Познакомьтесь с основными тенденциями развития энергетики
Предмет: Экология
Класс: 11
Дата: 11.02.2021
Урок №
Тема: Тенденции и перспективы развития энергетики.
Цель: познакомить учащихся с основными тенденциями развития энергетики; обобщить знания учащихся.
Ход урока
1. Изучите теоретический материал
Обеспечение устойчивого энергоснабжения является одним из основных стратегических приоритетов в XXI веке, важнейшим условием нормального функционирования всех сфер мировой экономики.
Анализ тенденций развития мировой энергетики показывает, что ключевыми факторами являются надежность энергоснабжения, энергобезопасность, энергоэффективность и экологическая гармонизация. При этом повышение энергоэффективности является стратегическим направлением снижения энергоемкости экономики.
Прогнозы развития мирового сообщества и энергетики в XXI веке в условиях жесткой политики энергосбережения, повышения эффективности использования энергоресурсов показывают неуклонный рост энергопотребления. Для развития мировой энергетики, создания эффективной системы глобальной энергетической безопасности требуются крупные инвестиционные ресурсы, составляющие по оценкам МЭА в период до 2030 г. более 1 трлн. дол. США ежегодно.
В условиях дальнейшего роста потребления энергии в мире ожидается, что его темпы будут меньшими, чем сегодня Мировая потребность в энергии возрастет к 2030 г. по разным оценкам на 45–60% по сравнению с 2007 г. и составит от 24 до 30 млрд. т.
|
|
|
Основной прирост в потребление энергии будет внесен странами, не входящими в ОЭСР. Он будет частично скомпенсирован уменьшением расхода энергии в развитых странах, что не приведет к заметному росту душевого потребления энергии в мире в целом.
Мировая структура потребления энергии будет подобна существующей и через 20–30 лет. Нефть, газ и уголь сохранят свое доминирующее значение, лишь частично уступив свои позиции возобновляемым источникам энергии. Ресурсы для удовлетворения растущего спроса во всем мире имеются в достаточном количестве, однако для обеспечения доступа к надежным источникам энергии потребуются крупные и своевременные капиталовложения. Будет наблюдаться постоянный рост объемов мировой торговли энергоресурсами, особенно нефтью и газом.
Одним из основных движущих мотивов развития энергетики в период 2030–2050 гг. явится предотвращение глобального экологического кризиса и изменений климата за счет планомерного снижения выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ, что потребует коренных качественных изменений в производстве энергии. Ключевыми направлениями решения данной задачи послужат инновационные технологии тепловой энергетики. Они позволят уменьшить потребление ископаемого топлива с одновременным уменьшением вредных выбросов. К наиболее перспективным направлениям развития тепловой энергетики относят развитие паротурбинных ТЭС на ультрасверхкритические параметры пара и создание электростанций комбинированного цикла с внутрицикловой газификацией угля.
|
|
|
В период после 2020 года широкое развитие получат промышленные технологии улавливания и захоронения в геологических формациях углекислого газа, который образуется на тепловых электростанциях и на крупных промышленных объектах. Наибольшее развитие получат при этом ТЭС комбинированного цикла с внутрицикловой газификацией и полным удалением продуктов горения. В сфере теплоснабжения усилится роль тепловых насосов.
Решениями Правительства Москвы для обеспечения потребностей уникального градостроительного комплекса – Московского Международного Делового Центра «Москва-Сити» и прилегающих районов, было предусмотрено строительство высокоэкономичного и экологически безопасного источника энергии – ТЭС «Международная», состоящей из 2-х очередей общей электрической мощностью 236 МВт и тепловой 390 Гкал/час. В конструкцию ТЭС были заложены самые современные решения и разработки в электроэнергетике, ее к.п.д. составляет более 52%. В настоящее время реализация проекта по строительству обеих очередей ТЭС ММДЦ «Москва-Сити» завершена.
|
|
|
ТЭС «Международная» – оптимальное решение для коммунальной энергетики крупных городов – областных центров, так как площадь земельного участка для строительства электростанции соответствует самым жестким требованиям условий плотной городской застройки. Экологические показатели работы станции соответствуют самым жестким нормативам, применяемым в мировой энергетике. Выдача мощности станции осуществляется в электрические (напряжение 20 кВ и 110 кВ) и тепловые сети потребителей – Международного делового центра «Москва-Сити», близлежащих жилых кварталов города. Реализованный проект позволил создать одну из самых экономичных и экологически чистых теплоэлектростанций г. Москвы.
