Современное состояние гидро- и ветроэнергетики. Их место в энергетике и влияние на окружающую среду (стр. 1 из 3)
Современное состояние гидро- и ветроэнергетики. Их место в энергетике и влияние на окружающую среду
Реферат
Санкт-Петербург
2011
Введение
Энерге?тика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной, энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию.
Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.
Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда машинным.
Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.
В реферате рассмотрены две отрасли энергетики:
- Гидроэнергетика. В этой отрасли электроэнергия производится на Гидроэлектростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.
- Ветроэнергетика, отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве.
Современное состояние гидроэнергетики, её место в энергетике и влияние на окружающую среду.
Гидроэлектроста?нция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Более 150 стран мира располагают гидроэлектростанциями, из них 42 страны в Африке, 38 — в Европе, 31 — в Азии, 18 — в Северной и Центральной Америке, 14 — в Южной Америке, 9 — в Океании и 6 — на Ближнем Востоке.
На ГЭС в 63 странах мира вырабатывается 50 % всей электроэнергии и более, в том числе в 23 странах — свыше 90 %. Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в суммарной выработке — 98 %), Канаде и Швеции. В Парагвае 100 % производимой энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях.
Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии. В этой стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира, а также крупнейшая ГЭС мира «Три ущелья» на реке Янцзы и строящийся крупнейший по мощности каскад ГЭС. Ещё более крупная ГЭС «Гранд Инга» мощностью 39 ГВт планируется к сооружению международным консорциумом на реке Конго в Демократической Республике Конго (бывший Заир). Суммарная мощность гидроэлектростанций в мире достигает 777 ГВт.
На 2008 год крупнейшими производителями гидроэнергии (включая переработку на ГАЭС) в абсолютных значениях являются следующие страны:
| Страна | Потребление гидроэнергии в ТВт·ч |
| 1. Китай | 585 |
| 2. Канада | 369 |
| 3. Бразилия | 364 |
| 4. США | 251 |
| 5. Россия | 167 |
| 6. Норвегия | 140 |
| 7. Индия | 116 |
| 8. Венесуэла | 87 |
| 9. Япония | 69 |
| 10. Швеция | 66 |
| 11. Франция | 63 |
Крупнейшие ГЭС в мире
| Наименование Мощность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч География | |||
| Три ущелья | 22, 40 | 100, 00 | р. Янцзы, г. Сандоупин, Китай |
| Итайпу | 14, 00 | 100, 00 | р. Парана, г. Фос-ду-Игуасу, Бразилия/Парагвай |
| Гури | 10, 30 | 40, 00 | р. Карони, Венесуэла |
| Черчилл-Фолс | 5, 43 | 35, 00 | р. Черчилл, Канада |
| Тукуруи | 8, 30 | 21, 00 | р. Токантинс, Бразилия |
Гидроэлектростанции России
По состоянию на 2009 год в России имеется 15 гидроэлектростанций свыше 1000 МВт (действующих, достраиваемых или находящихся в замороженном строительстве), и более сотни гидроэлектростанций меньшей мощности.
Крупнейшие гидроэлектростанции России
| Наименование Мощность, ГВт Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч География | |||
| Саяно-Шушенская ГЭС | 6, 40[ 1] | 23, 50[ 1] | р. Енисей, г. Саяногорск |
| Красноярская ГЭС | 6, 00 | 20, 40 | р. Енисей, г. Дивногорск |
| Братская ГЭС | 4, 52 | 22, 60 | р. Ангара, г. Братск |
| Усть-Илимская ГЭС | 3, 84 | 21, 70 | р. Ангара, г. Усть-Илимск |
| Богучанская ГЭС | 3, 00 | 17, 60 | р. Ангара, г. Кодинск |
| Волжская ГЭС | 2, 58 | 12, 30 | р. Волга, г. Волжский |
| Жигулёвская ГЭС | 2, 32 | 10, 50 | р. Волга, г. Жигулевск |
| Бурейская ГЭС | 2, 01 | 7, 10 | р. Бурея, пос. Талакан |
| Чебоксарская ГЭС | 1, 40 | 3, 31 | р. Волга, г. Новочебоксарск |
| Саратовская ГЭС | 1, 36 | 5, 7 | р. Волга, г. Балаково |
| Зейская ГЭС | 1, 33 | 4, 91 | р. Зея, г. Зея |
| Нижнекамская ГЭС | 1, 25 | 2, 67 | р. Кама, г. Набережные Челны |
| Загорская ГАЭС | 1, 20 | 1, 95 | р. Кунья, пос. Богородское |
| Воткинская ГЭС | 1, 02 | 2, 60 | р. Кама, г. Чайковский |
| Чиркейская ГЭС | 1, 00 | 2, 47 | р. Сулак, п. Дубки |
Примечания:
↑ 1 Указано значение до аварии.
