роста стоимости обычных энергоносителей растёт и цена получения менее эффективной альтернативной энергетики. В прессе мелькают сообщения о сенсационных открытиях или прорывах в области альтернативной энергетики, но, как правило, простейшие арифметические расчёты или более глубокое изучение проблемы доказывает их несостоятельность.

Для начала рассмотрим одну половину проблемы. Солнечную энергию невозможно получать круглосуточно в любое время года. Достаточного для работы ветрогенератора ветра может не быть несколько дней. Самый простой и доступный способ сохранения энергии это установка аккумуляторов. Чтобы лучше уяснить ситуацию попробуем определить необходимое количество аккумуляторов для обогрева зимой обычного дома площадью 100 м2.

«Согласно нормам при температуре наружного воздуха 20 С для этого необходима мощность 16,6 кВт.» (жл Изобретатель и рационализатор №8 1998г стр22 ). Значит, за сутки израсходуем 398,4 кВт*ч электроэнергии. Обычный автомобильный аккумулятор ёмкостью 60 А*ч напряжением 12В после полной зарядки способен отдать 0,72 кВт*ч электроэнергии. Итого получается надо 533 аккумулятора весом 15 – 20 кг каждый или около 10 тонн аккумуляторов на сутки.

Разумеется, для надёжного энергоснабжения дома аккумуляторов необходимо в несколько раз больше. Сколько кому нужно аккумуляторов и сколько это будет стоить, можно определиться самим. На каждого жителя необходимо будет несколько тонн аккумуляторов каждые 23 года. Конечно, это нереально.

Кроме того, очень много энергии потребляют промышленность и транспорт. Ранее изложенное только часть проблемы. Альтернативные источники энергии считаются дорогими не только потому, что для их изготовления надо много денег. Кремниевые солнечные батареи дорогие прежде всего потому, что для выплавки, очистки и обработки кремния нужно больше энергии, чем они способны выдать в течение всего своего срока службы.

Предлагается, например, добывать энергию из гидратов, замёрзшего среди молекул воды газа в вечной мерзлоте. Но чтобы только наковырять в вечной мерзлоте некоторое количество гидратов, надо затратить намного больше энергии, чем её сможем получить из этих гидратов.

Энергетические затраты на получение альтернативной энергии как правило превышают количество полученной энергии. Если попытаться создать альтернативную энергетику любой ценой, то очень вероятна ситуация, что мы на создание и эксплуатацию оборудования будем тратить больше энергии, чем эта энергетика сможет дать. Это будет означать напрасное расходование существующих энергоносителей, людских и природных ресурсов.

Для того, чтобы построить ветровой генератор, требуется довольно много энергии для выплавки метала, чтобы изготовить вышку и саму ветровую головку. Нужна энергия для многочисленных перевозок на различных стадиях производства и монтажа ветроустановки. Зарплата изготовителей и эксплуатационников также означает возмещение затрат энергии на изготовление еды, одежды и удовлетворение самых разных человеческих потребностей. Многие ссылаются на успехи науки, техники и надеются на скорое разрешение проблемы.

Электроника и энергетика принципиально разные вещи. Если успехи электроники в основном зависят от технологий и схемных решений, то основой энергетики являются неизменные физические законы и такие понятия, как калория, ватт и т.д. Некоторые западные политики для обывателей демонстрируют свою приверженность охране окружающей среды и экономии традиционных видов топлива разъезжая на дорогих водородных или аккумуляторных автомобилях. Чтобы получить водород для этого автомобиля сжигалось во много раз больше традиционного топлива, чем при использовании обычного горючего (http://altinfoyg.narod.ru/vpntk.html).



Хорошие аккумуляторы для электромобилей стоят дорого именно потому, что на их изготовление затрачено много труда, а значит энергии. Например, литийионный аккумулятор для сотового телефона за свой срок службы способен отдать электроэнергии примерно на рубль, а стоит в сотни раз больше. Автомобиль с такими аккумуляторами демонстрировался, но он не может быть прообразом транспорта будущего. Стоимость такого автомобиля составляет 900 000 евро, причём большая часть цены приходится на аккумуляторы, которые нужно менять через каждые два года. Поэтому из экономических соображений не применяются разработанные и давно обещанные сотни тысяч водородных автомобилей.

Была высказана довольно интересная идея, ввести новую валюту, которая не будет подвержена инфляции – энергорубли. Они будут увязаны с определённым количеством энергии. Тогда будет более понятно, сколько энергии мы затратили на данную энергоустановку и сколько, потом сможем от неё получить. Не так заметно, но эту роль выполняют и обычные рубли.

Мы напрасно ждём, что с ростом цен на энергоносители станет выгодно использовать альтернативную энергетику. По мере роста цены на энергоносители растёт цена и альтернативной энергоустановки, например ветрогенератора или аккумулятора. Растут энергозатраты на добычу полезных ископаемых и получение энергии традиционными способами.

Правда, применение более совершенных технологий в производстве несколько уменьшают расходы. Высказывалось суждение, что изза увеличения энергозатрат на добычу нефти скоро наступит ситуация, когда не выгодно будет разрабатыать разведанные месторождения. Однако ценность нефти для нефтехимии больше, чем ценность её как топлива. Не всегда учитывается и такая особенность энергетики как потери при преобразовании энергии. Считается, что водородные двигатели имеют неплохой к.п.д., но при этом не учитываются большие затраты энергии на получение водорода. Учитывать энергозатраты более правильно по затратам первичного источника энергии, или при сравнении одних и тех же видов энергии.

