Typer energi: tradisjonell og alternativ. Fremtidens energi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Alle eksisterende energiområder kan betinget deles inn i modne, utviklende og å være på stadiet av teoretisk studie. Noen teknologier er tilgjengelige for implementering selv i en privat økonomi, mens andre kun kan brukes innenfor rammen av industriell støtte. Det er mulig å vurdere og vurdere moderne energityper fra ulike posisjoner, men universelle kriterier for økonomisk gjennomførbarhet og produksjonseffektivitet er av grunnleggende betydning. I mange henseender avviker konseptene med bruk av tradisjonelle og alternative energigenereringsteknologier i dag i disse parameterne.

Tradisjonell energi

Dette er et bredt lag av etablerte varme- og kraftindustrier, som leverer omtrent 95 % av verdens energiforbrukere. Genereringen av ressursen skjer på spesielle stasjoner - dette er objektene til termiske kraftverk, vannkraftverk, kjernekraftverk, etc. De arbeider med en ferdiglaget råvarebase, i prosessen med å behandle som målenergien er generert. Følgende stadier av energiproduksjon skilles:

• Produksjon, klargjøring og levering av råvarer tilgjenstand for produksjon av en eller annen type energi. Dette kan være prosesser for utvinning og anrikning av drivstoff, forbrenning av petroleumsprodukter osv.
• Overføring av råvarer til enheter og sammenstillinger som direkte konverterer energi.
• Prosesser for energikonvertering fra primær til sekundær. Disse syklusene er ikke til stede på alle stasjoner, men for eksempel for å lette leveringen og påfølgende distribusjon av energi, kan ulike former for den brukes - hovedsakelig varme og elektrisitet.
• Vedlikehold av ferdig omdannet energi, dens overføring og distribusjon.

På sluttstadiet sendes ressursen til sluttbrukere, som kan være både sektorer av samfunnsøkonomien og vanlige boligeiere.

Termisk kraftindustri

Den vanligste energiindustrien i Russland. Termiske kraftverk i landet produserer mer enn 1000 MW ved å bruke kull, gass, oljeprodukter, skiferforekomster og torv som råstoff. Den genererte primærenergien omdannes videre til elektrisitet. Teknologisk har slike stasjoner mange fordeler, som bestemmer deres popularitet. Disse inkluderer lite krevende driftsforhold og enkel teknisk organisering av arbeidsflyten.

Termiske kraftanlegg i form av kondensanlegg og kraftvarmeverk kan bygges direkte i de områdene hvor forbruksressursen utvinnes eller hvor forbrukeren befinner seg. Sesongsvingninger påvirker ikke stabiliteten til stasjonene, noe som gjør slikeenergikildene er pålitelige. Men TPP-er har også ulemper, som inkluderer bruk av uttømmelige drivstoffressurser, miljøforurensning, behovet for å koble sammen store mengder arbeidsressurser osv.

Hydropower

Hydrauliske strukturer i form av energistasjoner er designet for å generere elektrisitet som et resultat av å konvertere energien til vannstrømmen. Det vil si at den teknologiske generasjonsprosessen er gitt av en kombinasjon av kunstige og naturfenomener. Under drift skaper stasjonen et tilstrekkelig trykk av vann, som deretter ledes til turbinbladene og aktiverer de elektriske generatorene. Hydrologiske energityper er forskjellige i typen enheter som brukes, konfigurasjonen av samspillet mellom utstyr og naturlige vannstrømmer osv. I henhold til ytelsesindikatorer kan følgende typer vannkraftverk skilles ut:

• Small – generer opptil 5 MW.
• Middels – opptil 25 MW.
• Kraftig – mer enn 25 MW.

En klassifisering brukes også avhengig av kraften til vanntrykket:

• Lavtrykkstasjoner - opptil 25 m.
• Middels trykk - fra 25 m.
• Høytrykk - over 60 m.