Строительство ТЭС «Международная» – электростанции с парогазовым циклом, г. Москва
Значительно возрастет роль электроэнергетики в мировом потреблении энергии. К 2030 г. общее производство электроэнергии в мире по сравнению с 2006 г. может вырасти до 60% и достигнуть 30000 млрд. кВт·ч.
|
|
|
В мировой электроэнергетике усилятся интеграционные процессы с дальнейшим объединением национальных энергосистем в крупные транснациональные энергообъединения с более тесной кооперацией, что позволит оптимизировать их работу, повысить надежность энергоснабжения.
Существенно возрастет роль атомной энергетики, в первую очередь в странах, не входящих в ОЭСР. К 2030 году установленная мощность ядерных реакторов мира возрастет на 60%. Значительное развитие получат легководяные реакторы – размножители на быстрых нейтронах.
К 2030 г. выработка электроэнергии на ГЭС увеличится в основном за счет развивающихся стран более, чем на 50% (в сравнении с 2006 г.) и может составить более 4500 млрд. кВт·ч.
В условиях дальнейшего развития объединенных энергосистем в основном за счет ввода крупных базисных ТЭС и АЭС возрастет значение ГЭС и ГАЭС как источников высокоманевренной мощности в регулировании суточных графиков нагрузок.
В период 2030 г. и в дальнейшем будут расти темпы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Наибольший их рост ожидается в странах ОЭСР. Доля возобновляемой энергетики (исключая крупные ГЭС) в общей структуре мирового потребления энергии в 2030 году достигнет 4%, а в производстве электроэнергии – более 20%. Наиболее существенно возрастет роль ветроэнергетики, солнечных электростанций и тепловых панелей. Существенно усилится роль биоэнергетики второго и третьего поколений.
Ключевую роль в успешном развитии энергетики, включая удовлетворение растущего спроса, повышение надежности энергоснабжения и улучшение состояния окружающей среды, будут играть инновационные технологии энергетики.
Познакомьтесь с основными тенденциями развития энергетики
1.Рост спроса на электроэнергию.
За период 2006 - 2030 гг. количество потребляемой энергии возрастет на 44%, согласно прогнозам Энергетического информационного агентства США. По оценкам экспертов Frost & Sullivan, Европе с ее устаревающими генерирующими мощностями ежегодно вплоть до 2020 года потребуется вводить в эксплуатацию примерно 25 ГВт дополнительной мощности. Спрос на электроэнергию в Африке, Китае и Индии будет повышаться по мере электрификации сельских районов. Способствуя расширению сегмента электромобилей и гибридных автомобилей, развитые страны также будут вносить существенный вклад в увеличение мирового спроса на электроэнергию. К 2020 году уровень электрификации в мире достигнет 80%.
2. Рост применения природного газа и стремительное увеличение добычи нетрадиционного газа.
В 2009 году США уже обогнали Россию в качестве крупнейшего в мире производителя газа за счет роста добычи сланцевого газа и газа угольных платов. Поиск нетрадиционных источников газа ведется на территории Китая и Европы; однако до сих пор внимательному анализу подлежат и сами процедуры добычи газа.
3. Коммерциализация технологий чистого угля.
На протяжении нескольких последующих лет технологии чистого угля будут продолжать играть важную роль в секторе угольной генерации, при этом объем инвестиций в эту область будет увеличиваться. К технологиям, обладающим долгосрочным потенциалом, относятся снижение уровня СО2 и интегрированная газификация в комбинированном цикле.
4.Мировое возрождение ядерной энергетики, во главе которой стоят, в первую очередь Китай, Индия и Россия.
