Рецензенты:
кандидат экономических наук Б. З. Пириашвили (СОПС АН УССР);
кандидат географических наук, доцент Г. Д. Проценко (Киевский госуниверситет)
Редакция литературы по биологии, географии и экологии Зав. редакцией А. А. Москалюк
Волеваха Н. М., Волеваха В. А.
Нетрадиционные источники энергии. — Киев: Выща школа. Головное изд-во, 1988. — 62 с.; 1 табл., 10 ил. — Библиогр.: 7 назв. — (Новое в науке и технике — студентам и учащимся).
ISBN 5—11—000101—4.
В брошюре описаны достижения советской и мировой науки в использовании солнечной и ветровой энергии, энергии термальных вод и морских приливов, других малоизвестных источников энергии в современных условиях. На конкретных примерах показана экономическая целесообразность использования возобновляемых источников энергии.
Нормативные материалы приведены по состоянию на 1 января 1988 г.
Для студентов вузов, учащихся техникумов, профтехучилищ и общеобразовательных школ.
«Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней...»
В. И. Ленин
Введение
Высказывание В. И. Ленина, приведенное в эпиграфе, начертано у входа в павильон «Атомная энергия» на ВДНХ СССР. Оно зовет вперед к открытиям новых горизонтов науки.
Уровень развития цивилизации определяется количеством потребляемой энергии. Основными источниками тепловой энергии в настоящее время являются полезные ископаемые — каменный и бурый уголь, нефть, газ, сланец и торф. Их запасы из года в год уменьшаются. Огромными природными богатствами обладает Мировой океан, но эти богатства используются пока в незначительном объеме.
Главной задачей и важным условием дальнейшего развития цивилизации на Земле является использование таких видов и источников энергии, применение которых не нарушало бы создавшегося на протяжении миллионов лет равновесия в природе. В связи с этим большое внимание должно быть уделено энергии солнечного излучения, энергии текущей воды, ветра, морских волн, живых организмов и т. д.
Все они, вместе взятые, могут быть объединены под общим названием «нетрадиционные источники энергии». Их широкое применение (при отсутствии загрязнения окружающего пространства и без нарушения энергетического баланса в природе) должно в значительной степени компенсировать дефицит энергии в будущем.
На Землю поступает огромное количество солнечной энергии: ежегодно на каждого жителя планеты приходится около 40 тыс. кВт. Среднее же потребление всех видов энергии на одного человека за год составляет в Европе примерно 4 кВт, в мире — не более 1 кВт, а в отдельных развивающихся странах — не превышает 0,2 кВт.
Наибольшей концентрацией энергии обладают ядерные и термоядерные виды топлива, дающие до 1010 Вт-ч энергии на 1 кг массы. Поэтому основная перспектива развития большой энергетики базируется на использовании атомной и термоядерной энергии.
Термоядерный синтез гарантирует безграничность ресурсов (в качестве рабочего вещества используется вода) и безвредность. Однако на пути его реализации стоят большие научные и технические трудности, в том числе и ликвидация угрозы теплового загрязнения, повышения температуры окружающей среды. Подъем температуры даже на несколько градусов резко меняет экологическую ситуацию, а с учетом все возрастающего наращивания мощностей, без существенного изменения теплосброса Земли, может привести к изменению климата и состава атмосферы. По мнению советских ученых, перегрев Земли на 3,5 °C следует считать критическим. Дальнейшее увеличение перегрева может привести к катастрофическим последствиям. Из-за угрозы перегрева Земли и воды производство всех видов энергии на нашей планете не должно превышать 1 % падающей на Землю солнечной энергии. И в будущем, при использовании термоядерной энергии, солнечная энергия на планете должна будет превышать термоядерную энергию более чем в сто раз, оставаясь по-прежнему основным источником жизни на Земле.
Таким образом, необходимость исследования возможности использования самовозобновляющихся источников энергии не вызывает сомнения, так как определяется: бурным ростом потребления электрической энергии, которое через 50 лет, по приближенным оценкам, возрастет в 3—4 раза, а в развитых странах — в 5—6 раз; истощением в обозримом будущем разведанных запасов ископаемого топлива. Даже при современном уровне его потребления уже через 25 лет значительная доля необходимой электроэнергии должна будет обеспечиваться источниками принципиально нового типа, отличными от тепловых станций;
загрязнением окружающей среды, вызываемым оксидами азота и серы, углекислым газом, пылевидными остатками, а также тепловым перегревом атмосферы (при сжигании ископаемого топлива).
Рациональное, бережное отношение к природе и ее энергетическим ресурсам — одна из важнейших задач современной энергетики. Актуальность этой задачи, как подчеркнуто на XXVII съезде КПСС, связана с тем, что речь идет о невосполнимых богатствах. За их правильное, рачительное использование мы несем ответственность не только перед нынешним, но и перед будущими поколениями.
Без использования самовозобновляющихся источников энергии, которые практически неисчерпаемы и во время эксплуатации которых отсутствует загрязнение окружающей среды, решение энергетических проблем становится невозможным. Пессимизм некоторых ученых в вопросах возможности использования самовозобновляющихся источников энергии связан скорее с современным техническим и технологическим уровнем, а также с экономическими оценками сегодняшнего дня, чем с трудностями принципиального характера. Совершенно очевидно, что и цивилизация, непосредственно использующая энергию этих источников, наиболее соответствует общему ходу развития истории.
В брошюре показана возможность использования лучистой энергии Солнца, воды, ветра и морских волн для получения тепловой и электрической энергии с целью повышения урожайности, улучшения условий быта сельского населения без применения органического топлива. Ее авторы стремятся в популярной форме разъяснить учащимся старших классов, студентам, всему подрастающему поколению важность этой проблемы. Над ее решением работает кафедра возобновляемых источников энергии Киевского политехнического института. Исследования комплексного использования нетрадиционных источников энергии осуществляется согласно научно-технической целевой программе «Энергокомплекс».
