Класифікація джерел енергії та видів палива

РОЗДІЛ 1.   ПРЕДМЕТ ВИВЧЕННЯ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ПАЛИВ

1. Класифікація джерел енергії та видів палива

1. Енергетичні ресурси

Наш сучасний світ повністю залежить від енергії. Вона необхідна для всіх видів діяльності, для будь-яких машин і приладів. Тому забезпечення енергетичними ресурсами відіграє дуже важливу роль для майбутнього людства.

[pic 1]

Енергоресурси поділяють на первинні та вторинні.

[pic 2]

До первинних ресурсів належать сира нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, вода річок і океанів, гейзери, вітер тощо.

[pic 3]

Загальні запаси енергії, на які може розраховувати людство, оцінюються первинними енергетичними ресурсами. Залучення до використання вторинних енергетичних ресурсів дозволяє заощадити первинні енергоносії і зменшити антропогенний вплив на довкілля.

У свою чергу, первинні ресурси (або види енергії) поділяють на відновлювані і невідновлювані (рис. 1). 

[pic 4][pic 5]

Таким є викопне органічне паливо (вугілля, нафта, природний газ, торф, горючі сланці). Ці види палива складаються із суміші вуглеводнів. В процесі спалювання (окиснення) ці речовини утворюють вуглекислий газ СО2 та воду Н2О. Особливе місце серед невідновлюваних енергоносіїв займає ядерна енергія. Якщо говорити про ядерне паливо, то кількість радіоактивних матеріалів у земній корі обмежена, і, у разі використання їх у сучасних реакторах на теплових нейтронах, ресурси цього палива варто розглядати як невідновлювані. Однак, при використанні урану в реакторах-розмножувачах, одержувана енергія збільшується настільки, що це джерело можна вважати відновлюваним.

[pic 6]

Наприклад: біомаса, енергія сонця, вітру, хвиль; гравітаційна взаємодія Сонця, Місяця і Землі (наслідком якої є морські припливи та відпливи), теплова енергія ядра Землі, а також реакцій радіоактивного розпаду і хімічних реакцій в її надрах (геотермальна енергія гейзерів).

Крім природних джерел відновлюваних енергоресурсів, сьогодні дедалі більшого значення набувають антропогенні, до яких належать теплові, органічні та інші відходи діяльності людства – так  звані вторинні енергоресурси.

Разом з визначенням «відновлювані джерела енергії» часто використовують термін «альтернативні джерела енергії».

[pic 7]

Це відновлювані джерела енергії, до яких належать сонячна, вітрова, геотермальна енергія, енергія хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів, газу каналізаційно-очисних станцій, біогазів, а також вторинні енергетичні ресурси: доменний та коксівний гази, газ метан дегазації вугільних родовищ, скидний енергопотенціал технологічних процесів. Перевага таких джерел енергії у тому, що їх вистачить на мільйони чи навіть на мільярди років і вони не завдають шкоди природі.

Згідно з класифікацією Міжнародного енергетичного агентства, до відновлюваних джерел енергії належать такі категорії:

• поновлювальні джерела енергії, які спалюються, це відходи біомаси (тверда біомаса і тваринні продукти: біологічна маса, у тому числі будь-які матеріали рослинного походження, що використовуються безпосередньо як паливо або перетворюються на інші форми перед спалюванням;
• газ з біомаси: біогаз, отриманий у процесі анаеробної ферментації біомаси і твердих відходів, який спалюється для виробництва електрики і тепла;
• муніципальні відходи: матеріали, що спалюються для продукування теплової та електричної енергії (відходи житлового, комерційного і громадського секторів). Утилізуються муніципальною владою з метою централізованого знищення;
• промислові відходи: тверді й рідкі матеріали (наприклад, автомобільні покришки), що спалюються безпосередньо для виробництва теплової й електричної енергії, зазвичай на спеціалізованих підприємствах;
• гідроенергія: потенціальна, або кінетична, енергія води, перетворена на електричну енергію за допомогою гідроелектростанцій, як великих, так і малих;
• геотермальна енергія: теплова енергія, що надходить із земних надр, зазвичай у вигляді гарячої води або пари. Використовується для виробництва або безпосередньо як джерело тепла для систем теплопостачання, потреб сільського господарства тощо;
• сонячна енергія: випромінювання Сонця, що використовується для одержання гарячої води й електричної енергії;
• енергія вітру: кінетична енергія вітру, що застосовується для виробництва електроенергії у вітрових турбінах;
• енергія припливів, морських хвиль і океану: механічна енергія припливних потоків , або хвиль, що використовується для виробництва електричної енергії;

Енергетичний потенціал поновлюваних енергетичних ресурсів величезний. Достатньо сказати, що тепло, яке земля отримує за рік від сонця, приблизно в 20000 разів перевищує річне споживання енергії всім людством. Також досить високі потенціали мають енергія вітру і біомаси, але в наш час із всіх цих джерел енергії в якості комерційних, тобто таких, що споживаються у промислових масштабах, практично використовується тільки гідравлічна енергія, на частку якої приходиться близько 2 % загального світового виробництва енергоресурсів.