Ледостав представляет собой процесс возникновения неподвижного ледяного покрова на водоемах и водотоках. Время наступления этого периода и продолжительность его определяются как особенностями ландшафтной зоны (образование ледового покрытия, как правило, происходит с конца ноября до второй половины декабря), так и особенностями протекания конкретной зимы (туманы, оттепели, ветра), а также типом водоема (глубина, размер и т.д.), наличием постоянных бытовых стоков, грунтовых вод.

Как образуется лед на реках?
Образование льда начинается, когда температура воды снижается до нуля градусов. На мелководье и в водоемах со стоячей водой лед образуется быстрее. При отсутствии ветра и низкой температуре воздуха возникающий ледовый слой относительно равномерно покрывает поверхность водоема. В ветреную погоду ледяной покров может формироваться у берегов при том, что открытое пространство водоема останется свободным до наступления более сильных морозов. Если на этих участках быстрое течение, либо поступают тёплые воды, они могут оставаться безо льда (полыньи).

В период ледостав может происходить осенний ледоход (дрейф льда под воздействием ветра и течения). Может сопровождаться заторами. Осенний ледоход происходит обычно на небольших реках со слабым течением, а также при резких колебаниях уровня воды и потеплении. Формирующийся лед ломается, разбивается ветром, размывается дождями и туманами и уплывает по течению. Скапливаясь, льдины смерзаются, образуя торосы толщиной до трех метров.

Взламываться лед начинает, как правило, в конце марта, и окончательно тает в мае. Зачастую процесс вскрытия льда сопровождается ледоходом и заторами.

Ледостав - период, когда наблюдается неподвижный ледяной покров на реке (водоеме).

Длительность ледостава зависит от продолжительности и температурного режима зимы, характера водоема, толщины снега. Ледостав - характерная черта почти всех рек России. Продолжительность его уменьшается с севера на юг. Ледостав на реках и озерах севера России начинается в конце октября - начале ноября, на юге - во второй половине ноября, когда среднесуточная температура воздуха опускается до –5°С.

Замерзают почти все реки России.

В конце сентября они уже покрыты льдом на полуострове Таймыр, в низовьях рек Яна и Индигирка. Процесс формирования ледостава передвигается на юг и длится около 90 дней.

Самое позднее замерзание рек - конец декабря - происходит на юго-западе России. Продолжительность ледостава определяется климатическими условиями, имеет черты зональности и составляет от 1 до 8 месяцев и более.

По ледовому режиму реки делятся на следующие группы: с устойчивым ежегодным ледоставом различной длительности (большинство рек); с неустойчивым ледоставом, наблюдающимся не ежегодно; с ледовыми явлениями, но без ледостава; без ледовых образований, в районах, где зимой господствует положительная температура воздуха.

Вскрытие рек также определяется зональными особенностями территории, идет с юга на север и продолжается около трех месяцев.

Во время весеннего половодья происходит основной сток рек - от 50 % на севере до 90 % на юге. В феврале–марте вскрываются реки юга Восточно-Европейской равнины и на крайнем юге Приморья. Половодье постепенно переходит на север и северо-восток России. Там реки освобождаются отледяного покрова в мае – июне (низовья реки Хатанга, реки Лена, Колыма и др.).

На крупных реках, текущих с юга, паводочная волна движется на север и взламывает речной лед, образуя заторы и высокийподъем уровней воды(затопление г.

Ленскавесной 2001 г.). В горах, в связи с быстрым течением рек,ледостав почти не бывает, но зимой обильно образуется шуга (всплывший на поверхность или занесенный в глубь потока внутриводный лед в виде комьев, ковров, венков и подледных скоплений).

Из явлений, связанных с зимней жизнью рек, особо выделяются заторы и зажоры.

Заторы представляют собой загромождение русла реки, главным образом, кристаллическим льдом, когда в русле образуются ледяные плотины; зажоры вызываются закупоркой русла реки преимущественно глубинным льдом; и в том и в другом случае происходит подъем воды, нередко происходит затопление прибрежных земель - наводнение.

Прорыв скопившихся ледяных масс, особенно заторных, вызывает стремительные скорости на нижерасположенном участке реки.

Ледостав ежегодно наблюдается на реках, занимающих более 90 % площади России.

Ледостав википедия
Поиск по сайту:

Ледостав , образование на поверхности водоемов или водотоков неподвижного льда (ледового покрова). Наступлением зимнего режима на реках и озерах считается снижение темп-ры воды до 0 °C и появление первых ледовых явлений (шуга, доный лед, забереги и пр.).

Л. на реках .

Появлению льда на реках предшествует быстрое охлаждение воды при отрицат. тепловом балансе. Ранее всего охлаждаются мелководные участки вдоль берегов, здесь образуются прибрежные полосы льда - забереги.

В дальнейшем на всей поверхности воды появляются мельчайшие кристаллы льда, к-рые, смерзаясь, образуют ледяные пластинки (т. н. сало). В переохлажд. воде ледяные кристаллы вырастают не только на поверхности, но и внутри водной массы.

Это внутриводный лед (шуга); наиб. часто он образуется на рр. Ай, Уфа, Юрюзань. Ледовые скопления смерзаются между собой - начинается Л. На малых реках забереги растут быстро, и ледяной покров может образоваться за 1-2 сут.

На равнинных реках со спокойным течением ледяная корка образуется за счет увеличения размеров заберегов и их срастания.

В зависимости от погодных условий и водности рек процесс ледообразования длится от 5-8 до 10-12 дней. На горных реках большая скорость течения воды препятствует быстрому Л., поэтому ежегодно отмечается осенний ледоход; на малых равнинных реках ледохода осенью не бывает. Начало Л. на реках Тобольского и Урал. басс. приходится в ср. на 1-ю декаду нояб., на реках Камского басс.- на 2-ю декаду нояб.

Установившийся ледяной покров регулирует теплообмен между водой и воздухом и предохраняет реку от промерзания. В начальный период Л., пока еще лед тонкий и через него расходуется в атмосферу больше тепла, чем поступает от воды, нарастание ледяной корки идет очень быстро; толщина льда увеличивается примерно на 7-10 см за декаду, его теплоизоляционные свойства возрастают, и потери тепла в атмосферу сокращаются.

Осн. же роль в защите воды от сильного охлаждения играет снежный покров, обладающий меньшей теплопроводностью: с накоплением на льду снега интенсивность нарастания ледового слоя уменьшается до 3-5 см за декаду.

С увеличением сумм отрицат. темп-р воздуха толщина льда растет, к концу зимы достигает 80-100 см; в теплые зимы не превышает 20-50 см, в холодные или малоснежные возрастает до 150-200 см, что приводит к промерзанию неглубоких рек. С увеличением водности реки в направлении от истока к устью мощность ледового покрова уменьшается. Значит. влияние на толщину льда оказывают наледи, образующиеся за счет зажоров (скопление масс внутриводного льда - частое явление на горных реках) или промерзания рек на перекатах и выхода воды на поверхность льда.

Мощность наледей может быть значит. Напр., в февр. 1969 на р. Черной (притоке р. Сим) толщ. наледи достигала 4-5 м; наледной водой подтопило нек-рые дома в районе Миньяра.

Ср. продолжительность Л.

на реках от 130-140 (Предуралье) до 140-150 (горные районы и Зауралье) дней. Эти значения могут сильно варьироваться по годам в зависимости от погодных условий осени и весны. Так, на р. Урал, в окрестностях с. Кизильского, зимой 1946/47 лед держался 133 дня, а в 1949/50 - 183. С приходом теплых весенних дней начинается таяние снега и льда. После перехода темп-ры воздуха через 0 °C лед темнеет, в нем появляются промоины, в прибрежной части - закраины (полосы свободной воды).

В Челябинской обл. самая ранняя дата перехода через 0° С - 15 марта (1962), самая поздняя - 22 апр. (1941). В ср. же таяние льда наблюдается с 1-й декады апр. Через 8-10 дней происходит разрушение ледяного покрова, начинается подвижка льда, и реки вскрываются. Весенний ледоход бывает особенно бурным на р. Уй выше Троицка и р. Миасс от истока до Аргазинского водохранилища. Продолжительность его 4-6 дней.

На реках юж. районов Чел. обл. (Караталы-Аят, верховья р. Тогузак) и на малых реках др. районов талые воды в большинстве случаев текут поверх льда, ледяной покров разрушается; ледоход, как правило, не наблюдается. Вскрытие рек происходит в ср. во 2-й декаде апр.; наиб. ранние сроки - конец марта - начало апр., наиб.

