• No results found

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА У СВІТЛІ ВИРІШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА У СВІТЛІ ВИРІШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ"

Copied!
20
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Харківський національний технічний університет сільського господарства імені П. Василенка МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ З ОСНОВ ЕКОЛОГІЇ ТА ІНЖЕНЕРНОЇ ЕКОЛОГІЇ

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА У СВІТЛІ

ВИРІШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ

Харків 2014 Затверджено на засіданні кафедри оптимізації технологічних систем ім. Т.П. Євсюкова Протокол №9 від 19.04.2014 р. Затверджено на засіданні Методичної радиННІ МСМ Протокол №7 від 25.04. 2014 р.

(2)

2

О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, Н.Ю. Гаврилович, С.І. Кочетова, Л. С. Осипова, В.В. Безпалько Альтернативна енергетика у світлі вирішення екологіч-них проблем: Методичні рекомендації до самостійної ро-боти з основ екології та інженерної екології. – Х.: ХНТУСГ, 2014. – 20 с. Рецензенти: І.П. Білаш, канд. техн. наук, доцент /Харківський націона-льний технічний університет сільського господарства ім. П. Василенка В.В. Юрченко - канд. с.-г. наук, доцент /Харківська держав-на зооветеридержав-нардержав-на академія © О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, Н.Ю. Гаврилович, С.І. Кочетова, Л. С. Оси-пова, Безпалько В.В. 2014 © Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка 2014 Методические указания предназначены для самостоятельной рабо-ты по курсу основы экологии и инженерная экология. В методических указаниях приводится краткая характеристика технологий получения энергии из альтернативных источников, оцени-ваются преимущества и недостатки этих технологий с точки зрения их воздействия на окружающую среду . Рассчитаны для студентов высших учебных заведений технических специальностей.

(3)

3

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА ЯК СПОСІБ ВИРІ-ШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ Мета: 1. Дослідити можливості використання альтернати-вних джерел енергії; 2. Оцінити екологічні переваги використання альтер-нативних джерел енергії; 3. Визначити перспективи України у впровадженні альтернативної енергетики. Загальні відомості Україну цілком можна віднести до країн зі значним рі-внем антропогенного навантаження. За результатами На-ціональної доповіді про стан навколишнього природного середовища у 2011 році викиди забруднюючих речовин в атмосферу становили 6877,3 млн. т.; більше 1200 населених пунктів України частково або повністю користувалися при-візною водою; сільськогосподарська освоєність території складає 69,8%, а розораність земель – 53,8%. Річний обсяг утворених відходів досягає 447 млн. т. Таким чином, можна стверджувати, що в Україні сформоване змінене середови-ще, яке є джерелом небезпеки і для біосферних процесів (зокрема, кліматоутворюючих), і для здоров’я людини. У цих умовах оптимізація стану навколишнього середо-вища є стратегічною і невідкладною задачею для держави. Один з найважливіших аспектів її вирішення – перехід від використання викопних видів палива на альтернативні джерела (рис.1). Саме спалювання вугілля, нафтопродук-тів, природного газу є головним чинником забруднення по-вітря і з 90-% вірогідністю – змін клімату. До того ж енерге-тичних ресурсів на Землі залишається все менше і менше. За розрахунками спеціалістів, при збереженні сучасних те-мпів розвитку цивілізації розвіданих ресурсів вугілля ви-стачить на 600 років, нафти – на 90, природного газу – на 50, урану – на 27 років. Практично невичерпні лише запаси термоядерного палива – водню, але керовані термоядерні реакції поки що неосвоєні і невідомо коли вони будуть

(4)

