16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/62/4126.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 10 (62) октябрь 2005 года

Глобальное потепление – следствие деятельности человека?

В последнее время о глобальном потеплении много говорят. Говорят, что оно может привести Землю к новому Всемирному потопу и другим глобальным катастрофам. Но никто не говорит, почему происходит потепление климата Земли?

Миллиарды лет Солнце обогревает Землю. Днем поверхность Земли обогревается, часть тепла солнечных лучей растения запасают, это примерно 0,1% от поступающей на Землю энергии, часть отражается поверхностью Земли в космос, а ночью нагретая поверхность Земли и океанов также отдает тепло в космос, то есть пришедшее от Солнца тепло, кроме 0,1%, усвоенного растениями, отдается Землей в космос, и на Земле миллиарды лет сохранялся баланс тепловой энергии, поступающей от Солнца, а тепло, запасенное растениями, сохранялось на Земле в виде нефти и угля.

Наверное, не каждый год солнечная энергия, запасенная растениями, превращалась на Земле в нефть и уголь, но за те миллиарды лет, что существует Земля и обогревается Солнцем, наверняка наберется много сотен тысяч лет, в которые энергия Солнца, запасенная растениями Земли, впоследствии все‑таки превратилась в уголь и нефть.

На Земле и ранее происходили глобальные катастрофы – были ледниковые периоды, всемирные потопы и др. Но все эти катастрофы происходили без вмешательства человека, основной причиной этих катастроф, предположительно, было вмешательство космоса.

Климат Земли ученые изучают уже несколько столетий! Но до второй половины ХХ столетия никто не говорил о глобальном потеплении!



Что изменилось за последние полвека

Основным критерием увеличения жизненного уровня в настоящее время является увеличение потребления энергии на душу населения. Больше всего на душу населения приходится электроэнергии в США, примерно 12‑14 кВт, в Европе и в нашей стране почти вдвое меньше, ну а в развивающихся странах во много раз меньше, но везде тенденция в потреблении электроэнергии стремится к увеличению, и в настоящее время потребление электроэнергии составляет более 0,2 кВт на каждого человека на Земле.

Рассмотрим наиболее распространенный способ получения электроэнергии – тепловыми электростанциями, – который считается наиболее экономичным. Сначала в котлах сжигается топливо, получая при этом пар, затем в паровых турбинах преобразуют тепловую энергию пара в механическую, которую паровая турбина, вращая электрогенератор, преобразует в электрическую.

КПД лучших котлов 50‑55%
КПД паровых турбин 40‑45%
КПД современных генераторов достигает 95%
КПД передающих электрических линий и теплопроводов 60‑70%
Общий КПД получения электричества таким способом – 11‑16%:
(0,5‑0,55) х (0,4‑0,45) х 0,95 х (0,6‑0,7) = 0,114‑0,165.

Это значит, что на каждый 1 кВт электроэнергии, используемой человеком с пользой, в окружающую среду выбрасывается 6‑9 кВт тепловой энергии, а ведь это один из самых прогрессивных способов получения электроэнергии.

Другим загрязняющим окружающую среду Земли элементом является автомобиль. Как в нем происходит использование тепловой энергии сжигаемого топлива?

КПД двигателя внутреннего сгорания (ДВС) от 15 до 25%, это значит, что 15‑25% сгоревшего топлива используется на передвижение автомобиля с грузом, но для перевозки полезного груза используется еще меньше: так, в легковых автомобилях полезный груз – пассажиры – составляет максимум 30% веса груженого автомобиля, но обычно это меньше, у грузовых автомобилей полезная часть обычно бывает не более 50% веса груженого автомобиля. При этом полезное использование топлива в автомобилях получается равным от 4,5 до 7,5% легковыми и от 7,5 до 12,5% грузовыми, и это при лучших условиях, в других случаях и того меньше, а это значит, что при полезном использовании автомобилями 1кВт тепловой энергии топлива, в окружающую среду выбрасывается от 10 до 20 кВт тепловой энергии, а иногда и больше.