поздние - последняя декада апр. При интенсивном ледоходе, что чаще всего происходит при высоком половодье, на участках рек с крутыми поворотами могут возникнуть заторы льда. Мощные и частые заторы характерны для рр. Ай, Сим, Уфа, Юрюзань. Продолжительность их не превышает 4-6 дней. На реках басс. Тобола данные ледовые явления наблюдаются редко, мощность их небольшая. Заторы льда всегда сопровождаются интенсивным подъемом уровня рек (иногда на 3-4 м) и зачастую наводнениями.

Не случайно они относятся к опасным гидрологич. явлениям.

Л. на озерах зависит не только от метеорологич. обстановки в осенне-зимний и весенний периоды, но и от глубины водоемов и их теплозапасов.

В окт., когда темп-ра воздуха понижается до 0 °C, начинается ледообразование. При прочих равных условиях раньше всего - на 2-3-й день после перехода темп-ры через 0 °C - лед появляется на мелких озерах, на глубоких (напр.

на Тургояке) - через 15-20 дней. Установление постоянного ледяного покрова на озерах разной глубины происходит за период с конца окт. до конца нояб.; на малых озерах, вследствие небольших теплозапасов, может устанавливаться временный покров (удерживается всего неск. дней). Ночные заморозки также приводят к временному Л. В ледообразоват. процессах большую роль играет ветер, увеличивающий теплоотдачу с поверхности озер и способствующий более быстрому охлаждению водной массы.

Однако в результате перемешивания поверхностных и глубинных слоев ледообразование замедляется. На скорость Л. на озерах влияет также степ. минерализации воды: соленые водоемы замерзают на 1-2 мес позднее пресных; самые соленые, с суммой ионов более 100 г/л, иногда совсем не замерзают (напр.

оз. Лаврушино, Солёный Кулат, Таузатку ль). Лед на соленых водоемах обычно рыхлый, сырой и непрочный. Л. на озерах начинается с появления заберегов, сала и блинчатого льда. При понижении темп-ры воздуха и безветрии сало и блинчатый лед смерзаются и образуют сплошную ледяную корку (на малых озерах этот процесс занимает 1-2 сут; на больших, глубоких - значит.

больше). При ветре забереги взламываются, нагромождаются на берега, образуют береговые валы и торосы; при дальнейшем похолодании увеличиваются, достигая средней части озера. В тихую безветр.

погоду вся водная поверхность покрывается сплошным льдом; при ветре образуются разводья и полыньи, к-рые позднее замерзают. Структура льда зависит от времени выпадения снега и его кол-ва в период Л.: если до начала интенсивных снегопадов лед успевает приобрести толщ. 20-30 см, то он имеет прозрачно-кристаллич. структуру; при выпадении снега в начальный период Л. образуется матово-кристаллич.

лед с шероховатой поверхностью; при перемешивании под воздействием ветра - с зернисто-шуговой. Выпадение обильного снега на тонкий лед вызывает его просадку и образование наледей, толщ. к-рых в отд. годы достигает 20-30 см. Иногда, при выпадении на наледь снега, между ними длит. время сохраняется прослойка незамерзающей воды толщ. в неск. сантиметров. В мелководных озерах лед в прибрежной части примерзает ко дну, в суровые зимы наблюдаются случаи полн.

промерзания водоемов. Ледовый покров под воздействием перепадов темп-ры воздуха, ветра и колебания уровня воды подвергается различным деформациям, к-рые приводят к образованию трещин. С нарастанием сумм отрицат. темп-р воздуха толщина льда увеличивается. Макс. значений (80-90 см) она достигает в конце зимы.

В нек-рые годы бывают значит. отклонения толщины льда от ср. величин: при высоком снежном покрове она уменьшается, в малоснежные зимы увеличивается. Весной, с накоплением определ. суммы положит. темп-р воздуха, лед на озерах начинает таять. В Челябинской обл. переход темп-ры воздуха через 0° С наблюдается обычно в 1-й декаде апр. и неск. реже во 2-й; через 15-20 дней после этого (в конце апр.- начале мая) водоемы вскрываются. Полностью лед сходит за 10-15 дней, в зависимости от площади озера, минерализации воды.

Таяние льда происходит в осн. на месте и почти исключительно за счет притока тепла; только на крупных озерах при сильном ветре наблюдается ледоход. Заметное влияние на сроки очищения водоемов ото льда оказывают геогр. широта и высота местности: в озерах сев. районов Челябинской обл. весенние ледовые явления наступают на 2-3 дня позднее, чем в юж. (при одинаковой толщине льда и площади водного зеркала); с увеличением абс. отметок на каждые 100 м происходит запаздывание очищения на 2-3 дня.

Ledostav — период существования на водотоках или водохранилищах постоянного ледяного покрова. Иногда термин «ледяной щит» используется только для указания момента, когда неподвижная ледяная шапка установлена ​​на водном объекте.

На большинстве рек и пресноводных озер в условиях субарктического и умеренного климата ледниковый период является основным периодом явлений зимнего льда.

Ледниковый период начинается как период ледового режима после водных объектов после осенних ледяных явлений (появление первичных ледовых образований и берегов, а также рек — также из осеннего льда).

Продолжительность льда и толщина ледяного покрова зависят от местных климатических условий и, во-первых, от суммы среднемесячных или среднесуточных температур воздуха.

Чем больше это количество, тем больше толщина льда и длина периода замораживания. Кроме того, на продолжительность ледяного покрова и толщину ледяного покрова влияют: толщина снежного льда (снег уменьшает толщину льда), течет в водоем (замедляя образование льда), режим ветра. Во время замораживания толщина льда увеличивается, лед строится за счет кристаллизации воды на нижней поверхности ледяной шапки. Когда ледяная шапка растет, лед деформируется: образуются и заполняются трещины, образуются гумус, образуются ледяные пакеты и т. Д.

Количество дней с фиксированной ледяной шапкой на реке или озере называется временем замерзания.

Продолжительность замораживания определяется климатическими условиями данной области, температурным режимом воздуха в данном году.

На реках Европейской части Российской Федерации продолжительность замораживания в течение 1-2 месяцев на юго-западе территории составляет до 6-7 месяцев на северо-востоке. В азиатской части Российской Федерации продолжительность замерзания колеблется от 4 до 5 месяцев в южных районах Сибири и на Дальнем Востоке до восьми месяцев на севере Сибири.

Толщина льда на разных реках в России также различна. На юге европейской части страны она обычно не превышает 20-40 см, а на севере она составляет 1 м. На реках северной Сибири толщина льда достигает 1,5-2 м. Малые реки в этом регионе часто замерзают на дно. Иногда крупные реки, такие как Яна и Индигирка, замерзают.

В районах с более теплым климатом ледниковый щит может быть нестабильным: реки открываются, а затем снова замерзают.

С середины двадцатого века. Во многих южных реках страны (Кубань, Дон) стали появляться зимние зимы, что объясняется глобальным потеплением климата.

Зоны реки с сильными течениями и местами горячих отходов не должны быть покрыты льдом зимой (есть полиней).

На горных реках нет турбулентного потока.

Под воздействием теплой талой воды покрытие весеннего льда, повышение температуры воздуха, постепенно постепенно разрушается. Время замораживания заканчивается началом весенней эры льда (с ледяными движениями и подметанием весеннего льда).

В.Н. Михайлов, М.В. Михайловой

Новости и общество

В старину в России о том, что осень подошла к концу, и начинается морозная зима, судили по тому, как замерзали реки.

Что такое ледостав, знал каждый – это время, когда лед на реке останавливался и покрывал толстой белой коркой всю поверхность водоема, от берега до берега.

Как начинается ледостав

Глубокой осенью (обычно в конце октября или в середине ноября) остывшая вода в реке становится темной, почти черной, а вдоль берега, там, где есть наиболее мелкие места, появляются тонкие пластинки льда.

Они выглядят так, как будто случайно зацепились за берег. Такой лед называется «забереги». И это служит верной приметой – началось время ледостава.

Теперь уже можно было ждать, когда по поверхности реки поплывут небольшие плоские льдинки, ярко выделяющиеся на темном фоне реки. Они чем-то напоминают застывший жир на поверхности остывшего супа, за это их так и зовут иногда: «ледяное сало».

Что такое ледостав, можно понять, увидев, как шуга образует льдины

А когда пойдет густой мокрый снег, его хлопья даже не будут таять в воде.

Они теперь так и станут плыть по течению дальше, делая реку местами похожей на густую кашу. Между прочим, у этой каши тоже есть свое наименование – «снежура».

Ледяное сало постепенно слипается со снежурой и превращается в рыхлые комки изо льда, пропитанного водой. Этот внутриводный лед – шуга – располагается не только на поверхности, но опускается уже и в саму толщу воды, образуя порою целые ковры и венки.

Через пару дней шуга смерзнется и образует льдины.

В это время можно увидеть осенний ледоход.

Но эти льдины, в отличие от весенних, не тают, а становятся все толще и крупнее. Мороз схватывает их, соединяя с заберегами. В это время как раз и замирает движение льда, что означает – ледостав на реке окончательно оформился. Течение реки останавливается – она затягивается толстой ледяной коркой.