Рис. 1. Плотина Братской ГЭС.
Воздействие на окружающую среду объектов гидроэнергетики
На этапе строительства:
При образовании водохранилищ происходит прямое затопление и уничтожение обширных площадей земель (в т.ч. особо плодородных), населенных пунктов, промышленных объектов. Также в зону затопления могут попадать неразведанные месторождения полезных ископаемых.
Происходит полное уничтожение наземных экосистем в зоне будущего затопления и прилегающих районов в процессе строительных работ, подготовки ложа водохранилища, прокладки дорог и т.д.
Появление больших коллективов строителей неизбежно ведет к расширению зон негативного антропогенного воздействия, в частности браконьерства. Уничтожение растительного покрова, прокладка дорог и других линейных сооружений, подрезка склонов приводит к активизации негативных геоморфологических процессов: склоновых (обвалы, оползни), нивальных (лавины), эрозии, деградации многолетней мерзлоты.
Переселение местного населения из зоны затопления на новые места ведет к аналогичным воздействиям в этих новых местах. Изменение условий жизни коренных малочисленных народов Севера, которые в некоторые периоды сезонного цикла плотно привязаны к речным поймам, представляет большую самостоятельную проблему. В районах потенциального строительства в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке никакая электрофикация не компенсирует разрушения традиционного образа жизни особенно «рыболовных» народов.
В период строительства происходит, как правило, наибольшее загрязнение реки, в том числе нефтепродуктами, тяжелыми металлами в результате усиления эрозионных процессов, смыва различных отходов.
В период функционирования водохранилищ:
Зафиксировано усиление частоты и силы землетрясений при возведении высоконапорных плотин.
Создание плотин приводит к появлению новых границ воды и суши с новыми активными/неравновесными процессами. Формирование зоны подтопления вдоль берегов водохранилища приводит к заболачиванию территории. В результате из оборота выводятся или ухудшается качество земель сельскохозяйственного назначения.
Водохранилище оказывает существенное влияние на микроклимат – увеличение осадков в прибрежной части, количества дней с туманами, отепляющее влияние осенью и охлаждающее весной. Дополнительное испарение с акватории водохранилищ уменьшают общие ресурсы речного стока. Полностью перестраивается система местообитаний рыб. Блокируется возможность сезонных миграций проходных и полупроходных рыб. Рыбопропускные сооружения на гидроузлах показали свою крайне низкую эффективность. На обилии оседлых стад рыб сказывается отчуждение традиционных мест нереста, перестройка условий нереста, нагула и зимовок, трансформация основных нерестовых участков и зимовальных ям.
При аварийных ситуациях:
Может произойти полное разрушение экосистем, населенных пунктов, гибель людей и животных в зоне воздействия волны прорыва и сопутствующего ему затопления. Одновременно этот процесс будет сопровождаться загрязнением реки и затапливаемой местности.
Осушившиеся части водохранилища вплоть до вторичного заполнения водохранилища после восстановления гидроузла или дорогостоящей рекультивации земель будет представлять собой бесплодную пустыню.
Современное состояние ветроэнергетики, её место в энергетике и влияние на окружающую среду.