ви-4

користані для промислового отримання енергії у чистому вигляді. Рис. 1. Схема використовуваних джерел енергії (за М.Ф. Реймерсом) Зміни в енергобалансі світу наведені на рис. 2. АЛЬТЕРНАТИВНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ Геліоенергетика Геліоконденсатори Сонячні батареї Біоенергетика Виробництво біомаси Біосинтез водню Рідке паливо (етанол, рослинна олія) Біогаз Сміттєспалювальні уста-новки „Деревинні‖ таблетки, пелети (паливо з відходів деревини) Альтернативна гідроенергетика „Малі‖ ГЕС Припливні ЕС Хвильові ЕС Станції, що вико-ристовують енер-гію морських течій Енергетика, що викорис-товує різницю темпера-тур Високоградієнтні установки геотермальної енергії „сухо-го‖ і „мокро„сухо-го‖ типу Низькотемпературна енер-гетика, що використовує температуру глибин і пове-рхні моря, теплові насоси Вітроенергетика Вторинна енерге-тика (використовує скидове тепло) Космічна енергетика ТРАДИЦІЙНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ Великі ГЕС усіх типів ТЕС (на вугіллі, нафті, мазуті, газові, торфі) АЕС і ядерні станції усіх типів Двигуни внутрішнього згоряння Теплоустановки Отримання синтетичного палива ЗМІШАНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ Традиційно – альтернативні (атом-но – водневі, соняч(атом-но – дизельні, гібридні автомобілі) Альтернативно – альтернативні (сонячно – водневі і т. д.)

(5)

5

Енергоресурси минулого (1907р.) 40% 10% 20% 10% 20% дрова мазут, керосин енергія вітру енергія води торф і вугілля Енергоресурси майбутнього (2107р.) 18% 15% 20% 25% 3% 7% 12% нафта (нерозвідані запаси) вугілля атом газ (нерозвідані запаси) термоядерний синтез водень відновлювані джерела (вітер, сонце, біопаливо) Рис. 2. Розподіл енергоресурсів (за даними Інституту проблем нафти і газу РАН) Джерела енергії, що їх використовує людство, поділя-ються на дві групи: відновні й невідновні. До першої належать енергія Сонця, вітру, гідроенергія рік, різні види океанічної енергії (морських хвиль, припливів, різниці температур води тощо), а також геотермальна енергія (внутрішнє тепло Землі).

(6)

6

Невідновними джерелами енергії є викопне паливо, ядерна енергія поділу урану й термоядерна енергія, ще не освоєна промисловістю. Ці дві групи різняться за впливом на біосфе-ру. Відновні джерела енергії постійно діють у біосфері, їх ви-користання не призводить до зміни теплового балансу Землі. Використання невідновних джерел енергії призводить до до-даткового нагрівання навколишнього середовища. Вчені вважають, що безпечна межа використання невід-новних джерел енергії становить не більше 0,1% потужності Сонячної енергії, яка надходить на Землю, тобто близько 100 млрд. кВт. Нині цивілізація виробляє для своїх потреб енер-гію на базі невідновних джерел потужністю 10 млрд. кВт — всього в десять разів менше граничної межі. Темпи виробництва енергії в світі нині перевищують темпи зростання населення й становлять близько 3% щорі-чно. Швидке нарощування енергетичних потужностей зу-мовлене необхідністю індустріалізації, збільшенням вироб-ництва споживчих товарів, енерговитрат у сільському гос-подарстві й, особливо, в гірничорудній промисловості. Є лише один спосіб подолання енергетичної кризи. Це перехід до масштабного використання відновних джерел енергії, з яких найпотужнішим є Сонячне випромінювання. Ще в активі людства є енергія вітру, океанів тощо, які в су-мі перевищать ту, що виробляється нині всіма енергоуста-новками. Отже, стратегічне завдання людства — одержан-ня енергії з відновних джерел нетрадиційними методами. Сучасні світові тенденції полягають у розвитку нее-нергоємних технологій, енергозбереження та використан-ні сонячної, вітрової, біоенергетичної, гідротермальної енергії у комплексі з традиційними видами палива. У 2009 році Верховна Рада ухвалила Закон України «Про внесення змін до деяких Законів України щодо сти-мулювання використання альтернативних джерел енергії». Зазначеним законодавчим актом були впроваджені рево-люційні нововведення по запровадженню в державі «зеле-ного» тарифу на електричну енергію, отриману з альтерна-тивних джерел.