Fordelene med vannkraftverk inkluderer miljøvennlighet, økonomisk tilgjengelighet (gratis energi), uuttømmelig arbeidsressurs. Samtidig krever hydrauliske strukturer store startkostnader for teknisk organisering av lagringsinfrastrukturen, og har også begrensninger mht.geografisk plassering av stasjoner - bare der elver gir tilstrekkelig vanntrykk.

Atomkraftindustri

På en måte er dette en underart av termisk energi, men i praksis er ytelsesindikatorene til kjernekraftverk en størrelsesorden høyere enn termiske kraftverk. Russland bruker hele sykluser av kjernekraftproduksjon, noe som gjør det mulig å generere store mengder energiressurser, men det er også store risikoer ved bruk av uranmalmbehandlingsteknologier. Diskusjon av sikkerhetsspørsmål og popularisering av oppgavene til denne industrien, spesielt, utføres av ANO "Information Center for Nuclear Energy", som har representasjonskontorer i 17 regioner i Russland.

Reaktoren spiller en nøkkelrolle i gjennomføringen av prosesser for produksjon av kjernekraft. Dette er en enhet designet for å støtte reaksjonene ved fisjon av atomer, som igjen er ledsaget av frigjøring av termisk energi. Det finnes forskjellige typer reaktorer, forskjellig i type drivstoff og kjølevæske som brukes. Den mest brukte konfigurasjonen er med en lettvannsreaktor som bruker vanlig vann som kjølevæske. Uranmalm er den viktigste prosessressursen i kjernekraftindustrien. Av denne grunn er kjernekraftverk vanligvis designet for å lokalisere reaktorer nær uranforekomster. I dag er det 37 reaktorer i drift i Russland, med en total produksjonskapasitet på rundt 190 milliarder kWh/år.

Kjennetegn ved alternativ energi

Nesten alle kilder til alternativ energi sammenlignes gunstigøkonomisk overkommelighet og miljøvennlighet. Faktisk, i dette tilfellet, erstattes den bearbeidede ressursen (olje, gass, kull, etc.) med naturlig energi. Dette kan være sollys, vindstrømmer, jordvarme og andre naturlige energikilder, med unntak av hydrologiske ressurser, som nå anses som tradisjonelle. Alternative energikonsepter har eksistert lenge, men den dag i dag opptar de en liten andel av verdens totale energiforsyning. Forsinkelser i utviklingen av disse næringene er forbundet med problemer i den teknologiske organiseringen av kraftproduksjonsprosesser.

Men hva er årsaken til aktiv utvikling av alternativ energi i dag? I stor grad, behovet for å redusere frekvensen av miljøforurensning og miljøproblemer generelt. Også i nær fremtid kan menneskeheten møte utarmingen av tradisjonelle ressurser som brukes i energiproduksjon. Derfor, til tross for de organisatoriske og økonomiske hindringene, rettes mer og mer oppmerksomhet mot prosjekter for utvikling av alternative energiformer.

geotermisk energi

En av de vanligste måtene å få energi hjemme. Geotermisk energi genereres i prosessen med akkumulering, overføring og transformasjon av jordens indre varme. I industriell skala blir underjordiske bergarter betjent på dybder på opptil 2-3 km, hvor temperaturen kan overstige 100°C. Når det gjelder den individuelle bruken av geotermiske systemer, brukes oftere overflateakkumulatorer, plassert ikke i brønner på dypet, menhorisont alt. I motsetning til andre tilnærminger til å generere alternativ energi, klarer nesten alle geotermiske energikilder i produksjonssyklusen seg uten et konverteringstrinn. Det vil si at primær termisk energi i samme form leveres til sluttforbrukeren. Derfor brukes et slikt konsept som jordvarmeanlegg.

Solenergi

Et av de eldste alternative energikonseptene, som bruker solcelle- og termodynamiske systemer som lagringsutstyr. For å implementere den fotoelektriske generasjonsmetoden brukes omformere av energien til lysfotoner (kvanter) til elektrisitet. Termodynamiske installasjoner er mer funksjonelle og kan på grunn av solstrømmer generere både varme med elektrisitet og mekanisk energi for å skape en drivkraft.