Сколько человечество вырабатывает тепла?

По данным статистики, в 80- х годах прошлого века на каждого человека на Земле приходилось около 0,2 кВт полезно используемой электроэнергии, тогда общее потребление электроэнергии шестью миллиардами человек будет 1,2 млрд. кВт, соответственно в окружающую среду выбрасывается не менее 1,2 млрд. х 8 = 9,6 млрд. кВт тепловой энергии, столько же, если не больше, выбрасывается тепла при использовании тепла на отопление, а всего 19,2 млрд. кВт тепловой энергии.

В настоящее время на Земле более 500 миллионов автомобилей средней мощностью около 100 кВт. Если считать, что используются они в среднем не менее 4 часов в сутки, то в окружающую среду автомобили выбрасывают не менее: 0,5 млрд. х 100 х 4: 24 = 8,4 млрд. кВт тепловой энергии.

Общий выброс тепловой энергии в окружающую среду будет 27,8 млрд. кВт тепловой энергии, используемой на «благо человечества»!

Много это или мало? На Землю падает 167 млрд. МВт тепловой энергии Солнца, из них около 0,1% запасается растительностью Земли, т.е. остается на Земле, а это будет 167 млрд. кВт.

Исходя из вышеизложенного видно, что примерно каждые 6 лет высвобождается при помощи человечества тепловая энергия, равная ежегодно запасаемой растительностью Земли. Человечество высвобождает энергию, соизмеримую с энергией Солнца, поступающей на Землю. И за последние полвека человечество высвободило почти десятилетний запас тепла, запасаемого растительностью Земли, интенсивно сжигая нефть и уголь, и если за миллиарды лет существования Земли баланс тепловой энергии, поступающей от Солнца, она приспособилась держать в равновесии, то энергия, поступившая за последние десятилетия в окружающую среду, уже нарушает существовавший ранее тепловой баланс, т.е. человечество само создает на Земле глобальное потепление, и в дальнейшем это грозит глобальными катастрофами.

Как бороться с глобальным потеплением

На ежегодной конференции автомобилестроителей, проходившей летом 1999 года в Мичиганском университете, Билл Пауэрс, вице-президент корпорации «Форд» по вопросам исследований, говоря о будущем в развитии транспортных средств, заявил, что наряду с двигателем внутреннего сгорания уже в следующие пять‑десять лет автомобили будут оснащаться независимыми электромоторами и многие механические части автомобилей будут заменены электронными.

Все меняется в автомобилях, скоро он будет напичкан электроникой, и только ДВС на последующие 5‑10 лет будет оставаться в автомобиле основным преобразователем тепловой энергии топлива в механическую, а это значит будут те же самые 10‑20 кВт тепла, бесполезно выбрасываемые в окружающую среду, на каждый 1 кВт полезно используемой энергии.

Нужно разобраться, где же происходят основные потери тепла при выработке тепловой и электрической энергии, необходимой для потребления человечеством.

Наибольшая часть тепла выбрасывается котлами при получении пара для паровых турбин, также большие потери происходят при транспортировке тепла и электричества, все это будет 65‑70% от тепла сжигаемого топлива.

Значит, в первую очередь нужно избавиться именно от этих потерь, т.е. нужно повысить КПД котлов и избавиться от транспортировки полученной энергии. Это можно достичь применением мини-ТЭЦ (ТеплоЭлектроЦентр), в котором используются котлы с КПД = 95% (используется рекуперация тепла отработавших газов, сгоревшего топлива), и почти все тепло сгоревшего топлива используется на получение электричества и теплой воды для обогрева, общий КПД мини-ТЭЦ более 90%.

В результате, приблизив источники тепла и электричества к потребителю, можно избавиться от выделения в окружающую среду большого количества тепла, т.е. выделяться будет только 1,2 млрд. кВт тепла вместо выделяемых сейчас 19,2 млрд. кВт, а это в 16 раз меньше.