(7)

7

Вартість однієї кВт/год для кожного окремого виду еле-ктроенергії, виробленої з альтернативних джерел, щоміся-ця встановлюється Національною комiсiєю, що здійснює державне регулювання у сфері енергетики (НКРЕ). Розмір «зеленого» тарифу вираховується за формулою: роздрібний тариф, встановлений для споживачів другого класу (тобто юридичних осіб), помножений на «зелений» коефiцiєнт. А вже він, у свою чергу, встановлюється «iндивiдуально»: за-лежно вiд обсягу iнвестицiй, які необхiднi для створення електростанції. Найвищий — 4,4-4,6 у сонячній енергетиці (станом на кінець 2013 року 505-509 коп. за кВт/год для со-нячних електростанцій і 463 коп. за 1 кВт/год - для сосо-нячних електростанцій, розміщених на дахах і фасадах). Він врахо-вує найвищу капіталомісткість цього виду альтернативної енергетики. У вiтровiй енергетиці - 1,2-2,1 (122,77 коп. за кВт/год). Електроенергія, вироблена станціями, що працюють на бiомасi, обчислюється за коефiцiєнтом 2,3 (134,46 коп. за кВт/год). Найнижчий коефiцiєнт - 0,8 - у малих ГЕС (станом на кінець 2013 року 126,77 коп. за кВт/год). Встановлений «зелений» тариф буде періодично зменшуватись для новос-творених енергоустановок, починаючи з квітня 2013 року. Водночас Законом України «Про внесення змiн до де-яких законів України» (щодо стимулювання використання альтернативних джерел енергії) були внесені поправки до Закону України «Про електроенергетику» і встановлено не лише «зелений» тариф, а й так звану «пріоритетну» оплату. Тобто, держава не лише встановила спеціальний тариф ро-звитку на електричну енергію, вироблену з альтернативних джерел, а й законодавчо забезпечила отримання підприєм-ствами, що виробляють таку електричну енергію, повної оплати грошовими коштами. В Україні другий рік поспіль альтернативна енергетика розвивається інтенсивніше, ніж традиційна. Відновні дже-рела енергії у 2012 році, за інформацією держпідприємства «НЕК Укренерго», обігнали і за темпами розвитку викопне паливо, і за величиною приросту встановлених потужностей електростанцій.

(8)

8

Виходячи з природних умов, що є в Україні, найперспе-ктивнішими напрямками альтернативної енергетики мож-на мож-назвати вітрову, сонячну та енергетику мож-на основі біома-си. Вітроенергетика За підрахунками вчених, загальний вітроенергетичний потенціал Землі в 30 разів перевищує річне споживання електроенергії в усьому світі. Принцип роботи вітрогенераторів полягає у приведенні у рух лопатями динамо-машини – генератора електричного струму, який і подається в електромережу. Кількість вироб-леної енергії передусім залежить від сили вітру та довжини лопатей. Споруджуються станції переважно постійного струму. Можливості використання цього виду енергії в різних місцях Землі неоднакові. Основна частина вітроагрегатів, що використовуються на електростанціях, починає вироб-ляти електроенергію при швидкості вітру 5 м/с. Саме такою є середньорічна швидкість вітру в Карпатському, Причор-номорському, Приазовському, Донбаському, Західно-Кримському, Східно-Кримському регіонах країни. Сьогодні в Україні працюють вітрові електростанції: Аджигольська, Асканієвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська й Тру-скавецька ВЕС; у 2012 році були введені в експлуатацію Бо-тієвська ВЕС потужністю 78 МВт ("Вінд Пауер"), Очаківська і Тузлівська ВЕС (25 МВт і 12,5 МВт, вітряний парк "Очаківсь-кий"), Новоросійська ВЕС (3,08 МВт, "Вінкрафт Україна"), Сиваська ВЕС (2,92 МВт, "Сивашенергопром"). Зростання встановлених потужностей вітроелектростанцій (ВЕС) в Укра-їні у 2012 році становило 2,2 рази до 262,8 МВт. Найбільш поширені вітрогенератори крильчатого типу (рис. 3) з горизонтальною віссю обертання.

