Экология және энергия үнемдеу
Біздің мақсат :
- Электр энергиясын алудың әртүрлі тәсілдерін зерттеу;
- Келе жатқан энергетикалық дағдарыстың негізгі себептерін қарастыру;
- Электр энергиясын өндірудің әртүрлі әдістерінің қоршаған ортаға әсерін зерттеу;
- Электр энергиясын алудың балама әдістерін қарастыру
Энергетика және өркениет
- Қазіргі өркениеттің дамуының негізі энергетика болып табылады;
- Ғылыми-техникалық прогрестің қарқыны, өндірістегі еңбек өнімділігінің өсуі және адамдардың өмір сүру деңгейі оның жағдайына байланысты;
- ХХ ғасырды Энергетика ғасыры, электр қуаты ғасыры деп атауға болады, бұл адамзатқа технологияны, көлікті дамытуға, өмірді жақсартуға үлкен мүмкіндіктер берді
ХХІ ғасырдың энергетикасы мен мәселелері
Энергия тұтынудың үздіксіз өсуіне байланысты энергия көзі ретінде минералды отын қоры күрт төмендейді және энергетикалық дағдарыс сөзсіз болады.
Жер бетіндегі отынның сарқылу(исчерпания) перспективасы, экологиялық проблемалар балама энергия көздерін іздеуге итермелейді, экологиялық таза және жаңартылатын.
БАСТАПҚЫ ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІ (ЭНЕРГИЯ РЕСУРСТАРЫ)
Жаңартылмайтын энергия көздері
Қазбалы отын
- көмір
- Мұнай
- газ
- шымтезек
- Ядролық отын
- уран
- торий
Жаңартылатын энергия көздері
- күн энергиясы
- жел энергиясы
- өзендер, теңіздер мен мұхиттардың энергиясы
- геотермалдық энергия
- биоэнергия
Электр энергиясының негізгі тұтынушылары
Өнеркәсіп
Энергетика
Көлік
Коммуналдық-тұрмыстық сектор
Энергия тұтынудың даму тенденциялары
Халықтың жан басына шаққанда электр энергиясын тұтынудың өсуі
Халық санының өсуі
Егер ХХ ғасырдың соңына дейін Жер халқы 20 млрд.адамды құрайды, ал бір адамға энергия ресурстарын орташа тұтыну АҚШ-тың қазіргі деңгейіне (жылына 130 мың кВт/сағ) жетеді деп болжасақ, онда 2100 жылға қарай Жер бетінде энергия ресурстары 30 есе көп тұтынылатын болады. ол ХХ ғасырдың аяғында-құжат
Көреген емес энергетикалық саясатта орны толмас энергия көздерінің сарқылуы таяудағы 100 жылда орын алуы мүмкін.
Әлем елдеріндегі электр энергиясын генерациялау құрылымы
Қазақстан Республикасы Электр станцияларының белгіленген қуатының құрылымы(2017 жылғы 1 қаңтарға)
ТЭС (тепловые электростанции) — 87,7 %
КЭС (конденсационная электростанция) — 48,9 %;
ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) — 36,6 %;
ГТЭС (газотурбинная электростанция) — 2,3 %
ГЭС (гидроэлектростанции) — 12,3 %.
Қазақстанда электр энергиясының шамамен 70% — ы көмірден, 14,6% — ы гидроресурстардан, 10,6% — ы газдан және 4,9% – ы мұнайдан өндіріледі.
ТЭС – отынды жағу кезінде бөлінетін жылу энергиясын түрлендіру нәтижесінде электр энергиясын өндіреді.