Oppleggene er ganske enkle, men det er mange problemer i driften av slikt utstyr. Dette skyldes det faktum at solenergi i prinsippet er preget av en rekke funksjoner: ustabilitet på grunn av daglige og sesongmessige svingninger, avhengighet av været, lav tetthet av lysstrømmer. Derfor, på designstadiet av solcellepaneler og batterier, vies mye oppmerksomhet til studiet av meteorologiske faktorer.

Bølgeenergi

Prosessen med å generere elektrisitet fra bølgene skjer som et resultat av transformasjonen av energien til tidevannet. I hjertet av de fleste kraftverk av denne typen er et basseng,som er organisert enten under separasjonen av munningen av elven, eller ved å blokkere bukten med en demning. Kulverter med hydrauliske turbiner er anordnet i den dannede barrieren. Når vannstanden endres under høyvann, roterer turbinbladene, noe som bidrar til generering av elektrisitet. Til dels ligner denne typen energi prinsippene for drift av vannkraftverk, men mekanikken for samhandling med selve vannressursen har betydelige forskjeller. Bølgestasjoner kan brukes på kysten av hav og hav, hvor vannstanden stiger til 4 m, noe som gjør det mulig å generere kraft opp til 80 kW/m. Mangelen på slike strukturer skyldes at kulverter forstyrrer utvekslingen av ferskvann og sjøvann, og dette påvirker livet til marine organismer negativt.

Vindenergi

En annen metode for å generere strøm tilgjengelig for bruk i private husholdninger, preget av teknologisk enkelhet og økonomisk overkommelighet. Den kinetiske energien til luftmasser fungerer som en bearbeidet ressurs, og en motor med roterende blader fungerer som et batteri. Vanligvis bruker vindenergi elektriske strømgeneratorer, som aktiveres som et resultat av rotasjon av vertikale eller horisontale rotorer med propeller. En gjennomsnittlig innenriksstasjon av denne typen er i stand til å generere 2-3 kW.

fremtidens energiteknologi

Ifølge eksperter vil den samlede andelen kull og olje i den globale balansen innen 2100 være rundt 3 %, noe som burde presse termonukleær energi tilbakesom en sekundær kilde til energiressurser. Solstasjoner bør ta førsteplassen, samt nye konsepter for konvertering av romenergi basert på trådløse overføringskanaler. Prosessene for å bli fremtidens energi bør begynne allerede i 2030, når perioden med oppgivelse av hydrokarbonbrenselkilder og overgangen til "rene" og fornybare ressurser vil komme.

Russian Energy Outlook

Fremtiden til innenlandsk energi er hovedsakelig knyttet til utviklingen av tradisjonelle måter å transformere naturressurser på. Nøkkelplassen i industrien vil måtte okkuperes av kjernekraft, men i en kombinert versjon. Infrastrukturen til kjernekraftverk vil måtte suppleres med elementer av vannteknikk og midler for å behandle miljøvennlig biodrivstoff. Ikke den siste plassen i de mulige utviklingsutsiktene er gitt til solcellebatterier. I Russland, selv i dag, tilbyr dette segmentet mange attraktive ideer - spesielt paneler som kan fungere selv om vinteren. Batterier konverterer energien til lys som sådan, selv uten termisk belastning.

Konklusjon

Moderne problemer med energiforsyning setter de største statene foran et valg mellom kraft og miljømessig renslighet av varme og elektrisitetsproduksjon. De fleste av de utviklede alternative energikildene, med alle deres fordeler, er ikke i stand til å erstatte tradisjonelle ressurser fullt ut, som igjen kan brukes i flere tiår. Derfor er fremtidens energi mangeeksperter presenterer det som en slags symbiose av ulike konsepter for energiproduksjon. Dessuten forventes nye teknologier ikke bare på industrielt nivå, men også i husholdninger. I denne forbindelse kan man merke seg gradient-temperatur- og biomasseprinsippene for energiproduksjon.