(9)

9

Рис. 3. Вітрогенератори крильчатого типу

Також можна зустріти вітрогенератори карусельного типу (рис.4) з вертикальною віссю обертання і ортогональні (мають вертикальну вісь і лопаті як крила літака).

(10)

10

Рис.4. Вітрогенератори карусельного типу Питома електрична потужність вітроустановок складає 30–40 % потужності повітряного потоку. ККД сучасних віт-роустановок становить 25 – 50%, що дає змогу забезпечити вартість отриманої таким чином електроенергії на рівні 5 євроцентів за кВт/год. На жаль, вітроустановки мають свої недоліки: відда-леність від споживачів, (найкраще місце розташування - узбережжя морів); низькочастотний шум (гудіння) працюю-чих вітряків, що негативно впливає на психіку людини; по-рушення теплового балансу; попо-рушення роботи навігацій-них систем і телепередавачів у радіусі 1 – 2км; вібрація, що приводить до ущільнення ґрунту та зникнення ґрунтової фауни із зони впливу; спорадична загибель птахів, що пот-рапляють у лопаті вітродвигунів. Та попри ці моменти, вітрогенератори – це один з най-більш екологічних способів отримання енергії при безкош-товному джерелі цієї енергії. За оцінками вчених, теорети-чний вітропотенціал території України становить 330 млн. МВт, що більш ніж у 6 000 разів перевищує загальну поту-жність нашої енергосистеми. Реальною перспективою для України є створення вітрових потужностей, які генерують-ся, в розмірі 16 000 МВт (в еквіваленті це 16 атомних енер-гоблоків). Геліоенергетика Сонце є найпотужнішим джерелом екологічно чистої енергії. На кожний квадратний метр поверхні земної атмо-сфери падає 1300 Вт сонячної енергії. Проте до поверхні Землі вона доходить не вся: частина відбивається в Космос, частина розсіюється атмосферою, витрачається на утворен-ня озонового шару тощо. Така розсіяність соутворен-нячної енергії є головною перешкодою для її використання. Проте це не зу-пиняє вчених й інженерів, які працюють над проблемою перетворення сонячної енергії. Адже лише 3,5 % сонячної енергії, що падає на Землю, може забезпечити всі енерге-тичні потреби людства на необмежений час.

(11)

11

Для одержання електроенергії використовується кілька методів. З них найперспективнішим вважається метод без-посереднього перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію за допомогою напівпровідникових фо-тоелектричних генераторів (сонячних батарей) (рис.5). Найбільш поширені кремнієві батареї мають ККД 18—20 %, більший ККД (до 30 %) у генераторів з арсеніду галію. Рис. 5. Сонячні панелі Основним компонентом для побудови фотоелектричних систем є сонячні панелі. Вони збираються з окремих соняч-них елементів, принцип роботи яких побудований на основі явища внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках. Со-нячні промені вибивають електрони з верхнього шару напі-впровідника, і потім ці електрони рухаються у нижній його шар, де спостерігається нестача вільних електронів У фотоелектричних перетворювачах сонячної енергії використовується кремній з добавками інших елементів, що створюють структуру з р-n-переходом (рис.6). При чому, то-вщина напівпровідника не перевищує 0,2 – 0,3 мм.

(12)

12

Рис.6. Принцип дії фотоелементу Сонячні фотоелектричні системи мають такі переваги:  Їх робота технічно дуже проста, немає частин, що обертаються, і немає потреби в експлуатаційному об-слуговуванні, окрім періодичного очищення поверхні сонячних панелей.  Сонячні панелі виробляють електроенергію, яка мо-же запасатися в акумуляторних батареях і спожива-тися залежно від ємкості акумуляторної батареї.  Вироблення електричної енергії фотоелектричним процесом абсолютно безшумне і не випускає жодних вуглекислотних й інших, токсичних випарів.  Фотоелектричні сонячні панелі необхідні і незамінні у важкодоступних і віддалених районах, де створен-ня ліній електропередач економічно невигідне. Кремній, з якого виготовляються сонячні елементи, на-зивають ―нафтою 21-го століття‖. Розрахунки показують, що сонячний елемент з ККД 15 %, на який пішло 1 кг кремнію, за 30 років служби може виробити 300 МВт/год електроене-ргії. Таку ж кількість електроенергії можна отримати, ви-тративши 75 т нафти (з врахуванням ККД теплоелектро-станцій 33% і теплотворної здатності нафти 43,7 МДж/кг). Таким чином, 1 кг кремнію еквівалентний 75 т нафти.

