1.6. Основные виды энергии

Различают следующие виды энергии: тепловую; механическую; электрическую; химическую; магнитную; световую; атомную; биологическую.

Электрическая энергия является одной из совершенных и технологичных видов энергии, широкое использование которой обусловлено следующими факторами:

-получением в больших количествах вблизи месторождения ресурсов и природных источников;

- возможностью транспортировки на дальние расстояния с относительно небольшими потерями;

-способностью трансформации в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую, химическую;

-отсутствием загрязнения окружающей среды при транспортировке и использовании;

-внедрением на основе электроэнергии принципиально новых прогрессивныx технологических процессов с высокой степенью автоматизации;

-легкой возможностью постоянно измерять и контролировать процесс на стадии получения, передачи и использования;

-нет необходимости утилизации отходов после использования.

Тепловая энергия широко используется для выполнения технологических процессов на современных предприятиях, организациях и в быту в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива. В настоящее время не менее 65% технологических процессов требуют использования тепловой энергии (хлебопечение, приготовление пищи, производство продуктов питания; выплавка и обработка металлов и сплавов; осуществление химических технологических процессов и т.д.

Механическая также широко используется для выполнения различных технологических процессов (деформация металлов и сплавов; разрушение и резание материалов; приведение в движение различных твердых тел, механизмов, устройств и др.).

Атомная энергия освобождается при ядерной реакции в результате ядерных превращений в реакторах, вначале превращается в тепловую энергию, а затем в электрическую. Часто используется для разрушения, например, при взрыве атомной бомбы. Отличается уникальной мощностью.

Химическая энергия выделяется при химической реакции веществ и выделении электричества тепла или холода.

Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности, в электрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содер­жат указания на то, какой вид первичной энергии преобразуется на них в электрическую: на тепловой электрической станции (ТЭС) - тепловая; на гидроэлектростанции (ГЭС) - механическая (энергия движения воды); на гидроаккумулирующей станции (ГАЭС) - механическая (энергия движения предварительно наполненной в искусственном водоеме воды); на атомной электростанции (АЭС) - атомная (энергия ядерного топлива)

1.7. Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы.

Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии.

Возобновляемая энергия присутствует в окружающей среде в виде энергии, не являющейся следствием целенаправленной деятельности человека.

К возобновляемым энергоресурсам относят энергию:

- Солнца;

- мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн;

- рек;

- ветра;

- морских течений;

- морских водорослей;

- вырабатываемую из биомассы;

- водостоков;

- твердых бытовых отходов;

- геотермальных источников.

Недостатком возобновляемых источников энергии является низкая степень ее концентрации. Но это в значительной степени компенсируется широким распространением, относительно высокой экологической частотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рационально использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует потоки энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспределяет, но не нарушает их общий баланс.

Неиспользование потоков энергии возобновляемых источников приводит к ее безвозвратной потере, предопределяет несколько иной подход к оценке эффективности устройств, применяющих эти источники, по сравнению с устройствами, работающими на невозобновляемых ресурсах.

Учитывая истощенность энергетических ресурсов, роль использования возобновляемых источников энергии во многих странах с каждым годом возрастает. Так, выработка электроэнергии на ветряных установках увеличивается в среднем в год на 24%, от солнечных батарей - на 17, а на геотермальных станциях - на 4%.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии.

Энергия невозобновляемых источников, в отличие от возобновляемых, находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

К невозобновляемым (невосполняемым) энергетическим ресурсам относят:

- каменный уголь, запасы которого в мире оцениваются в 10-12 трлн. т;

- нефть, запасы которой распределены крайне неравномерно на Земле: на Ближнем и Среднем Востоке - 67, в Африке - 12,5, Юго-Восточной Азии и Дальнем Востоке - 3, Северной Америке - 9, Центральной и Южной Америке - 5,5, Западной Европе - 3 %. По уровню добычи нефти Россия занимает 3-е место в мире, уступая только Саудовской Аравии и США. В 2009 г. ею добыто 500 млн. т.

Подавляющая часть нефти потребляется в Северной Америке, и, прежде всего в США, в индустриально развитых странах Западной Европы и Японии;

- природный газ, запасы которого характеризуются данными, приведенными в таблице 1.2 Как видно из этих данных, основные разведанные запасы газа в мире сосредоточены в России (32 %), Иране (15,7 %), Катаре (6 %). Добыча газа в России составляет 25,1, в США - 24,1, Канаде -8,1 % от мировой. Владельцами крупных газовых месторождений также являются: Казахстан, Туркменистан, Ирак, Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Египет, Алжир, Ливия. Активно осваиваются газовые шельфы в Северном и Норвежском морях. Суммарные запасы природного газа здесь превышают российские.

Таблица 1.2 Доказанные запасы газа в мире

Регионы и страны	Запасы на 1 января 2000 г.
	млрд м^3%
Центральная и Южная Америка В т. ч. Венесуэла	6304,8 4035,2	4,3 2,7
Ближний и Средний Восток В т. ч.: Абу-Даби Иран Катар Саудовская Аравия	49533,4 5553,0 23002,0 8495,1 5776,7	33,8 3,8 15,7 5,8 3,9
Африка В т. ч.: Алжир Нигерия	11161,6 4522,2 3511,3	7,6 3,1 2,4
Западная Европа В т. ч.: Нидерланды Норвегия	7108,8 1771,0 3847,0	4,9 1,2 2,6
Восточная Европа и СНГ В т. ч. Россия	54916,7 46900,0	37,5 32,0
Юго-Восточная Азия и Австралия В т. ч.: Китай Малайзия Индонезия	10292,5 1367,7 2313,5 2046,4	6,9 0,9 1,5 1,4
ВСЕГО	146622,8	100,0

На начало 2000 года месторождения нефти и газа были открыты более чем в 90 странах мира. Разведанные запасы газа в мире составляют 146,6 трлн. м³, нефти - 138, 6 млрд. т. Доля газа в топливно-энергетическом комплексе мира составляет в настоящее время 22 %, в России - более 50 %, в которой открыто 769 месторождений, а разведанные запасы к началу 2000 года насчитывали 46,9 трлн. м³.

Из общего объема добываемого газа в России на долю ОАО «Газпром» приходится 94 % в России и 23 % в мировой добыче. Протяженность газовых магистралей России составляет свыше 150 тыс. км. Являясь крупнейшей газодобывающей компанией, «Газпром» производит около 8 % ВВП страны и обеспечивает до 25 % всех налоговых поступлений в федеральный бюджет. Обнаружены значительные запасы нефти и газа в Северном ледовитом океане

Энергетические ресурсы принято характеризовать числом лет, в течение которых данного ресурса хватит для производства энергии на современном качественном уровне. Из доклада комиссии Мирового энергетического совета при современном уровне потребления запасов угля хватит на 250 лет, газа — на 60 лет, нефти — на 40 лет. При этом по данным Международного института прикладного системного анализа, мировой спрос на энергоносители вырастет с 9,2 млрд. т в пересчете на нефть (конец 1990-х гг.) до 14,2—24,8 млрд. т в 2050 году.

Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой выработке первичной энергии представлена на рис. 1.6.