Видео по теме

Ледостав бывает не на всех реках

Если ледоставу способствует тихая морозная погода, то лед получается почти равномерной толщины и нарастает от берегов.

А если же на время ледостава выпадает сильный ветер, то на открытых пространствах больших рек или озер он может задержаться надолго – сильные волны разламывают и уносят непрочный первый лед, не давая ему обрасти и окрепнуть.

Кстати, такой лед ветер может пригнать к подветренному берегу, где при сильном морозе хрупкие льдинки превращаются в прочную толстую закраину, которою позже облюбуют себе рыбаки – она удобна для зимнего лова.

Как мы уже говорили в начале статьи, время, когда река замерзает, всегда считалось началом зимы.

Но в наши дни в городах, из-за того что в реки спускают теплые стоки промышленных предприятий, можно не узнать никогда, что такое ледостав. Ведь в городах реки либо замерзают очень поздно, либо так и не замерзают в течение всей зимы.

Вместе с ледоставом на реках, вернее на местах, где быстрое течение вливается в плес с медленным потоком или там, где за мысами имеется обратное течение, можно наблюдать и появление ледяных торосов. Их образует скапливающийся лед.

И иногда (особенно в северных районах страны) торосы могут достигать в высоту до трех метров.

Что такое полыньи и майны

Большая часть рек в России может продемонстрировать, что такое ледостав, но иногда на покрытой сплошным льдом воде можно увидеть и участки, где она полностью отсутствует. Такие места называют «полыньи» или «майны». Образуются они либо там, где есть теплые грунтовые воды, либо в местах, где река вытекает из озера, получая более теплую озерную воду.

Иногда такие полыньи могут быть весьма внушительными.

Например, на реке Емца, являющейся притоком Онеги, не замерзает пространство в 100 км, несмотря на то, что зима в тех местах очень суровая.

Образуются незамерзающие участки и на местах, где река имеет сильное течение или пороги и стремнины.

Чаще всего подобное можно наблюдать на реках Карелии и на горных реках в Сибири.

В старину в России о том, что осень подошла к концу, и начинается морозная зима, судили по тому, как замерзали реки. Что такое ледостав, знал каждый - это время, когда лед на реке останавливался и покрывал толстой белой коркой всю поверхность водоема, от берега до берега.

Как начинается ледостав

Глубокой осенью (обычно в конце октября или в середине ноября) остывшая вода в реке становится темной, почти черной, а вдоль берега, там, где есть наиболее мелкие места, появляются тонкие пластинки льда. Они выглядят так, как будто случайно зацепились за берег. Такой лед называется «забереги». И это служит верной приметой - началось время ледостава.

Теперь уже можно было ждать, когда по поверхности реки поплывут небольшие плоские льдинки, ярко выделяющиеся на темном фоне реки. Они чем-то напоминают застывший жир на поверхности остывшего супа, за это их так и зовут иногда: «ледяное сало».

Что такое ледостав, можно понять, увидев, как шуга образует льдины

А когда пойдет густой мокрый снег, его хлопья даже не будут таять в воде. Они теперь так и станут плыть по течению дальше, делая реку местами похожей на густую кашу. Между прочим, у этой каши тоже есть свое наименование - «снежура».

Ледяное сало постепенно слипается со снежурой и превращается в рыхлые комки изо льда, пропитанного водой. Этот внутриводный лед - шуга - располагается не только на поверхности, но опускается уже и в саму толщу воды, образуя порою целые ковры и венки.

Через пару дней шуга смерзнется и образует льдины. В это время можно увидеть осенний ледоход.

Но эти льдины, в отличие от весенних, не тают, а становятся все толще и крупнее. Мороз схватывает их, соединяя с заберегами. В это время как раз и замирает движение льда, что означает - ледостав на реке окончательно оформился. Течение реки останавливается - она затягивается толстой ледяной коркой.

Ледостав бывает не на всех реках

Если ледоставу способствует тихая морозная погода, то лед получается почти равномерной толщины и нарастает от берегов. А если же на время ледостава выпадает сильный ветер, то на открытых пространствах больших рек или озер он может задержаться надолго - сильные волны разламывают и уносят непрочный первый лед, не давая ему обрасти и окрепнуть.

Кстати, такой лед ветер может пригнать к подветренному берегу, где при хрупкие льдинки превращаются в прочную толстую закраину, которою позже облюбуют себе рыбаки - она удобна для зимнего лова.

Как мы уже говорили в начале статьи, время, когда река замерзает, всегда считалось началом зимы. Но в наши дни в городах, из-за того что в реки спускают теплые стоки промышленных предприятий, можно не узнать никогда, что такое ледостав. Ведь в городах реки либо замерзают очень поздно, либо так и не замерзают в течение всей зимы.

Вместе с ледоставом на реках, вернее на местах, где быстрое течение вливается в плес с медленным потоком или там, где за мысами имеется обратное течение, можно наблюдать и появление ледяных торосов. Их образует скапливающийся лед. И иногда (особенно в северных районах страны) торосы могут достигать в высоту до трех метров.

Что такое полыньи и майны

Большая часть рек в России может продемонстрировать, что такое ледостав, но иногда на покрытой сплошным льдом воде можно увидеть и участки, где она полностью отсутствует. Такие места называют «полыньи» или «майны». Образуются они либо там, где есть теплые грунтовые воды, либо в местах, где река вытекает из озера, получая более теплую озерную воду.

Иногда такие полыньи могут быть весьма внушительными. Например, на реке Емца, являющейся притоком Онеги, не замерзает пространство в 100 км, несмотря на то, что зима в тех местах очень суровая.

Образуются незамерзающие участки и на местах, где река имеет сильное течение или пороги и стремнины. Чаще всего подобное можно наблюдать на реках Карелии и на горных реках в Сибири.

Ледостав

Ледостав

Природное явление образования твердого ледового покрова на поверхности водоемов само по себе удивительно и связано прежде всего со свойствами воды - уникальной жидкости, в которой вся жизнь когда-то зародилась и от которой эта жизнь всецело зависит. Так вот, при плюсовой температуре все молекулы воды в каком-то объеме связаны между собой в бесконечные цепочки, поэтому в данном состоянии жидкость представляет из себя аморфное соединение с характерными свойствами. Однако, когда вода охлаждается ниже определенного температурного значения, начинается льдообразование - по сути это означает, что происходит разрыв цепочек воды на отдельные молекулы с распределением их в кристаллическую решетку. Вода из жидкого переходит в твердое агрегатное состояние - лед, плотность которого заметно меньше плотности воды, поэтому лед имеет положительную плавучесть и может выдерживать значительную внешнюю нагрузку, которая тем больше, чем толще и однороднее ледовый покров.

Становление льда, или перволедье, практически никогда не проходит по идеальному с точки зрения физики сценарию. Часто бывает так, что наблюдается по нескольку коротких периодов образования временного ледового покрытия, которое, не достигнув достаточной прочности, размывается затем дождями, ослабляется сырыми туманами и разбивается ветром. В лучшем случае период перволедья может быть и очень коротким - одна-две тихие ночи с крепким морозом. Кроме того, само перволедье, если оно уже сложилось, можно условно разделить на некие фазы: перволедок (тонкий, но уже не разрушающийся ледок), крепкий хотя бы местами лед и надежный лед, сплошь покрывший некоторые водоемы и везде пригодный для рыбалки. Ясно, что не только на разных водоемах, но даже на одном эти фазы разнесены и по времени, и по акватории, порой значительно. Поэтому, планируя первые выходы на лед, нужно хорошо представлять, что происходит на том или ином водоеме в зависимости от его типа и от сложившейся погодной ситуации. Такие знания даются только благодаря ежегодным наблюдениям и сравнительному анализу.

Теперь подробнее о тех природных процессах, которые ведут к образованию на поверхности воды льда, и о его свойствах, обусловленных качеством самой воды и рядом внешних факторов. Самое главное тут - конвективный теплообмен между двумя средами, водой и воздухом, происходящий на границе раздела. Вода, являясь очень емким аккумулятором тепла, к концу летнего сезона оказывается гораздо более нагретой, чем атмосфера вблизи поверхности земли. Воздух как менее плотный, а потому не такой энергоемкий, быстро остывает из-за ставших длинными ночей и удаления планеты от светила с изменением интенсивности и наклона солнечных лучей к поверхности. И чем ниже опускается температура воздуха, тем быстрее происходит теплообмен с водой.

