ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Вещества или природные носители энергии, потенциал которых достаточен для преобразования в другие виды энергии для последующего целенаправленного использования. Все источники энергии условно делят на первичные и вторичные. Первичные источники энергии созданы природными процессами. К ним относятся ископаемое горючее (органическее и неорганическое), расщепляющееся топливо, термальные воды, энергия Солнца, ветра, рек, морей и океанов. Они могут быть невозобновляющимися и возобновляющимися. К невозобновляющимся относят уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф и ископаемые расщепляющиеся вещества — уран, торий; к возобновляющимся — продукты непрерывной деятельности Солнце и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы, растительные продукты.
Практически неисчерпаемыми первичными источниками энергии служат теральные воды, Солнце, ветер и вещества, которые могут быть источниками термоядерной энергии. Энергетические ресурсы — природные носители энергии, образовавшиеся в результате геологического развития Земли и природных процессов. Аналогично источникам энергии их делят на возобновляющиеся и невоэобновляющиеся. Отличительная особенность невозобновляющихся энергетических ресурсов — их высокий энергетический потенциал и относительная доступность извлечения. Поэтому использование ресурсов данной группы достигает 90%, большую ее часть составляют ископаемые горючие вещества — органическое топливо. Наибольшие энергетические ресурсы органического топлива сосредоточены в угле. Геологических ресурсов нефти в мире в 20—30 раз меньше, чем угля. Ее месторождения разведаны значительно полнее. В мире имеются также большие запасы так называемых нетрадиционных ресурсов нефти, для извлечения которой нужны новые технологии. К ним относятся битуминозные пески, нефтеносные сланцы, а также уголь, который может использоваться как сырье в производстве синтетиеской нефти. Геологические ресурсы такой нефти в 2—3 раза больше ресурсов традиционной нефти. Перспективные источники добычи нефти — глубоководные морские и арктические месторождения. Разведанные запасы урана ограничены. Расширению ресурсов урановых руд и других изотопов урана для производства тепловой энергии способствует использование на атомных станциях реакторов на быстрых нейтронах вместо реакторов на тепловых нейтронах. Возобновляющиеся энергетические ресурсы способны ежегодно восстанавливаться. Одним из видов этих ресурсов является гидроэнергия рек, в настоящее время используется только 16% ее мирового потенциала. Другой вид возобновляющихся энергетических ресурсов — биотопливо. Самый крупный энергетический ресурс Земли — солнечная энергия. До 43% общей солнечной радиации преобразуется в тепловую энергию с энергетическим ресурсом около 2,4 млн ЭДж в год, что значительно превышает разведанные ресурсы органического и ядерного топлива. Косвенными видами солнечной энергии являются энергия ветра и волн и теплота океана. Геотермальные энергетические ресурсы являются низкопотенциальными, огромные запасы позволяют считать их неисчерпаемыми. Сконцентрированы они вдоль изученных геофизических поясов, занимающих около 10% поверхности Земли. В России для теплоснабжения много лет работают геотермальные установки в Ставропольском и Краснодарском краях, Камчатской области и др.
Эффективность использования энергоресурсов характеризуется степенью преобразования их энергетического потенциала в конечную продукцию или в конечные виды энергии, полезно используемые. Уровень использования энергетических ресурсов зависит от степени извлечения их при добыче, от сохранения добытого топлива при его первичной переработке (например, обогащении), транспортировке и хранении, от степени преобразования первичных энергетических ресурсов в нужный вид энергии (тепловую, механическую, электрическую), а также от степени полезного использования конечного вида энергии. В основе традиционных процессов добычи, переработки и использования энергетических ресурсов лежат простота их добычи и небольшие затраты труда. Это обстоятельство, а также невысокий уровень развития техники обусловливают сохранение низких значений коэффециентов извлечения топлива, для месторождений нефти — не выше 30—40, газа — 80, угля — 40 и ниже. Выработка дешевых месторождений топлива, необходимость разработки труднодоступных его запасов и связанное с этим повышение стоимости добычи обусловили необходимость внедрения новых технологий добычи топлива. Для повышения степени извлечения нефти до 40—45% и выше применяют закачивание в нефтяной пласт водяного пара, газов с высокой температурой и химических реагентов, понижающих вязкость нефти; для увеличения объемов добычи газа — закачивание жидкостей, вытесняющих газ, и другие способы.
Использование ряда первичных источников энергии сдерживалось либо сложностью преобразования их энергии в тепловую (например, расщепляющиеся вещества), либо относительно низким их энергетическим потенциалом, что требовало больших затрат на получение тепловой энергии необходимого потенциала (например, использование солнечной энергии, энергии ветра и др.). Мировое развитие научно-производственного потенциала позволило получать тепловую энергию из ранее не разрабатывающихся первичных источников энергии. Вторичные источники энергии — вещества, обладающие энергетическим потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятельности человека. К ним относятся отработанные горючие органические вещества, горные отходы, горячий отработанный теплоноситель (газ, вода, пар),нагретые вентиляционные выбросы, отходы сельско-хозяйственного производства и др.

на главную