Для примера можно сравнить по потреблению энергии электровоз и работающий на мазуте паровоз. Но электровоз потребляет электроэнергию, полученную с помощью турбины получающей энергию от сжигания мазута. Поэтому для сравнения истинного к.п.д. электровоза правильным будет учитывать потери на тепловых электростанциях, которые имеют к.п.д. 2526%, а также потери в трансформаторах, линиях электропередач и потери самого электровоза. Разница по к.п.д. при сжигании мазута получается небольшая, а дополнительное оборудование для работы электровоза стоит дороже. Изза потерь при преобразованиях энергии гораздо выгоднее использовать ветроустановки непосредственно использующие полученную механическую энергию, например для насосов, мельниц и т.д.

Если использовать ветровые генераторы для получения электричества, которое накапливается в аккумуляторах, а потом поступает на электродвигатели вращающие насосы, то потери энергии и стоимость такой системы будет в разы больше. Гораздо больше энергии можно получить сжигая просто древесину, а не полученный из неё древесный спирт, или например, сжигая сухую органику можно получить больше энергии, чем при сжигании полученного из неё метана, да и дешевле. Биоустановки требуют для работы много сырья и трудозатрат.

«Для отопления небольшого дома площадью 50…60м2, а также для приготовления пищи требуется 3,5…5м3 биогаза в час. Из 1т сырья получаем 80…100м3 биогаза. Для получения необходимого количества этого газа, потребуется 8…10т сырья в неделю». (жл. Конструктор №1 2003г стр21).

И ещё о некоторых особенностях других видов альтернативной энергетики. Стоимость сотни генераторов небольшой мощности обычно в несколько раз больше, чем одного такой же суммарной мощности, поэтому малая энергетика менее эффективна, а полученная энергия дороже. Частично потери окупаются близостью к потребителям. Какие перспективы энергетики можно ожидать в будущем? В ближайшие 10…20 лет для многих неожиданно может наступить ситуация, когда нефтедобыча не сможет удовлетворять растущие потребности цивилизации. Это приведёт к резкому скачку цен на нефтепродукты, большим проблемам в мировой экономике и обострению международной обстановки. Как раз к этому моменту закончатся основные месторождения нефти в России. Мировое сообщество не может запретить США сжигать огромные массы нефтепродуктов в многочисленных войнах и огромном количестве автомобилей.





Ослабить удар по мировой экономике можно не увеличением нефтедобычи, а ежегодным постепенным уменьшением добычи в первую очередь нефти и во вторую очередь газа. Что реально можно предпринять? Бесполезно призывать к экономии энергоресурсов, развитию альтернативной энергетики и энергосберегающих технологий. Этого можно достичь только сокращением добычи и увеличением цены нефти и газа. И слишком резкого разрушения мировой экономики можно избежать и ресурсов на дольше хватит.

Приблизительные характеристики некоторых альтернативных видов энергии.

Никогда не найдут широкого применения следующие виды энергии:

1. Ветровая энергия изза больших трудозатрат на изготовление и обслуживание, а также изза непостоянства ветра. Возможно ограниченное применение, например, для перекачивания воды, если не требуется непрерывная работа.

2. Солнечная энергия с применением кремниевых солнечных батарей изза дороговизны, непостоянства работы в зависимости от времени суток и значительного уменьшения отдачи зимой. Будут применяться в космосе и очень ограниченно в самых отдалённых южных районах.

3. Получение и использование биогаза возможно только очень ограниченное непосредственно на животноводческих фермах и на предприятиях по переработке сельхозпродукции на собственные нужды, если значительно вырастет цена энергоресурсов. Использование энергии биомассы со свалки не покроет расходов энергии даже на переработку отходов.

4. Электростанции с использованием энергии приливов и отливов изза тяжелых условий, а поэтому ненадёжной работы оборудования и непостоянства работы. Большие сложности работы в зимний период. Возможно использование экспериментальных электростанций.

5. Никогда не будут испытываться серьёзные генераторы тока, использующие энергию морских течений изза дорогих и ненадёжных генераторов, работающих в агрессивной морской воде. Чтобы получить скольконибудь существенное количество энергии при низких скоростях воды, генераторы должны быть огромных размеров.

6. Вряд ли возможно обещанное прессой использование нефтяных и газовых месторождений на шельфе северных морей кроме Баренцевого моря. Постоянные подвижки огромных ледяных масс снесут любые буровые платформы.

7. Водородная энергетика требует для получения водорода большого расхода энергии. Сам водород неудобен и опасен. Возможно, применение водорода в далёком будущем в случае новых фундаментальных открытий позволяющих получать в неограниченном количестве очень дешевую электроэнергию, но водород как топливо всегда будет уступать бензину.

8. Использование предполагаемого на луне изотопа гелий3. Если даже и существует неизвестный на земле химический элемент, то в микродозах. Строить на луне современный горнообагатительный комбинат, от которого можно в лучшем случае ожидать в грамм добыча – в год труды, не имеет смысла.

9. Пьезоэлементы, способные давать дорогую электроэнергию в микроскопических количествах не пригодны как источники энергии.

10. Применение бактерий для получения электрической энергии или водорода. Для получения электроэнергии требуются дорогие катализаторы, но даже при существенном удешевлении получим менее удобный в работе аналог гальванической батареи. Работоспособность такого источника тока зависит от температуры. Применение бактерий для получения водорода позволит только немного повысить содержание водорода в среде обитания бактерий и в таком виде его трудно использовать.

Малоэффективные и дорогие виды энергии:

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.