Ядерная энергетика - одна из наиболее рентабельных технологий, способных удовлетворить постоянно растущий спрос на электроэнергию, которая также вносит огромный вклад в достижение энергетической независимости и безопасности поставок. Во всей производственной цепочке в рамках ядерной энергетики увеличивается число партнерств и договоров о сотрудничестве, что помогает идти в ногу с высоким мировым спросом.
5. Развитие возобновляемой энергетики.
Евросоюз планирует, что в 2020 году на долю возобновляемых источников энергии будет приходиться 20% всех объемов генерации; целью США является 10-20% производства из возобновляемых энергетических источников, тогда как Китай рассчитывает в 2020 году получать из возобновляемых источников 100 ГВт энергии. Эти усилия в сочетании с развитием технологий в конце концов приведут к достижению сетевого паритета (grid parity): под ним понимается такой момент, когда стоимость производства электроэнергии на основе органического топлива равна или уступает стоимости производства электроэнергии из возобновляемых источников. Вероятнее всего, это явление впервые появится в тех странах, значительная доля энергобаланса которых приходится на возобновляемые источники энергии. Вместе с тем, страны, экономика которых опирается главным образом на органическое топливо, достигнут паритета значительно позже.
6. Улучшение структуры управления и мониторинга сетей, внедрение умных технологий.
Спрос на электроэнергию существенно обогнал существующие сетевые мощности, что наряду с увеличивающимся числом децентрализованных генерирующих предприятий вынуждает энергокомпании улучшать свою структуру управления и мониторинга сетей, внедряя умные технологии. Умные счетчики являются неотъемлемой частью более широкого движения по внедрению умных технологий. Установка умных счетчиков уже началась в США и Европе, лидирует в установках таких счетчиков Италия.
7. Повышение энергоэффективности.
Большинство развитых стран активно разрабатывает и внедряет решения для повышения энергоэффективности бытовых электроприборов, устанавливая контроль над их минимальной энергопроизводительностью и вводя соответствующие операционные стандарты для все большего количества бытовых приборов. Технологии, направленные на снижение объемов потребляемого топлива и сокращение выброса углекислого газа, такие как энергоконтроль, зеленые здания и чистый транспорт, окажутся ключевыми технологическими средствами, способствующими повышению энергоэффективности и снижению объемов выброса СО2.
8. Развитие высокоэффективные системы накопления энергии.
Для электромобилей и гибридных автомашин, а также для возобновляемых источников энергии требуются высокоэффективные системы накопления энергии, развитие которых сейчас является приоритетным направлением. В число факторов, влияющих на будущий потенциал энергосистем, входят фундаментальные параметры и технологии строительства таких систем, а также тип используемого материала. Наибольшим потенциалом обладают топливные элементы благодаря их гибкой структуре мощности и наличию мембран, предназначенных к использованию в особых, четко очерченных целях. Объем мирового рынка энергохранилищ в 2008 году оценивался в 43,5 млрд долл. и, по прогнозам, к 2013 году достигнет 61 млрд долл.
9. Либерализация рынка, которая ограничивает деятельность крупных энергетических монополистов и приводит к возникновению конкуренции.
Потребитель должен иметь возможность выбирать поставщика электроэнергии. В сущности, идея международной торговли электроэнергией, в поддержку которой высказалась Еврокомиссия и реализация которой наблюдается сейчас во всем мире, должна стать шагом на пути к созданию континентальной сети высокого напряжения, по которой будет возможно передавать энергию, выработанную на основе возобновляемых источников, из одной страны в другую.
Посмотрите видеолекцию «Состояние и перспективы развития возобновляемой энергетики в мире и в России » переходя по ссылке:
https://www.youtube.com/watch?v=zfgiadaS5PE
Домашнее задание.
Дайте ответы на вопросы:
1. Приведите факты и цифры, говорящие об экологическом вреде гидро- и теплоэлектростанций.
2. Почему невозможно увеличить производство энергии на приливных, ветровых и солнечных электростанциях?
3. Приведите доводы в пользу использования АЭС, а также назовите проблемы атомной энергетики.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 145; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!