(13)

13

На сьогодні такі батареї незамінні на космічних станці-ях, ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних ста-нціях у пустельних місцевостях, для живлення невеликих радіостанцій геологів, чабанів тощо. Використання фотое-лектричних перетворювачів енергії стримує значна їх вар-тість через потребу у чистому мультикристалічному крем-нії. Електроенергію можна одержувати також за допомогою генераторів, що використовують теплову дію сонячних про-менів (паротурбінні, термоіонні й термоелектричні гене-ратори). Стежачи за рухом Сонця (за допомогою ЕОМ), ге-ліостати спрямовують його промені на парогенератор, на-гріваючи в ньому воду й перетворюючи її на пару з темпе-ратурою 300°С. Пара рухає турбіну з генератором. СЕС, по-будовані за таким принципом, можуть мати потужність до 100 МВт (рис.7). Цей спосіб отримання енергії має меншу вартість, ніж за допомогою сонячних батарей. Рис. 7. Схема роботи Кримської сонячної електростанції [1]: 1 – сонячні промені, 2 – парогенератор – геліоприймач, 3 – парово-дяний акумулятор енергії місткістю 500м3, 4 – геліостати з пло-щею дзеркал 25,5м3 (їх загальна кількість 100шт.) 2 3 1 4 4

(14)

14

У 2012 році сонячні електростанції в Україні (СЕС) збі-льшили потужність у 1,7 рази (на 130,3 МВт) до 317,8 МВт. Були введені в експлуатацію СЕС "Оул Солар", Дунайська СЕС, Дунайська СЕС-2, "Франко Солар", "Франко Піві", "СЕ-1" (5,4 МВт), Слободо-Бушанська и Гальжбіевська, "То-кмак солар енерджи", Цекіновські СЕС №1 і 2, Гордашев-ська, СЕС "Альтен-Інвест", "Гриль", "Вінниця-Енергосервіс", "Чиста енергія-2011" і фотоелектрична стан-ція "Зоря 2003". Через непостійність потоку сонячної енергії найдоціль-ніше використовувати гібридні станції, коли сонячна енер-гія використовується у години максимального споживання або страхується іншими традиційними джерелами. Сонячна енергія може використовуватися для одер-жання побутового тепла (сонячні колектори). У сонячних колекторах знаходиться теплоносій, який нагріває примі-щення або воду для побутових потреб. Слід додати, що в «сонячних будинках», що досить ши-роко впроваджуються в США, Нідерландах, інших країнах Європи, крім колекторів – збирачів тепла, дахи вкривають ще й сонячними батареями, що забезпечують будинки еле-ктроенергією протягом дня. Вартість виробленої на СЕС електроенергії складає 8 – 23 євроценти за кВт/год у світових цінах. Біоенергетичні технології Для виробництва енергії переважно застосовують твер-ду біомасу, а також отримані з неї рідкі та газоподібні па-лива — біогаз, біодизель, біоетанол. Біомаса є відновлюва-ним, екологічно чистим паливом, використання якого не призводить до підсилення глобального парникового ефекту. Сьогодні біомаса — четверте за значенням паливо у сві-ті, яке дає близько 2 млрд. т у.п. енергії на рік, що стано-вить близько 14% загального споживання первинних енер-гоносіїв у світі (у країнах, що розвиваються — більше 30%, іноді до 50—80%). В Європі частка біомаси у загальному споживанні первинних енергоносіїв становить, в середньо-му, більше 3%. Окремі країни значно перевищують цей

(15)