Жанармайдың көп мөлшерін жағу нәтижесінде қоршаған ортада айтарлықтай өзгерістер болады:
Күкірт және азот оксидтері, күлдің қатты бөлшектері, канцерогенді органикалық заттар сияқты зиянды заттардың атмосфераға шығарылуы;
Парниктік әсердің пайда болуының негізгі факторы болып табылатын көміртегі диоксидтерінің (СО2) көп мөлшерін шығару;
Қоршаған ортаның жылу ластануымен;
Минералданған және қыздырылған сулардың шығарылуымен;Потреблением в больших количествах кислорода и воды;
Ландшафттың ластануымен
Атмосфераның газ тәрізді және шаң шығарындыларымен ластануы нәтижесінде қышқыл жаңбыр жауады:
Топырақ пен су объектілерінің тотығуына, флора мен фаунаның көптеген түрлерінің өліміне, ауылшаруашылық алқаптары мен ормандардың ластануына, сәулет құрылымдарының бұзылуына.
Газдарды тазарту проблемасы қосымша шығындарды талап етеді (көмір ЖЭС құнының 20-30% – ы.
Сондай-ақ, көмір өндіру көмір шахталарының жанындағы бос жыныстардың үйінділерімен және ЖЭС жанындағы шлактармен бірге жүреді.
Су электр станциясы (ГЭС)
ГЭС – бұл су ағынының энергиясы электр энергиясына айналатын құрылымдар мен жабдықтар кешені.
Гидроэнергетика
Гидроресурстар энергияның маңызды әлеуетті көзі болып қала береді.
ГЭС ауаны зиянды шығарындылармен ластамайды, оларды энергияны арзандату үшін тиімді пайдаланады.
Алайда СЭС құрылысы іргелес аумақтарды су басуына, ауыл тұрғындарын көшіруге, климаттың, флора мен фаунаның өзгеруіне алып келеді.
Гидроресурстар энергияның маңызды әлеуетті көзі болып қала береді.
ГЭС ауаны зиянды шығарындылармен ластамайды, оларды энергияны арзандату үшін тиімді пайдаланады.
Алайда СЭС құрылысы іргелес аумақтарды су басуына, ауыл тұрғындарын көшіруге, климаттың, флора мен фаунаның өзгеруіне алып келеді.
Атом энергиясы арзан және экологиялық тұрғыдан қолайлы деп саналады. Алайда, бұл миф.
Атом энергетикасын дамыту есепке алынбайтын тәуекелге әкеп соғады. 100% сенімділігі бар техникалық құралдар жоқ. АЭС-тегі апат нәтижесінде табиғи ортаның қарқынды радиоактивті ластануы орын алады.
АЭС-тің қоршаған ортаға теріс әсері
Кен өндіру орындарында (әсіресе ашық тәсіл кезінде) экожүйелердің және олардың элементтерінің (топырақтың, грунттардың, Сулы құрылымдардың және т.б.) бұзылуы.
АЭС салу үшін жерді алып қою. Әсіресе маңызды аумақтар жылытылған суды беру, бұру және салқындату үшін құрылыстар салу үшін иеліктен шығарылады.Әр түрлі көздерден судың едәуір көлемін алу және қыздырылған суды ағызу. Егер бұл сулар өзендерге және басқа бұлақтарға түссе, онда оттегінің жоғалуы байқалады, Гүлдену ықтималдығы артады, гидробионттарда жылу стрессінің құбылыстары артады.Шикізатты өндіру және тасымалдау процесінде, сондай-ақ
АЭС жұмысы, қалдықтарды жинау және кәдеге жарату кезінде атмосфераның, судың және топырақтың радиоактивті ластануы жоққа шығарылмайды.
Чернобыль АЭС
ЧАЭС-тегі техногендік апат (1986 жылы) 7 миллионнан астам адамға әсер етті және көптеген адамдарға, соның ішінде туылмағандарға да әсер етеді;
Аварияны жоюға арналған қаражат бұрынғы КСРО аумағындағы барлық АЭС жұмысынан экономикалық пайдадан асып түсті
Баламалы (немесе жаңартылатын) энергия көздері дәстүрлі қазбалы отынды (мұнай, газ, көмір және т. б.) пайдаланбай энергия алуға мүмкіндік беретін энергия көздері деп аталады.