Когда поверхностный слой воды охладится до температуры плюс 4 градуса, при которой эта жидкость скачком становится максимально плотной, она, практически не перемешиваясь, опустится вниз, вытесняя вверх теплую и более легкую воду. Таким образом происходит вертикальная циркуляция и очень медленное перемешивание всей толщи воды. Этот процесс конвекции постепенно затухает по мере приближения общей температуры к 4 градусам, но совсем никогда не прекращается - донные слои постоянно получают тепло от ложа водоема, которое зимой всегда несколько теплее воды, иначе бы водоемы промерзли до дна, а лед бы нарастал и сверху, и снизу, что обычно происходит в климатических зонах с вечной мерзлотой.

Когда основная масса воды примет температуру 4 градуса, начинается ее дальнейшее охлаждение до 0 градусов - это точка перехода дистиллированной воды в кристаллическое состояние, то есть точка замерзания. Переохлаждение ниже 0 градусов приводит к образованию льда.

В реальности в различных водоемах вода представляет собой некий раствор из солей и микровзвесей, отличающийся по составу, что обычно снижает температуру, необходимую для становления льда и для разных водоемов эта температура неодинаковая. Опять же, идеальной картины замерзания воды в природе не бывает, и лед каждый год встает по-разному - это зависит от погоды, которой ^ледостав сопровождается, а также от типа водоема: большой он или маленький, глубокий или мелководный, с течением или непроточный. На образование льда влияют также колебания уровня воды, значительные по объему теплые бытовые стоки, продолжающееся кое-где судоходство.

Если ледостав происходит в тихую морозную погоду, то лед практически равномерно покрывает весь водоем, нарастая от берегов, и прежде всего в местах мелководий. Когда процесс становления льда сопровождается сильным ветром, то образование ледяного покрова на открытых пространствах больших водоемов задерживается надолго - крутые волны ломают и уносят непрочный тонкий перволедок и сбивают его к подветренному берегу, где при достаточно сильном морозе, быстро схватывающем этот хрупкий строительный материал, может образоваться весьма толстая, но менее прочная, чем сплошной лед, широкая закраина. Другая закраина из монолитного льда будет расти от наветренного берега, и чем круче, выше этот берег, тем шире прозрачный отмосток ляжет на воду.

При затихании ветра, если не случится внезапной оттепели, эти две закраины быстро соединятся, так как хорошо перемешанная и охлажденная вода будет готова к замерзанию. Однако рыболову еще долго следует помнить: где лед встал вначале - там он толще и прочнее. Понятно, что над большими глубинами, где масса воды велика, охлаждаться она будет дольше и образование льда наступит позже, чем на мелких местах. Такая же закономерность существует при ледоставе на обширных или небольших водоёмах - на первых надежный лед встанет значительно позднее и при более крепких морозах.

На реках свои особенности ледостава: из-за течения вода постоянно перемешивается по всему объему и переохлаждение наступает для всей движущейся массы, на что нужно дополнительное время, поэтому лед на реке встает несколько позже, чем на водоемах со стоячей водой. Однако вода в реках подо льдом в целом холоднее, чем на озерах и водохранилищах, и как это ни парадоксально, дальнейший прирост льда на реке идет быстрее.

Разумеется, на сильном течении лед встает позже, чем на слабом. К тому же, после обильных осенних дождей в начале зимы на реках бывают ощутимые и достаточно резкие колебания уровня воды - обычно наблюдается его падение, связанное с уменьшением стока из притоков по причине замерзания поверхностных грунтовых вод. Это ведет к тому, что тонкий лед повисает и обламывается по берегам и течение уносит всю массу перволедка. Движущиеся льдины скапливаются в местах с обратным течением за мысами и на стрелках сбоя струй, а также на границе, где быстрый поток вливается в медленнотекущий плес. Во всех таких характерных местах образуются затем торосы, достигающие порой толщины до 3 метров - они всю зиму служат хорошим ориентиром для рыболовов при поиске рыбьих стоянок, поскольку подводные обитатели скапливаются вблизи подобных особенностей поведения речного потока, так как здесь естественным образом концентрируется корм.

Как уже было сказано выше, становление льда в начале зимы может происходить при разных внешних условиях, от чего в конечном итоге будут зависеть толщина и качество ледового покрова, а значит, и безопасность нахождения на нем. Но об этом в следующий раз…

А. Маилков

"Российская Охотничья газета № 49 — 2010 г."

Внимание!

В качестве исходного материала использована статья с сайта "Калининградский рыболовный клуб "



Не зря говорят: «Энергетика – хлеб промышленности». Чем более развиты промышленность и техника, тем больше энергии нужно для них. Существует даже специальное понятие – «опережающее развитие энергетики». Это значит, что ни одно промышленное предприятие, ни один новый город или просто дом нельзя построить до того, как будет определен или создан заново источник энергии, которую они станут потреблять. Вот почему по количеству добываемой и используемой энергии довольно точно можно судить о технической и экономической мощи, а проще говоря – о богатстве любого государства.

В природе запасы энергии огромны. Ее несут солнечные лучи, ветры и движущиеся массы воды, она хранится в древесине, залежах газа, нефти, каменного угля. Практически безгранична энергия, «запечатанная» в ядрах атомов вещества. Но не все ее формы пригодны для прямого использования.

За долгую историю энергетики накопилось много технических средств и способов добывания энергии и преобразования ее в нужные людям формы. Собственно, и человек-то стал человеком только тогда, когда научился получать и использовать тепловую энергию. Огонь костров зажгли первые люди, еще не понимавшие его природы, однако этот способ преобразования химической энергии в тепловую сохраняется и совершенствуется уже на протяжении тысячелетий.

К энергии собственных мускулов и огня люди добавили мускульную энергию животных. Они изобрели технику для удаления химически связанной воды из глины с помощью тепловой энергии огня – гончарные печи, в которых получали прочные керамические изделия. Конечно, процессы, происходящие при этом, человек познал только тысячелетия спустя.

Потом люди придумали мельницы – технику для преобразования энергии ветряных потоков и ветра в механическую энергии вращающегося вала. Но только с изобретением паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, гидравлической, паровой и газовой турбин, электрических генератора и двигателя, человечество получило в свое распоряжение достаточно мощные технические устройства. Они способны преобразовать природную энергию в иные ее виды, удобные для применения и получения больших количеств работы. Поиск новых источников энергии на этом не завершился: были изобретены аккумуляторы, топливные элементы, преобразователи солнечной энергии в электрическую и – уже в середине ХХ столетия – атомные реакторы.

Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем шестимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной.

Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом факторов. Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них недостаток. В процессе производства электроэнергии на ТЭС происходит выброс вредных веществ в атмосферу. Причем если топливом служит уголь, особенно бурый, малоценный для другого вида использования и с большим содержанием ненужных примесей, выбросы достигают колоссальных размеров. И, наконец, аварии на ТЭС наносят большой ущерб природе, сопоставимый с вредом любого крупного пожара. В худшем случае такой пожар может сопровождаться взрывом с образованием облака угольной пыли или сажи.

Гидроэнергетические ресурсы в развитых странах используются практически полностью: большинство речных участков, пригодных для гидротехнического строительства, уже освоены. А какой вред причиняют природе гидроэлектростанции! Выбросов в воздух от ГЭС нет никаких, но зато вред водной среде наносит довольно большой. В первую очередь страдают рыбы, которые не могут преодолеть плотины ГЭС. На реках, где построены гидроэлектростанции, особенно если их несколько - так называемые каскады ГЭС, – резко меняется количество воды до и после плотин. На равнинных реках разливаются огромные водохранилища, и затопленные земли безвозвратно потеряны для сельского хозяйства, лесов, лугов и расселения людей. Что касается аварий на ГЭС, то в случае прорыва любой гидроэлектростанции образуется огромная волна, которая сметет все находящиеся ниже плотины ГЭС. А ведь большинство таких плотин расположено вблизи крупных городов с населением в несколько сотен тысяч жителей.

Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной энергетики. На конец 1989 года в мире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда - дорогостоящее и трудно добываемое сырье, запасы которого ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭС сопряжены с большими трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчас продолжают строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развития атомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды. Все это дополнительно осложняет отношение к атомной энергетике. Все чаще звучат призывы, требующие отказаться от использования ядерного топлива вообще, закрыть все атомные электростанции и возвратится к производству электроэнергии на ТЭС и ГЭС, а также использовать так называемые возобновимые - малые, или «нетрадиционные», – виды получения энергии. К последним относят прежде всего установки и устройства, использующие энергию ветра, воды, солнца, геотермальную энергию, а также тепло, содержащееся в воде, воздухе и земле.

Энергия воды

С середины нашего века началось изучение энергетических ресурсов, относящихся к «возобновляемым источникам энергии».

Океан - гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов - результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.

Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либо ощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих систем океанской энергетики тщательно исследуется их воздействие на экологию.