по-15

казник: Фінляндія — 23% (світовий лідер), Швеція — 18%, Австрія — 12%, Данія — 8%, Німеччина — 6%. Побутові відходи, каналізаційні стоки міст, стоки та ві-дходи виробництва й переробки сільськогосподарської про-дукції, величезна кількість органічних залишків після лі-созаготівлі і переробки деревини також можуть бути дже-релом енергії. Найпростіше рішення - це спалювання органічних від-ходів на спеціальних заводах, що забезпечує одержання по-бутового тепла. Також високотемпературне окислення, але за нестачі кисню і підвищеного тиску, дає змогу отримати з органічних решток у середовищі водяного пару синтез-газ – горючу суміш чадного газу і водню. Брикетування твер-дих горючих відходів може спростити використання біомаси з підвищенням теплоти згоряння (пелети). Існує і зовсім інша можливість переробки органічних відходів, що має багато переваг перед згаданими способами — біотехнологічний метод з використанням метанобак-терій. Ці мікроорганізми активно розвиваються в будь-яких органічних рештках, а в результаті процесу їх життє-діяльності утворюється біогаз. Біогаз є сумішшю метану (60-70%), вуглекислого газу (36,6%), водню (3%), кисню (0,2%), сірководню (0,2%). Теплоємність біогазу досить ве-лика: 1м3 утворює стільки ж тепла, як 600 — 800 г антраци-ту. Тонна органічних решток (гній, сміття тощо) дає до 500 м3 біогазу. Бродіння решток відбувається в герметичних умовах у метантенках. Після процесу бродіння залишається добри-во — знезаражене, без запаху, більш цінне, ніж звичайний гній. Іншим прикладом застосування біоенергетичних техно-логій є досліди з використання як енергосировини ріпако-вої олії. Ріпак, досить невибаглива рослина, давно вирощу-ється, зокрема й в Україні, з метою отримання олії, що до-бувається з її насіння, для виготовлення маргарину, лаків і фарб. Зелена маса ріпаку — цінний корм для худоби. Ріпакова олія може успішно замінювати дизельне па-льне для тракторів, автомобілів, морських суден тощо. При

(16)

16

цьому з неї необхідно відділити гліцерин, більш важку фракцію. Для цього ріпакову олію змішують зі спиртом, до-дають лужний каталізатор і підігрівають. Важливим чин-ником, що викликає підвищений інтерес до біодизельного палива, є його екологічність, тобто менші викиди шкідли-вих сполук у навколишнє середовище. Біодизельне паливо не є абсолютно екологічно чистим, але, порівняно з нафто-вим, воно все ж чистіше. Так, у продуктах згоряння біопа-лива на 8-10% менше монооксиду вуглецю, майже на 50% менше сажі й значно менше сірки (0,005% проти 0,2% у звичайного дизельного палива). І тільки через високий вміст кисню в біопаливі продукти його згоряння містять приблизно на 10% більше оксиду азоту порівняно з нафто-вим дизельним паливом. Біодизельне паливо відзначається високим цетановим числом, що дає можливість використовувати його на дизе-льних двигунах без додаткових речовин, які б забезпечува-ли краще запалювання, особзабезпечува-ливо під час запуску двигуна. Біопаливо характеризується високими мастильними властивостями. Сприяє цьому особливий хімічний склад та високий вміст кисню. Внаслідок змащення рухомих деталей двигуна, який працює на біопаливі, міжремонтний термін його експлуатації збільшується приблизно на 50%. Але найважливішим є той факт, що переходячи на біодизельне паливо, не потрібно додатково переобладнувати ні сам дви-гун, ні інші його системи. У разі попадання в ґрунт або воду біодизельне паливо протягом 25-30 днів практично повністю розпадається й не завдає екологічної шкоди, тоді як один кілограм нафто-продуктів може забруднити майже мільйон літрів питної води, знищуючи при цьому флору й фауну. Але водночас із численними перевагами є і недоліки, властиві біодизельному паливу. Воно агресивніше щодо гу-мових та полімерних деталей двигунів, ніж звичайне наф-тове. Крім цього, біопаливо дещо змінює техніко-експлуатаційні параметри роботи дизельних двигунів. По-тужність двигуна під час роботи у номінальному режимі з

(17)