Экологиялық таза және планетаның қосымша қызуына әкелмейді.Алдағы 15-20 жылда әлемдік энергетикалық теңгерімде лайықты орын алуы тиіс
Жел энергиясы
Жел электр станциясы (ЖЭС) – желдің кинетикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіретін қондырғы
Жел энергиясы өте жоғары. Оның қоры Дүниежүзілік метеорологиялық ұйымның бағалауы бойынша 170 трлн. жылына кВт * сағ.Ауаның қарқынды қозғалысы бар аудандарда жел қондырғылары жергілікті қажеттіліктерді энергиямен қамтамасыз етуі мүмкін.Жекелеген объектілерге (тұрғын үйлерге, энергияны көп қажет етпейтін өндірістерге және т. б.) қызмет көрсету үшін жел турбиналарын пайдалану ақталған.Сонымен қатар, алып жел қондырғылары құрылымдардың қымбаттығы, қатты діріл, Шу және тез істен шығу салдарынан өздерін ақтамайтыны белгілі болды.
Әлемде жел энергиясын пайдалану
Бір жүйеге біріктірілген шағын жел турбиналарының кешендері неғұрлым үнемді Жел турбиналарының артықшылықтары энергияның төмен құнын қамтиды. Бұл жерде ЖЭС пен АЭС-ке қарағанда 2-3 есе төмен.Әлемдегі барлық жел генераторларының жалпы белгіленген қуаты 432 гигаватты құрайды, бұл барлық өндірілген энергияның 3% – ына сәйкес келеді.Данияда бұл өндірілген электр энергиясының 42 % құрайды;Португалияда — 27 %;Никарагуада-20 %;Испанияда – 19%.
Күн энергиясы
Күн энергиясы күн сәулесін пайдаланады және оны электр энергиясына немесе энергияның басқа түрлеріне айналдырады. Күн энергиясы экологиялық таза энергия көзі ғана емес, өйткені күн энергиясын түрлендіру кезінде зиянды жанама өнімдер шығарылмайды, сонымен қатар күн энергиясы балама энергияның өзін-өзі емдейтін көзі болып табылады.
Қазақстанда күн энергетикасы
Қазақстандағы күн энергетикасының әлеуеті
Күн энергиясын игеру үшін Қазақстанның перспективалы өңірлері Қазақстанда таусылмайтын энергияның әлеуеті келесі көлемде бағаланады:
- жел энергиясы-1820 МВт•сағ/жыл;
- күн энергиясы-жылына 1300-1800 кВт * сағ;
- гидроэнергия-170 МВт•сағ/жыл;
- зерттелген жергілікті нүктелер бойынша анықталған көлемдегі геотермалдық энергия.
Әлемдегі күн энергетикасы
2018
Зерттеушілер күн батареясының тиімділігін қалыптыға жақындатты Softbank Сауд Арабиясында ең ірі күн электр станциясын саладыЕгипетте әлемдегі ең ірі күн электр станциясы салынадыГолландиялықтар әлемдегі алғашқы Теңіз күн электр станциясын саладыАвстралия күн энергиясының құны 44 жылдан бастап 2012% – ға төмендеді
2017
Оңтүстік Корея 2030 жылға қарай күн генерациясын 5 есеге арттырады,Чили арзан жаңартылатын энергия орталығына айналуда Британдық ғалымдар Күн батареялары бар шыны кірпіштерді ойлап тапты,IKEA Үйге арналған күн электр станцияларын сатуды бастайды,Google толығымен күн мен жел энергиясына ауысады.Иранда ауылдар мемлекетке электр энергиясын сатады.Еревандағы автобус аялдамалары күн панельдерімен жабдықталған
Теңіздер мен мұхиттардың энергиясы
Әр түрлі типтегі теңіз электр станцияларын кеңінен енгізу олардың салыстырмалы түрде жоғары құнына байланысты;
Алайда ғалымдар олардың энергетикалық балансы кейбір АЭС және ЖЭС-ке қарағанда жоғары болуы мүмкін деген қорытындыға келді;Әлемде әзірше үш толу-құю электр станциясы жұмыс істейді
Осы типтегі электр станцияларын жоғары экологиялық деп санауға болмайды;
Оларды бөгеттермен салу кезінде бұлақтар қабаттасады, бұл экологиялық факторлар мен организмдердің тіршілік ету жағдайларын күрт өзгертеді
Жер асты жылу энергиясы
- Мамандардың бағалауы бойынша жер қыртысында 7-10 км тереңдікте жылу жинақталған, оның жалпы мөлшері жер бетіндегі қазбалы отынның барлық түрлерінің жылу сыйымдылығынан 5000 есе жоғары.