Альтернатива есть

На земном шаре имеется 17 млн. кв. км поверхности суши, на которую падают солнечные лучи тепловой мощностью около 1 кВт/м2, это пустыни, в основном никем не занятые. Если только 10% этой площади использовать для получения электроэнергии, можно получить около 20 кВт экологически чистой электроэнергии на каждого жителя Земли, в то время как сейчас на каждого жителя Земли приходится около 0,2 кВт электроэнергии, и даже в самой развитой стране США на каждого жителя приходится в настоящее время только 12‑14 кВт электроэнергии, при получении которой ужасно загрязняется окружающая среда.

Получить альтернативную электроэнергию можно при помощи новых технологий. В частности, «Силовая установка на солнечной энергии» по патенту RU № 2184873 может вырабатывать электроэнергию в количестве до 20% от тепловой энергии, отобранной солнечными коллекторами у солнечных лучей. В «Солнечном коллекторе» (см. патент RU № 2183801), на который падают солнечные лучи, до 80% тепла солнечных лучей отбирается теплоносителем, проходящим в «Солнечном коллекторе», это тепло затем переносится в «Силовую установку», где до 20% отобранной энергии турбиной преобразовываются в электричество.

В результате в местах, где солнечные лучи падают с тепловой мощностью около 1 кВт/м2, что бывает в течение 6‑8 часов, да еще 5‑6 часов, когда лучи падают с мощностью около 0,5 кВт/м2, можно получить около 10 кВт часов тепловой энергии с 1 м2 поверхности, или в среднем в течение суток 0,42 кВт/м2. Поэтому с каждого квадратного метра поверхности, на которую падают солнечные лучи, можно получить 0,8х0,42х0,2 = 0,067 кВт электроэнергии, а с поверхности 1000 м х 1000 м = 1000000м2 = 1 км2 можно получить 67000 кВт, или 67 МВт электроэнергии.

Таким образом, используя только 10% площади пустынь, а это будет 1,7 млн. км2, вышеуказанным способом, можно получить 1700000 х 67 = 114000000 МВт электроэнергии, или около 20 кВт экологически чистой электроэнергии на каждого человека Земли.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 10 (62) октябрь 2005 года:

  • Экологическая конференция в рамках юбилея

    Выставка: «Экология в энергетике-2005» Организатор: Московский энергетический институт Место проведения: Россия, г. Москва, МЭИ Дата: 19‑21 октября 2005 г....

  • «Русэлпром»: новые подходы в традициях отрасли

    Машиностроение играет важную роль во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Экономический рост России напрямую связан с развитием машиностроения. В этой отрасли сконцентрированы силы лучших российских предприятий. ...

  • Венесуэла: Основной поставщик нефти в Китай

    Венесуэла крайне заинтересована в том, чтобы стать одним из основных и постоянных поставщиков нефти и продуктов ее переработки Китаю. Об этом заявил президент страны Уго Чавес, выступая перед делегацией китайских дипломатов и бизнесменов, находившихся с визитом в Каракасе, сообщает Национальное радио Венесуэлы. Китайская делегация прибыла в Венесуэлу для участия в четвертом заседании Смешанной китайско-венесуэльской комиссии по экономи...

  • Этот сборник вы ждали 10 лет!

    Результаты многолетних исследований Уральского теплотехнического института («УралВТИ»), созданного 50 лет назад для оказания научно-технической помощи электрическим станциям Урала, Сибири и Казахстана, сегодня приобретают особую актуальность в контексте системной работы по обеспечению как текущей, так и перспективной надежности Единой энергосистемы России, надежности объектов генерации. ...

  • Украина: Отключен четвертый энергоблок Ровенской АЭС

    Из‑за неисправности от энергосети Украины в середине сентября был отключен четвертый энергоблок Ровенской АЭС. Специалисты станции выявили дефект в обмотке статора генератора. По данным НАК «Энергоатом», на четырех атомных станциях Украины работают 12 из 15 действующих энергоблоков. В ремонте пятый блок Запорожской АЭС, где проводится ремонт третьей системы безопасности, промывка маслосистем турбогенератора. На первом энергоблок...