17

використанням біопалива знижується на 6 - 8%. Разом з цим витрата палива підвищується приблизно на 5 - 8%. Біодизельне паливо досить широко використовують у багатьох країнах Європи та світу. Як правило, рослинні ви-ди палива використовують як добавку (від 5 до 30 %) до традиційного дизельного палива. Зокрема, в Німеччині за рік виробляють близько 2 млн. т біодизельного палива. З 2009 року всі країни Європейського Союзу зобов’язуються виробляти й використовувати біодизельне паливо. А до 2020 року ЄС планує не менше 20% транспорту заправляти біопаливом. При вартості нафти більше 60 доларів за ба-рель біодизельне паливо є більш дешевим, воно зменшує залежність економіки від мінеральної сировини. Ріпак можна з успіхом вирощувати на полях зрошення, які займають тисячі гектарів навколо великих міст і є скла-довою систем каналізації та переробки побутових стоків. Крім того, для задоволення енергетичних потреб цю куль-туру можна вирощувати на землях, заражених радіонуклі-дами, зокрема в 30 – кілометровій зоні ЧАЕС. Радіонуклі-ди, які засвоюються стеблом, листям і коренями ріпаку, до складу олії практично не потрапляють. Таким чином, ріпак можна використовувати з подвійною метою – для дезакти-вації заражених радіонуклідами земель і одержання енер-гетичної сировини. Альтернативним автомобільним паливом є також мети-ловий або етимети-ловий спирт. Біоетанол – це суміш бензину та етанолу (як правило, до 10%), яким можна заправляти звичайні бензинові автомобілі навіть без будь – яких техні-чних удосконалень. В якості сировини підходять практично всі види рослин, що містять цукор: жито, картопля, рис, ку-курудза, буряк, цукрова тростина, просто деревина. В про-цесі бродіння з них отримують спирт, який доводять до 100% міцності видаляючи воду. 10 – відсоткове додавання етанолу знижує викид парникових газів, чадного газу на 20%, бо сприяє більш повному згорянню, збільшує октанове число на 3 одиниці, майже вдвічі знижує токсичність ви-хлопу. В деяких країнах, зокрема в Бразилії, використову-ється біопаливо з 85-% додаванням біоетанолу.

(18)

18

В Україні планується виробництво біоетанолу на поту-жностях спиртових та цукрових заводів. У проекті закону № 10572-1 «Про внесення змін до деяких законів України що-до виробництва та використання моторних палив з вмістом біокомпонентів» встановлюється, що рекомендована норма біоетанолу в бензині, який виробляються та / або реалізу-ються на території України, становитиме у 2013 році не ме-нше 5%, з 2014-2015 років обов'язковий його вміст має бути не менше 5%, а з 2016 року — не менше 7%. В якості сировини для біоетанолу в Україні планується використання меляси і напівпродуктів бурякоцукрового ви-робництва. Виробництво КМТА (біодобавка для палива) в 2011 році збільшилося в 7 разів проти 2010 року і склало 14,416 тис. тонн. Крім того, при вступі до ЄС біопаливо по-винно становити не менше 10% використовуваного палива в країні. Інші види альтернативної енергетики Потужним джерелом енергії є енергія води. Перспекти-вним вважається використання енергії припливів і відпли-вів, морських хвиль, перепадів солоності, температури води тощо. Зокрема, станції можуть використовувати принцип закачування сильним прибоєм морської води в резервуар, розташований вище рівня моря. Звідти вода спускається вниз, крутячи турбіни енергоустановок. Або такий принцип роботи морських хвильових електростанцій: у спеціальному буї-поплавку під дією хвилі коливається рівень води. Це призводить до стискання в ньому повітря, яке рухає турбі-ну. Але потужність припливних процесів на Чорному і Азовському морі дуже незначна для промислового викорис-тання (декілька сантиметрів). Деякі країни успішно використовують геотермальну енергію. Так, система опалення м. Рейк’явік на 80 % забез-печується водою з гейзерів. Але для України це також до-сить екзотичний спосіб. Значні перспективи бачаться у використанні енергії водню – найпоширенішої речовини у Всесвіті. Поки що такі технології ще не набули практичного значення, але цілком