Приливные электростанции

Уровень воды на морских побережьях в течение суток меняется три раза. Такие колебания особо заметны в заливах и устьях рек, впадающих в море. Древние греки объясняли колебание уровня воды волей повелителя морей Посейдона. В XVIII в. английский физик Исаак Ньютон разгадал тайну морских приливов и отливов: огромные массы воды в мировом океане приводятся в движение силами притяжения Луны и Солнца. Через каждые 6 ч 12 мин прилив сменяется отливом. Максимальная амплитуда приливов в разных местах нашей планеты неодинакова и составляет от 4 до 20 м.

Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн - перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит. Считается экономически целесообразным строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность ПЭС зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины…

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http : www . allbest . ru /

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева

Кафедра: Физической и экономической географии

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему : Современная география альтернативной энергетики Казахстана

Выполнила: Исбулатова А.Д.

АСТАНА 2012 г

Список сокращений

Глосарий

Введение

1. Современные тенденции и перспективы развития мировой энергетики

1.1 Мировое производство, потребление электроэнергии и география распределения основных энергоносителей по регионам мира

1.2 Современная география использования альтернативных источников энергии в мире

1.3 Современные методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире

2. Современное состояние, тенденции и перспективы развития электроэнергетики Казахстана

2.1 Анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана

2.2 Электроэнергетический рынок Республики Казахстан

3. Развитие и использование альтернативных источников электрической энергии в Казахстане

3.1 Современные тенденции и перспективы развития ветроэнергетики в Казахстане

3.2 Экономические выгоды и социальные выгоды от развития ветровой энергии в Казахстане

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Список сокращений

МЧР - Механизм чистого развития

СНГ - Содружество независимых государств

КС - Конференция сторон (РКИК ООН)

ЗО - Заключительная оценка

ГЕФ - Глобальный экологический фонд

ГВт - Гигаватт - еденица мощности, равная 1 000 000 000 ватт

ГВтч - Гигаватт в час - еденица энергии, равная 1 000 000 000 ватт часов

КЭА - Казахстанская электроэнергетическая система

КЕГОК - Казахстанская компания по управлению электрическими сетями

КОРЭМ - Казахстанский оператор рынка электроэнергии и мощности

МЕМР - Министерство энергии и минеральных ресурсов

МИНТ - Министерство индустрии и новых технологий

СОС - Среднесрочная оценка

МВт - Мегаватт - единица мощности, равная 1000 000 ватт

МВтч - Мегаватт в час - единица энергии, равная 1000 000 ватт часов

НПДООС - Национальный план действий по охране окружающей среды в Казахстане

ГРП - Группа реализации проекта

ОПЕК - Организация стран - экспортеров нефти

ПРООН - Программа развития Организации Объединенных Наций

ЮНЕП - Программа по окружающей среде Организации Объединенных Наций

РЭК - Региональная электросетевая компания

ТВтч - Тераватт в час - единица энергии, равная 1 000 000 000 000 ватт часов

СЗЭ - Соглашение и закупке энергии

Г лосарий

Национальная электроэнергетическая система (НЭС), представленная АО "Казахстанская компания по управлению электрическими сетями" (KEGOC). Она сформирована на базе системообразующих (межгосударственных и межрегиональных) электрических сетей 220-500-1150 кВ.

Региональные электросетевые компании (РЭК), содержащие распределительные сети 110 кВ и ниже и выполняющие функции по передаче электрической энергии на региональном уровне.

Производители электроэнергии - независимые или интегрированные с крупными промышленными объектами электростанции.

Концепция дальнейшего развития рыночных отношений в электроэнергетике Республики Казахстан . Она прежде всего направлена на закрепление и развитие принципа разделения между участниками энергетического рынка следующих функций:· производство электрической энергии; передача и распределение электрической энергии; поставка (сбыт) электрической энергии конечным потребителям. Концепция предусматривает четкое разграничение двух уровней энергетической системы Казахстана: оптового и розничного рынка электроэнергии.

Децентрализованный рынок. Здесь участники оптового рынка (покупатели и продавцы электроэнергии) заключают между собой прямые двусторонние договоры купли-продажи. Для участия на оптовом рынке энергетическая

компания или потребитель должны соответствовать определенным критериям. В частности, поставлять/потреблять не менее 1 МВт среднесуточной мощности электрической энергии.

Централизованный рынок представляет собой своего рода биржу, на которой участники продают и покупают электроэнергию. Основным предметом торгов на этом рынке являются договоры на поставку "за день вперед" (спот-рынок), а также средне- и долгосрочные контракты на поставку энергии (форвардные контракты). На момент принятия Концепции объемы спот-торгов занимали только 1% от общего количества заключаемых контрактов. Все остальное - прямые двусторонние договоры купли-продажи.

Балансирующий рынок электроэнергии в режиме "реального времени" выполняет функции по физическому урегулированию возникающих дисбалансов между договорными и фактическими величинами перетоков электроэнергии. Системный оператор (KEGOC) устраняет возникающие дисбалансы за счет использования резервных мощностей. Для этого государственными органами и KEGOC будут определены конкретные электростанции, на которых размещаются резервы мощности. Участник рынка, допустивший превышение договорного объема потребления или снижение выработки электроэнергии, должен оплатить услуги системного оператора по урегулированию возникающих дисбалансов.

Рынок системных и вспомогательных услуг. Основным продавцом/покупателем на этом рынке выступает системный оператор - KEGOC. В качестве продавца он оказывает всем участникам оптового рынка услуги, аналогичные услугам региональных электросетевых компаний на розничном рынке. К ним относится передача электрической энергии по сетям Национальной энергетической системы (220-500-1150 кВ);техническая диспетчеризация отпуска в сеть и потребления электрической энергии; регулирование мощности в процессе передачи электрической энергии и диспетчеризации. Все вышеуказанные услуги отнесены законодательством Казахстана к сфере естественной монополии.

Розничный рынок электрической энергии более четко принцип разделения функций прослеживается в новой структуре розничного рынка электроэнергетики, организационную структуру которого составляют три группы экономически независимых субъектов.

Энергопроизводящие компании . В настоящий момент производство электрической энергии исключено из перечня видов деятельности, относящихся к сфере естественной монополии. В результате энергопроизводители приравнены к обычным производственным компаниям, основная цель которых - эффективная продажа выпускаемой продукции (в данном случае - электрической энергии). Свободная конкуренция и отсутствие жесткого антимонопольного контроля должны в перспективе стать стимулом для развития энергопроизводящей промышленности, повышения эффективности работы электростанций и внедрения новых технологий производства.

Региональная электросетевая компания (РЭК ) занимает особое место в системе розничного рынка, поскольку из всех его субъектов именно деятельность РЭКов в наибольшей степени подвержена государственному регулированию. электроэнергетика альтернативный ветроэнергетика

Энергоснабжающие компании . Сегодня, по данным Минэнерго, более 500 компаний имеют лицензии на осуществление деятельности по энергоснабжению. Показательно, что технологические требования к энергоснабжающим компаниям значительно отличаются от требований к энергопроизводящим компаниям или РЭКам, что в значительной степени облегчают их создание. Так, например, для деятельности энергопроизводящей компании необходимо наличие генерирующей установки по производству электроэнергии (электростанции), а для РЭКа - системы линий электропередач различной мощности и понижающих подстанций.

Введение

Актуальность темы исследования

Ушедший в прошлое ХХ век - век нефти и газа. Добыча и потребление этих ресурсов, пришедших в начале века на смену дереву и углю, растет с каждым годом. Нефть играет ключевую роль в развитии человеческой цивилизации. Она позволила человечеству значительно быстрее передвигаться по миру - ездить, летать, плавать, используя двигатели внутреннего сгорания, обогреваться, развивать аграрный комплекс, увеличивать продолжительность и качество жизни человека.

Мировые разведанные запасы нефти сконцентрированы на Ближнем Востоке. Пять ближневосточных стран обладают почти 2/3 глобальных запасов: Саудовская Аравия (25%), Ирак (11%), ОАЭ (9%), Кувейт (9%) и Иран (9%). Вне Ближнего Востока самые большие запасы имеют Венесуэла (7%) и Россия - почти 5% глобальных запасов нефти.

Огромное значение нефть оказывала и оказывает на уровень о развития Казахстана: на благосостояние людей; на обороноспособность страны, на внутреннюю и внешнюю политику, она является одной из основ российской экономики, важнейшим источником экспортных поступлений страны.

Но запасы нефти, природного газа, угля иссякают, и сейчас перед человечеством, стоит самый актуальный вопрос, что делать, когда они закончится? Если ученые не найдут альтернативы традиционным источникам энергии, то планета окажется на грани катастрофы. Но задолго до того, как запасы нефти,газа,угля подойдут к концу (по самым оптимистическим прогнозам нефть иссякнет через 30-40 лет), она настолько подорожает, что её использование на такие цели как передвижение по воздуху, земле и воде на традиционном транспорте, будет исключено.

