Аналітичний огляд сучасних нетрадиційних джерел енергії

Abstract

Структура світового енергогосподарства склалася так, що 80 % споживаної електроенергії виходить при спалюванні палива на електростанціях, де хімічна енергія палива перетворюється спочатку на теплоту, теплота на роботу, а робота на електрику. Відчутний відсоток дає і гідроенергетика (близько 15 %), решта покривається іншими джерелами, переважно атомними електростанціями. Потреби людини зростають, людей стає дедалі більше і це викликає величезні обсяги виробництва енергії та темпи зростання її споживання. Сьогодні традиційні джерела енергії (різні палива, гідроресурси) та технології їх використання вже не здатні забезпечувати необхідний рівень енергоозброєності суспільства, бо це джерела, які не поновлюються. І хоча розвідані запаси природних палив дуже великі, проблема виснаження природних комор за нинішніх і прогнозованих темпів їхньої розробки перетворюється на реальну і недалеку перспективу. Вже сьогодні низка родовищ через виснаження виявляється непридатною для промислової розробки, і за нафтою і газом, наприклад, доводиться йти на важкодоступні, віддалені території, океанські шельфи тощо. Прогноз доводить, що при збереженні нинішніх обсягів і темпів зростання енергоспоживання у 5–7 % запаси органічних палив повністю вичерпаються через 70–150 років. Іншим фактором, що обмежує значне збільшення обсягів вироблення енергії за рахунок спалювання палив, є все зростаюче забруднення навколишнього середовища відходами енергетичного виробництва. Ці відходи значні за масою і містять велику кількість різних шкідливих компонентів. Ось звідки кислотні дощі, зникнення озону, отруєння сільгоспугідь та водойм. Причому природа вже не в змозі природними фізико-хімічними та мікробіологічними способами переробити ці забруднення та самовідновитись. У ядерній енергетиці виникають екологічні проблеми іншого роду. Вони пов'язані з необхідністю виключити попадання ядерного пального у навколишнє середовище та надійно поховати ядерні відходи, що за сучасного розвитку техніки і технологій пов'язані з великими труднощами. Не менш шкідливим є і теплове забруднення навколишнього середовища, здатне призвести до глобального потепління клімату Землі, танення льодовиків та підвищення рівня світового океану. У світлі вище викладеного все більш актуальним стає широке практичне використання нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії, які є ще й екологічно чистими, які не забруднюють довкілля. У статті коротко представлено аналітичний огляд сучасних нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії.

The structure of the world energy economy has developed in such a way that 80 % of the electricity consumed is obtained by burning fuel at power plants, where the chemical energy of the fuel is first converted into heat, heat into work, and work into electricity. Hydropower also provides a significant percentage (about 15 %), the rest is covered by other sources, mainly nuclear power plants. Human needs are growing, there are more and more people, and this causes gigantic volumes of energy production and growth rates of its consumption. Today, traditional energy sources (various fuels, hydro resources) and technologies for their use are no longer able to provide the required level of energy availability of society, because these are non-renewable sources. And although the explored reserves of natural fuels are very large, the problem of depletion of natural reserves at the current and projected rates of their development is moving into a real and near future. Even today, a number of fields, due to depletion, turn out to be unsuitable for industrial development, and for oil and gas, for example, one has to go to hard-to-reach, remote territories, to ocean shelves, etc. The forecast proves that while maintaining the current volumes and growth rates of energy consumption at 5–7 %, fossil fuel reserves will completely run out in 70–150 years. Another factor limiting a significant increase in energy production through fuel combustion is the ever-increasing environmental pollution from energy production waste. These wastes are significant in mass and contain a large number of various harmful components. This is where acid rain comes from, the disappearance of ozone, the poisoning of farmland and water bodies. Moreover, nature is no longer able to process these pollution and self-repair by natural physico-chemical and microbiological methods. In nuclear power, environmental problems of a different kind arise. They are associated with the need to exclude the ingress of nuclear fuel into the environment and the reliable disposal of nuclear waste, which, with the current level of development of technology and technology, is associated with great difficulties. No less harmful is the thermal pollution of the environment, which can lead to global warming of the Earth's climate, melting of glaciers and rising sea levels. In the light of the above, the widespread practical use of non-traditional and renewable energy sources, which are also environmentally friendly and do not pollute the environment, is becoming increasingly relevant. The article briefly presents an analytical review of modern non-traditional and renewable energy sources.