(19)

19

можливо, що найближче майбутнє змінить наші уявлення про подальший розвиток людської цивілізації. Звіт про роботу повинен включати: 1. Назву роботи. 2. Коротку характеристику технологій використання альтернативних джерел енергії. 3. Порівняльну характеристику переваг і недоліків основних нетрадиційних джерел енергії. 4. Оцінку перспектив України у впровадженні альте-рнативної енергетики. Контрольні запитання 1. Які джерела енергії називають альтернативними або нетра-диційними? 2. Які технології використання енергії Сонця? 3. Які переваги і недоліки встановлення сонячних батарей? 4. Як можна використати енергію вітру? 5. Які переваги і недоліки вітроенергетики? 6. Які умови і форми використання енергії біомаси? 7. Які переваги і перспективи використання енергії води? 8. Як політика країн Євросоюзу та США сприяє впровадженню альтеративної енергетики? 9. Які кроки робить Україна у сфері впровадження альтерна-тивної енергетики? Перелік джерел 1. Основи екології: підручник / [О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, С.І. Кочетова та ін.]; за ред. О.В. Солошенко. – Харків: Парустм, 2008. – 371с. 2. Запольський А.К. Основи екології: підручник / А.К. Запольський, А.І. Салюк, за ред. К.М.Ситника. – К.: Вища шк., 2001. – 358с.: іл. 3. Инженерная экология и экологический менеджмент : Учебник / [М.В.Буторина, П.В.Воробьев, А.П.Дмитриева и др.]; под ред. Н.И. Ивано-ва, И.М.Фадина. – М.: Логос, 2003. – 528с.: ил. 4. Вікіпедія. Розділ «Альтернативна енергетика». - [Eлектронний ресурс]. - Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Alternative_energy 5. Альтернативна енергетика. Високі технології. - [Eлектронний ре-сурс]. - / Режим доступу: http://www.annarborusa.org/grow-here/top-industries/alternative-energy-cleantech 6. Альтернативна енергетика. - [Eлектронний ресурс]. - Режим дос-тупу: http://www.altenergy.org/

(20)

20

Навчальне видання МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБО-ТИ З ОСНОВ ЕКОЛОГІЇ ТА ІНЖЕНЕРНОЇ ЕКОЛОГІЇ АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА ЯК СПОСІБ ВИРІ-ШЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ Кафедра оптимізації технологічних систем ім. Т.П. Єв-сюкова Секція агрономії і екології Відповідальний за випуск: А.М.Фесенко Комп’ютерний набір та верстка: А.М. Фесенко Підп. до друку 20.05.14 Зам. № 55 Формат паперу 60х84 1/16 Обл. - вид. арк. 1,5 Тираж 600 Ризограф TR 1510 № 80654645 ХНТУСГ , 61002, м. Харків, вул. Артема 44, кім.101 Підготовлено та надруковано Навчально-методичним відділом Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка

References

Related documents

Awarded to: Wealth managers or other private client practitioners who have used online or print channels to promote their services to private clients or to raise their

Examinations of specimens with different lengths of edge notches by three points bending have been performed in order to determine fatigue strength of welded joints with short

Foundation (SVCF) embarked on this research to complement the existing literature by uncovering country-specific do’s, don’ts, cultural norms and resources for employee

Бабаєва підкреслює, що віднесення питань складання досудової до- повіді до стадії підготовчого провадження є невиправданим з таких міркувань: (1) у цій

• Draw Text On Line – Added settings for layer, size, style and color, plus method to use current drawing properties.. • Line Up Text – Added option to use polyline

Bloc Party embarked on their second major worldwide tour for the album in August 2007, playing across Australia, the US, Mexico, and Canada.[61][65] Upon their return to Europe,

• Конституція України; • Закон України «Про основні принципи та вимоги до безпечності та якості харчових продуктів»; • Закон України «Про ідентифікацію та

Although the emergencies that occurred during the lockdown only affected a small percentage of patients undergoing orthodontic treatment, it is interesting to