Поэтому сейчас важной задачей для нашей страны является обеспечение её энергетической безопасности. Эту задачу можно, в частности, решить путем разработки мер по энергосбережению и по освоению альтернативных источников энергии. Для этого у Казахстана есть почти все возможности: и необходимые финансы, поступающие в бюджет от продажи нефти, газа, угля и лучшие в мире ученые, и опробованные на практике революционные технологии. К сожалению, эти технологии, до сих пор не получили массового распространения.

Исходя из этого в нашей дипломной работе рассматривается современное состояние и тенденции мировой энергетики, топливно-энергетического комплекса, производство электроэнергии и развитие Казахстанской энергетики, современное состояние и перспективы развития ветроэнергетики Казахстана.

Цель исследования : Характеристика географии объектов альтернативной энергетики Казахстана на примере развития Казахстанского рынка ветроэнергии.

Исходя из цели исследования, нами рассмотрены решение следующих задач : характеристика современной географии использования альтернативных источников энергии в мире и методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире; анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана и современное состояние электроэнергетического рынка Республики Казахстан; выявление современных тенденций, перспектив развития ветроэнергетики в Казахстане и определение системы экономических, социальных выгод от развития ветроэнергетики в Казахстане.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается:

В научно обоснованной характеристике современных тенденций мирового производства, потребления электроэнергии, описании географии распределения основных энергоносителей по регионам мира. Содержательная характеристика основных видов альтернативных источников энергии и методов генерации электроэнергии и энергии ветра в мировом производстве электроэнергии; - в научном анализе существующего положения и выявлении перспективных тенденций развития электроэнергетики Казахстана. Характеристике современного состояние электроэнергетического рынка Республики Казахстан в свете реализации Национальной энергетической программы; - в выявлении, характеристике современных тенденций, перспектив развития ветроэнергетики в Казахстане и определении системы экономических, социальных выгод от развития ветроэнергетики в Казахстане в перспективе в свете реализации проекта «Казахстан-инициатива развития рынка ветроэнергии».

Во введении обосновывается актуальность темы, определены цель, задачи и дана краткая характеристика основных разделов представленной дипломной работы.

В первой главе «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ» дана характеристика основным направлениям мирового производства и потребление электроэнергии. Выявлена современная география распределения основных энергоносителей по регионам мира обоснованная статистическими показателями. Дана научно-обоснованная характеристика современной география использования альтернативных источников энергии в исторический сложившихся регионах и странах мира обладающих ветровыми ресурсами как Дания, Германия, Испания, США, Китай и Индиия Описаны современные методы генерации электроэнергии и энергии ветра в мире.

Во второй главе «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКРОЭНЕРГЕТИКИ КАЗАХСТАНА» дан анализ существующего положения и перспективы развития электроэнергетики Казахстана и определены современные тенденции развития и расширения электроэнергетического рынка Республики Казахстан в свете реализации Национальной программы развития ветроэнергетики до 2015г. с перспективой до 2030 года.

В третьей главе «РАЗВИТИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КАЗАХСТАНЕ» дана характеристика современным тенденциям и перспективам развития ветроэнергетики в Казахстане реализуемой на основе совместной работы МИиНТ РК и команды проекта ПРООН в области развития ветроэнегии. Определены система экономических и социальных выгод от развития ветровой энергии в Казахстане в целях дальнейшего развития научной, технической и индустриальной базы ветроэнергетического сектора. Обозначены научно обоснованные подходы для достижения этих целей и ожидаемые результаты от успешной реализации Национальной программы развития ветроэнергетики.

Структура и объем работы . Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, содержит более 80 страниц текста компьютерного набора, 4 таблицы, 24 наименований использованной литературы.

1. Современные тенденции и перспективы развития мировой энергетики

1.1 Мировое производство, потребление электроэнергии и география распределения основных энергоносителей по регионам мира

Электроэнергетика является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей мирового хозяйства. Связано это с тем, что уровень её развития является одним из решающих факторов успешного развития экономики в целом. Объясняется это тем, что на сегодняшний день электроэнергия - это наиболее универсальный вид энергии. По сравнению с серединой прошлого столетия выработка электроэнергии увеличилась более чем в 15 раз и сейчас составляет приблизительно 14,5 млрд. кВч, причем это происходило вследствие роста потребления крупнейшими развивающимися странами, идущими по пути индустриализации. Так, за последние 5 лет энергопотребление в Китае выросло на 76%, Индии - на 31%, Бразилии - на 18%. В 2007 г. по сравнению с 2002 г. абсолютное энергопотребление снизилось в Германии - на 5,8%, в Великобритании - на 2,7%, Швейцарии - на 2,0,во Франции - на 0,6%. В то же время в США энергопотребление продолжало повышаться. Сейчас они производят 4 млрд. кВ*ч ежегодно. В Китае оно составляет 7,7% при ежегодной выработке 1,3 млрд. кВ*ч, в Индии - 6,8%, в Бразилии - 6,1% .

По общей выработке электроэнергии регионы можно расположить таким образом: Северная Америка, Западная Европа, Азия, СНГ, где лидерство удерживает Россия с показателем 800 млн. кВ*ч в год, Латинская Америка, Африка, Австралия .

В странах первой группы большая доля электроэнергии вырабатывается на ТЭС (работающих на угле, мазуте и природном газе). Сюда можно отнести США, большинство стран Западной Европы и Россию.

Во вторую группу входят страны, где почти вся электроэнергия вырабатывается на ТЭС. Это ЮАР, Китай, Польша, Австралия (использующая в основном уголь в качестве топлива) и Мексика, Нидерланды, Румыния (богатые нефтью и газом).

Третья группа образована странами, в которых велика или очень велика (до 99,5% -- в Норвегии) доля ГЭС. Это Бразилия (около 80%) , Парагвай, Гондурас, Перу, Колумбия, Швеция, Албания, Австрия, Эфиопия, Кения, Габон, Мадагаскар, Новая Зеландия (около 90%). Но по абсолютным показателям производства энергии на ГЭС в мире лидируют Канада, США, Россия, Бразилия. Гидроэнергетика значительно расширяет свои мощности в развивающихся странах.

Четвертую группу составляют страны с высокой долей атомной энергии. Это Франция, Бельгия и Республика Корея.

В последнее десятилетие в развитии мировой энергетики проявились некоторые важные тенденции, которые при неуправляемом течении могут угрожать устойчивости этой сферы. К таким тенденциям относятся:

Изменение взаимоотношений между потребителями и производителями, усиление конкуренции за ограниченные энергоресурсы;

Высокие темпы роста энергопотребления;

Изменение региональных пропорций энергопотребления;

Высокая доля и растущие объемы потребления органического топлива;

Замедление темпов роста предложения энергии;

Проблемы обеспечения инвестиций в развитие энергетического сектора;

Изменение структуры предложения энергоресурсов и повышение роли отдельных поставщиков;

Рост цен на энергоносители, волатильность цен;

Нарастающая напряженность в обеспечении энергетических нужд транспорта и диспропорции в нефтепереработке;

Рост объемов международной торговли энергоносителями, развитие инфраструктурной составляющей поставок энергоресурсов и обострение связанных с этим рисков;

Усиление политических рисков, в том числе транзитных .

Ниже каждая из перечисленных тенденций будет рассмотрена более подробно.

Изменение взаимоотношений между потребителями и производителями, усиление конкуренции за ограниченные энергоресурсы

Современная ситуация в мировой энергетике характеризуется обострением противоречий между основными игроками на международных энергетических рынках. Практика взаимоотношений между производителями и потребителями энергоресурсов, сложившаяся в последней четверти XX века, уходит в прошлое. Все хуже работают существующие механизмы регулирования мирового энергетического рынка, все очевиднее становится обострение конкуренции между потребителями, подогреваемое появлением на рынке таких мощных игроков, как Китай и Индия.

В то время как главными потребителями энергоресурсов являются высокоразвитые державы и развивающиеся страны Азии, основная доля мировых запасов углеводородов сконцентрирована в сравнительно небольшой группе развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Такие крупные потребители, как США, Евросоюз и Китай сосредотачивают как экономические, так и политические ресурсы для экспансии на одни и те же рынки, что приводит к росту конкуренции.

В ответ меняется политика стран-производителей в отношении доступа к национальным запасам углеводородов, а также стратегии национальных государственных компаний, контролирующих осн овные мировые углеводородные ресурсы. Госкомпании, располагающие масштабными запасами, стремятся развивать переработку и участвовать в капитале транспортных и сбытовых структур. В свою очередь, транснациональные корпорации, под контролем которых находятся перерабатывающие мощности, транспортно-логистические схемы и дистрибьюция углеводородов, проводят стратегию наращивания своей ресурсной базы. Данное противоречие все более усугубляется и в ближайшее десятилетие будет одной из тенденций, определяющих развитие мировой энергетики.

