Енергія

Енергія – це загальна міра матеріального руху при його перетворенні з одного виду в інший. Які б процеси не відбувалися, завжди загальна кількість енергії залишається незмінною.

Джерелом енергії на Землі є:

• сонячне випромінювання,

• кінетична енергія обертання планети Земля та її супутника Місяця,

• енергія земних надр.

Основні перетворювачі енергії в біосфері – живі організми. Рослини та земна поверхня за рік поглинають енергії в середньому 5 тис. МДж/м².

Перенесення енергії в живій речовині біосфери характеризується низькою ефективністю. Перенесення від продуцентів до консументів першого порядку складає 10%, а від консументів першого порядку до другого – 20%.

На початку 80-х років щорічне споживання енергії в світі наблизилось до 10 млрд т умовного палива (біля 2 т на людину). Доступного для добування вуглецю є 10–20 тис. млрд. т. Якщо поділити величину резервів вуглецевого палива на видобуток, то нафти вистачить на 30…35 років; вугілля – на 200; газу – на 40…50 років.

У наш час енергію одержують різними шляхами. У 1980р. 70% світової кількості енергії вироблено спалюванням нафти і газу, 20% – вугілля, 3% – гідроелектростанціями, 2% – атомними електростанціями. Решта 5% припадає на нетрадиційні джерела енергії.

Всі види енергетичних ресурсів можна поділити на первинні і вторинні.

До первинних енергетичних ресурсів належать:

• невідновлювані енергоресурси (наприклад, нафта, вугілля, сланці, природний газ, газогідрати, уранова руда);

• відновлювані енергоресурси (наприклад, деревина, торф);

• нетрадиційні джерела енергії (наприклад, енергія вітру, сонячна енергія, геотермальна енергія, вітрова енергія).

Запаси палива в надрах складаються з вугілля, нафти, газу і уранової руди.

Згідно прогнозу до 2030 р. відновлювані джерела енергії замінять біля 2,5 млрд. т умовного палива. Їх доля в загальному балансі теплоти і енергії становитиме біля 8%.

 

Нетрадиційні джерела енергії

Фотоелектроенергія виробляється напівпровідниковими приладами, що перетворюють сонячне випромінювання в електричний струм. Сонячна енергія за 22 сонячних дні за сумарною потужністю еквівалентна всім запасам органічного палива на Землі.

Енергія вітру використовується при швидкостях вітру більше 5 м/с.

Геотермальна теплова енергія – використовують в якості енергії природні парогідротерми, які залягають на глибинi до 5 км.

Для виробництва електричної і теплової енергії в лісопромисловості широко використовують біомасу – енергоносії рослинного походження, що утворюється в процесі фотосинтезу.

Синтетичне паливо (метанол, етанол) може стати важливим джерелом енергії в ХХ ст. З 500 млн. т органічних відходів (біомаси), які отримують в країнах СНД за рік, можна отримати річну економію органічного палива 6 млн. т, а до 2010 р в 3 рази більше.

Енергія припливів – океани мають потенційну енергію у вигляді тепла, енергії течії, хвиль і припливів. Енергопотенціал припливів оцінюють в 780 млн. кВт.

Перспективним та екологічно чистим паливом є водень. Він має втричі більшу теплоту згорання ніж нафта. Світове виробництво водню перевищує 200 млрд м³ за рік. Більше половини його використовують для виробництва аміаку й близько третини на нафтопереробних заводах. Водень виробляють з природного газу, нафти і вугілля.