Іс жүзінде жер асты жылуы өте аз қолданылады. Жақсы жетістіктерге Исландия, Камчатка сияқты белсенді вулкандық белсенділік аудандарында қол жеткізілді, онда геотермалдық сулар жер бетіне жақын орналасқан.
Ұңғымалар арқылы ыстық су буы электр қуаты өндірілетін турбиналарға түседі.
Әлемдік геотермалдық жобалар
Соңғы жылдары Исландия әлемдегі жаңа геотермалдық жобалардың негізгі әзірлеушісі болып табылады.
ИСЛАНДИЯ ЭНЕРГЕТИКАСЫНДАҒЫ НЕГІЗГІ ҮРДІСТЕР :
- Геотермалдық энергетиканы жедел дамыту;
- Рұқсат алу мерзімін өндіріс басталғанға дейін қысқарту;
- Ірі бастапқы құрылыстар-аз шығындар;
- Исландиядағы геотермалдық энергия гидроэнергетикамен бәсекелестікке төтеп береді;
- Шетелдік жобаларға қатысуға үлкен сұраныс;
- Жылыту сияқты ыстық суды тікелей пайдалануды кеңейту.
Геотермалдық электр станцияларының әсері
Геотермалдық технологиялық қондырғылардың қоршаған ортаға зиянды әсері:
- Минералданған геотермалдық сулар мен будың әсеріне;
- Игерілетін геотермалдық қабаттың үстінен жер бетін түсіру;
- ГеоТЭС-тің қоршаған ортаға жоғары жылу әсері.
Биоэнергетика
Биомасса-құрамында көміртегі бар өсімдіктер мен жануарлардан алынатын органикалық заттар (ағаш, сабан, ауылшаруашылық өндірісінің өсімдік қалдықтары, көң және т.б.), сондай-ақ қатты тұрмыстық қалдықтардың органикалық бөлігі.
Энергияны өндіру үшін негізінен қатты биомасса, сондай – ақ одан алынған сұйық және газ тәрізді отын-биогаз, биодизель, биоэтанол қолданылады.Биомасса ЕО-да экологиялық таза энергия көздерінің ең қуатты түрі болып табылады.
Қазақстанда биоэнергетикалық технологияларды енгізу перспективалары
Қазақстандық биоэнергетиканың» өсу нүктелеріне » ең алдымен келесі секторлар кіруі керек:
- Қатты биоотын өндірісі;
- Қазақстанда қатты биоотынды қолдану;
- Сұйық биоотын өндірісі; энергетикалық жабдықтарды әзірлеу және дайындау.
Қорытындылар
- Білімнің қазіргі деңгейі, сондай-ақ қолда бар және әзірлену сатысында тұрған технологиялар оптимистік болжамдарға негіз береді: адамзатқа энергетикалық ресурстардың сарқылуына қатысты да, энергетика туындататын экологиялық проблемалар тұрғысынан да тығырыққа тірелмейді.
- Баламалы энергия көздеріне (таусылмайтын және экологиялық таза) көшудің нақты мүмкіндіктері бар.
- Энергия алудың ең перспективалы тәсілі-биоэнергияны дамыту.
Энергияны ұтымды пайдалану қажет
- Энергия үнемдейтін технологияларды жаппай енгізу және осылайша экономикаға зиян келтірместен парниктік газдар шығарындыларын айтарлықтай азайту.
- Қолжетімді құралдар есебінен энергия тұтынуды қысқарту: терезелерді, есіктерді оқшаулау, электрконвекторлардың қызуын реттеу, жарықты уақтылы өшіру, қыздыру шамдарын энергия үнемдейтіндерге ауыстыру.