Поэтому важным определяющим элементом высоких показателей мировой экономики в текущем периоде являются необычайно высокие темпы роста (по историческим меркам) в развивающихся странах и в странах с переходной экономикой. При сохранении или даже снижении темпов роста в развитых странах наблюдается устойчивый многолетний отрыв в темпах развития ряда ведущих развивающихся стран, прежде всего Китая и Индии. Эти тенденции, дополненные восстановлением роста в России и сравнительно устойчивым ростом в Бразилии, превращают в реальность прогнозы о новой конфигурации экономической мощи в мире в пользу этой группы стран, что еще недавно воспринималось как маловероятное и отдаленное событие.

Усиление институциональных противоречий между потребителями и производителями углеводородов происходит на фоне высоких темпов роста потребления энергии в мировой экономике и невзирая на высокие цены энергоносителей.

Многими аналитиками в последние годы признается опасность возникновения очередной волны роста мирового энергопотребления. Предшествующая длинная волна, начавшаяся в конце 1940-х годов, завершилась в середине 1990-х годов, увеличив мировое энергопотребление почти в пять раз, а душевое - почти вдвое. Ее окончание было связано со стабилизацией с 1980-х годов среднедушевого энергопотребления в мире за счет сокращения общего и душевого энергопотребления в бывших странах плановой экономики и снижения душевого энергопотребления в странах, входящих в ОЭСР, при относительно умеренном росте душевого энергопотребления в развивающихся странах .Однако в настоящее время первые два фактора перестали действовать, а наиболее крупные из развивающихся стран - Китай и Индия - все быстрее наращивают душевое потребление энергии. С учетом продолжающегося экономического роста развивающихся азиатских стран, быстрого увеличения там численности населения и высокой энергоемкости национальных экономик резко растут потребности этих стран в энергоресурсах. Опережающими темпами увеличивается потребление энергии в Африке и Латинской Америке, и даже в странах Европейского союза возобновился рост душевого энергопотребления.

Все перечисленное выше позволяет говорить об угрозе нового цикла увеличения энергоемкости мирового ВВП и ускорения темпов роста мирового энергопотребления, несмотря на внедрение новых технологий и энергосберегающих тенденций.

Развитые страны имеют сравнительно высокий уровень энергопотребления на душу населения, но стремятся к стабилизации этого показателя или хотя бы к замедлению темпов его роста. Заметное снижение энергоемкости происходит в странах с переходной экономикой - преимущественно за счет роста доходов, а такж е благодаря структурной перестройке экономики и снижению доли тяжелой энергоемкой промышленности по мере расширения сферы услуг, искоренения практики расточительства энергии, а также сокращения потребительских дотаций. Тем не менее, страны переходного типа остаются более энергоемкими по сравнению с развивающимися странами или странами ОЭСР.

Важнейший вопрос заключается в том, удастся ли переломить тенденцию опережающего роста энергопотребления за счет снижения энергоемкости экономики, в первую очередь в развивающихся странах.

Рост энергопотребления в мире происходит весьма неравномерно, усугубляя региональные энергетические диспропорции: наиболее быстрые темпы наблюдаются в развивающихся странах Азии и особенно в Китае, на долю которого в 2005 году пришлась практически половина мирового прироста энергопотребления. Увеличивается число стран и крупных регионов, развитие которых не обеспечено собственными энергоресурсами. Им приходится использовать в своей промышленности в основном привозное сырьё. Если в 1990 году такие страны производили 87% мирового ВВП, то спустя десять лет - уже 90%. Особенно резко возросла зависимость от импорта энергии наиболее быстро развивающихся стран (Китая, Индии и др.), и в перспективе ситуация будет только усугубляться. В частности, Азия уже сегодня 60% своих потребностей в нефти обеспечивает за счет импорта, а к 2020 году импорт будет покрывать до 80% спроса. При этом основной частью прогнозных энергоресурсов располагают Северная Америка и страны СНГ; им же принадлежит большая часть разведанных запасов (следом идут зона Персидского залива и Австралия) . .

Высокая эффективность экономики США способствует умеренному росту потребления первичной энергии, хотя это не избавляет ее от значительного прироста спроса на углеводороды. В целом при повышении среднегодового прироста ВВП с 3,5% до 4,2% мировой спрос на энергию вырос с 1,7% до 2,6%: именно ускорение роста ВВП (превышение темпов роста по сравнению с предыдущим периодом) оказалось неэнергосберегающим в силу причин, кратко изложенных выше. Высокая доля и растущие объемы потребления органического топлива. Несмотря на многочисленные усилия, структура потребления энергии в мире за последние годы существенно не изменилась. Углеводороды (в первую очередь нефть) по-прежнему остаются доминирующими энергоносителями в мировом энергетическом балансе.

Высокая доля в энергобалансе наиболее ограниченного ресурса - углеводородного топлива - сохраняется несмотря на то, что в ряде стран впервые после Чернобыльской аварии возрождается интерес к атомной энергетике, а промышленно развитые потребители проявляют все больший интерес к альтернативным источникам энергии. Фактически потребление углеводородов в настоящее время не имеет серьезной альтернативы, что создает угрозу их дефицита с учетом ускоренного роста энергопотребления. Недостаточно быстрый по сравнению с ростом энергопотребления рост предложения энергоресурсов вообще и углеводородов в частности обусловлен относительным сокращением поля приложения сил и инвестиций по наращиванию производства энергоносителей, исчерпания их наиболее доступных запасов, а также геополитической напряженности в регионах, богатых углеводородами. Особенно резко увеличивается разрыв между растущими объемами потребления и снижающимися объемами производства углеводородов в развитых странах. Так, доля стран ОЭСР в производстве первичной энергии сократилась с 61,3% в 1971 году до 48,5% в 2005 году. Особенно сложная ситуация сложилась в Европейском союзе, на территории которого находится лишь 3,5% мировых доказанных запасов газа и менее 2% доказанных запасов нефти (в основном в Норвегии и Великобритании). В то же время расположенные в Европе нефтегазовые месторождения эксплуатируются гораздо интенсивнее, чем в других регионах мира, что ведет к их быстрому истощению.

Важнейшим негативным фактором развития энергетики является снижение уровня обеспеченности мировой экономики запасами нефти (см. рис. 6). Среднее значение ежегодно открываемых запасов нефти снизилось с 70 млрд. барр. в 1960-1980 гг. до 6-18 млрд. барр. в 1990-2005 годах. Ежегодная добыча не восполняется поисковым бурением уже на протяжении многих лет (13 млрд. барр. вновь открытых запасов против 30 млрд. барр. добычи в 2004 году), либо основное восполнение происходит за счет нетрадиционных запасов, как это случилось в 2006 году. Отметим, что 61% мировых запасов нефти и 40,1% запасов газа сосредоточены на политически нестабильном Ближнем Востоке, и роль этих стран в нефтедобыче только увеличивается. Из-за ограниченных возможностей дополнительного роста производства увеличиваются риски, связанные с возможной дестабилизацией рынка. Нарастание энергопотребления на фоне медленного роста предложения уже проявляется в скачке цен на все коммерческие виды топлива. Значительный рост мировой экономики в последние годы (особенно в развивающихся странах), рост потребления ПЭР (на 4,4% в 2004 г. и на 2,7% - в 2005 г.), максимальный уровень загрузки мощностей, экстремальные погодные условия, продолжающиеся конфликты на Ближнем Востоке, растущий интерес к энергетическому сектору со стороны финансовых инвесторов - все это также послужило значительному росту цен на энергоресурсы, в первую очередь на нефть. .

Цены на нефть вновь начали повышаться с 2002 года. В конце лета 2005 г. они превысили рекорд семидесятых годов в номинальном выражении. При этом, хотя реальные цены на нефть оставались ниже максимума начала 1980-х гг., среднегодовая цена в номинальном выражении за баррель нефти марки «Брент» впервые достигла 54 долл./барр., а марки WTI - 56 долл./барр., что более чем на треть превышает уровень 2004 года. Рост цен на углеводороды приобрел характер устойчивой тенденции с 2000 года, когда разразился очередной арабо-израильский конфликт. Впоследствии все пиковые значения нефтяных котировок отражали набирающую обороты региональную напряженность: вторжение США в Ирак, нагнетание обстановки вокруг ядерной программы Ирана, «тридцатидневная» война в Ливане и т.д. Цены на нефтепродукты повторяли динамику цен на нефть, при этом дефицит светлых нефтепродуктов привел к более быстрому росту цен на них.

Резкий рост цен на нефть в последние годы заставил большинство научных и консалтинговых организаций пересмотреть уровни прогнозных цен в сторону повышения. Перспективы цен на нефть остаются необычайно неопределенными, усложняя анализ тенденций для энергетических рынков в целом. Высокие и нестабильные цены на нефть - важнейшая угроза мировой экономике и энергетике: они не только негативно влияют на темпы роста мирового ВВП, представляя особую опасность для развивающихся стран-импортеров энергоресурсов, но и тормозят инвестиционный процесс в энергетике, образуя сложнопредсказуемые денежные потоки.

Вслед за ценами на нефть выросли мировые цены на природный газ, впервые превысив порог в 210 долл./м3 (или 6 долл./млн. БТЕ) на рынках США и Великобритании. До 2003 года самым дорогим в мире был СПГ в Японии, цены которого формируются в привязке к ценам сырой нефти (см. рис. 7). Однако в последние годы формирующаяся в Северной Америке на опотовом рынке Henry Hub цена превысила цены на остальных региональных рынках и даже цену на нефть, пересчитанную по теплотворной способности. В Европе цены как на сетевой газ, так и на СПГ оказались ниже американских: в основном они привязаны к ценам на нефть и нефтепродукты. Однако одновременно на динамику цен здесь оказывают влияние опотовые и фьючерсные цены на британском опотовом рынке газа в Национальном балансировочном пункте (National Balancing Point, или NBP), где, как и в Северной Америке, в последние годы наблюдался значительный рост цен.

Рост цен на нефть и газ в последние годы привели и к более высоким темпам роста спроса на уголь и, соответственно, цен на него. Цена импортного энергетического угля в странах ОЭСР поднялась со среднего значения 36 долл./т в 2000 году до 62 долл./т в настоящее время.

В последние десятилетия ХХ века прогресс в разведке и бурении компенсировал ухудшение горно-геологических условий при быстром росте добычи нефти (но с уменьшением ее обеспеченности запасами), что давало устойчивое снижение цен, то в ХХI столетии технический прогресс в отрасли явно замедлился, а в результате дорожают приросты запасов и добычи нефти. В итоге прогнозируемая в соответствии со сложившимися тенденциями динамика потребления нефти уже через 10 лет может не обеспечиваться ее добычей, рассчитанной по апробированным моделям использования ограниченных природных ресурсов.

Что касается атомной энергетики, то она является одной из самых молодых и динамично развивающихся отраслей мировой экономики. Её история насчитывает лишь немногим более 50 лет. Развитие атомной энергетики стимулируют растущие потребности человечества в топливе и энергии при ограниченности невозобновляемых ресурсов. В сравнении с другими энергоносителями ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии. Немаловажно и то, что атомная энергетика практически не увеличивает «парниковый эффект.

По данным МАГАТЭ, в начале 2007 года в мире действовали 439 ядерных энергоблоков общей мощностью 367,77 гигаватт. Еще 29 энергоблоков в 11 странах находятся в различной стадии строительства. Сегодня на атомных электростанциях вырабатывается 16% мировой электроэнергии. При этом 57% всей «ядерной» электроэнергии приходится на США (103 энергоблока), Франция (59 энергоблоков) и Японию (54 энергоблока). В настоящее время наиболее динамично атомная энергетика развивается в Китае (здесь строится шесть 6 энергоблоков), Индии (5 блоков), России (3 блока). Новые энергоблоки строятся также в США, Канаде, Японии, Иране, Финляндии и других странах. О своих намерениях развивать атомную энергетику заявили еще ряд стран, среди которых - Польша, Вьетнам, Белоруссия и пр. В общей сложности сейчас рассматривается более 60 заявок на строительство блоков. Более 160 проектов находятся в процессе разработки.

Таким образом, оценивая сегодняшнее положение дел на мировом рынке цен можно с уверенностью сказать, что в цене нефти и газа заложено много факторов: баланс спроса и предложения, экономика и инвестиции, политика, войны и теракты. Каждый из этих факторов может цену как поднимать, так и опускать. И, так как большое количество нефти и газа сосредоточено в Персидском заливе, их роль постоянно растёт, в результате чего растёт и риск, связанный с дестабилизацией рынка. Также одной из главных тенденций сегодняшней топливной промышленности является спад или стагнация добычи нефти в некоторых странах, среди которых выделяются Норвегия, Великобритания, США и др.

Основу мировой энергетики составляют 3 отрасли топливной промышленности. Нефтяная промышленность мира. На современном этапе это ведущая отрасль мировой топливно-энергетической промышленности. В 2007 году добыча нефти снизилась на 0,2% - до 3,6 млрд. тонн. По сравнению с 2006 г. межрегиональные поставки нефти, по данным “ВP”, увеличились на 2,6% и достигли 1984 млн. т. Что касается географического распределения запасов нефти, то доля развивающихся стран в этих запасах - 86%. Наиболее крупные нефтяные запасы сосредоточены в пределах зарубежной Азии (без СНГ 70%). Особенно здесь выделяется Ближний и Средний Восток, где сосредоточено около 60% запасов и более 40% мировой добычи нефти. В странах этого региона располагаются государства с наиболее крупными запасами нефти: Саудовская Аравия (более 35 млрд. тонн), Ирак (более 15 млрд. тонн), Кувейт (более 13 млрд. тонн), ОАЭ и Иран (около 13 млрд. тонн). Из других азиатских стран по запасам нефти можно выделить Китай и Индонезию. В пределах Латинской Америки запасы нефти составляют приблизительно 12% от мировых. На сегодняшний день здесь особо выделяется Венесуэла (более 11 млрд. тонн), Мексика (около 4 млрд. тонн). На долю Африки приходится приблизительно 7% мировых запасов нефти. По их величине выделяются Ливия (40% общеафриканских запасов), Алжир, Египет, Нигерия. Что касается СНГ, то его доля оценивается в 6%. Однако Россия по разным оценкам имеет от 6,7 до 27 млрд. тонн. Всего нефть добывают в 80 странах. .

Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. К настоящему времени добыча природного газа увеличилась приблизительно в 5,5 раз и сейчас составляет 2,4 триллиона мі ежегодно. Разведанные запасы природного газа оцениваются приблизительно в 150 триллиона мі. По разведанным запасам природного газа (их объем все время растет) особенно выделяются СНГ и Юго-Западная Азия (по 40% мировых запасов), из отдельных стран - Россия, где сосредоточено около одной третьей мировых запасов или 50 триллионов мі (почти 90% запасов СНГ) и Иран (15% мировых). В "первую десятку" газодобывающих стран мира входят Россия (около 600 млрд. мі), США (550 млрд. мі), Канада (170 млрд. мі), Туркменистан, Нидерланды, Великобритания, Узбекистан, Индонезия, Алжир, Саудовская Аравия. Крупнейшими потребителями газа являются США (приблизительно 650 млрд. мі), Россия (350 млрд. мі), Великобритания (около 90 млрд. мі) и Германия (около 80 млрд. мі).

Несмотря на снижение доли угля в энергопотреблении, угольная промышленность продолжает оставаться одной из ведущих отраслей мировой энергетики. По сравнению с нефтяной промышленностью, она лучше обеспечена ресурсами.В Настоящее время ежегодно добывается около 5 млрд. тонн угля. Отметим, что угля на Земле гораздо больше, чем нефти и природного газа. При нынешнем уровне потребления подтвержденных запасов газа должно хватить на 67 лет, нефти - на 41 год, а угля - на 270 лет. Прогнозные ресурсы угля на Земле в настоящее время составляют более 14,8 трлн. тонн, а мировые промышленные запасы угля - свыше 1 трлн. тонн. При этом примерно три четверти мировых запасов угля приходятся на страны бывшего СССР, США и Китай. Мировой рынок угля в настоящее время является более конкурентным, чем нефтяной и газовый, поскольку месторождения и добыча угля расположены практически по всем континентам и регионам мира. Уголь будет играть особенно важную роль в электроэнергетике тех регионов, в которых альтернативных видов топлива мало. Благодаря своей сравнительной дешевизне этот энергоноситель остается особенно важным для развивающихся стран Азии.

Мировые запасы угля составляют 1,2 трлн. т. Примерно три четверти мировых запасов угля приходятся на страны бывшего СССР, США и Китай. При этом в недрах России сосредоточена треть мировых ресурсов угля, или 173 млрд. тонн, а в Казахстане - 34 млрд. тонн. В отличие от нефти и газа на экспорт идет небольшая часть добываемого угля - 10%. По данным Международного института угля, основными экспортерами угля являются Австралия (231 млн. тонн в 2006 году), Индонезия (108 млн. тонн) и Россия (76 млн. тонн). Основные потребители угольной продукции - Япония (178 млн. тонн в 2006 году) и Южная Корея (77 млн. тонн). Китай является крупнейшим потребителем угля (2,4 млрд. тонн в 2006 году), что связано с большой долей угля в энергетике страны. Согласно данным The China Daily, потребление угля в Китае к 2010 году достигнет 2,87 млрд. тонн. Среди регионов по добыче угля лидируют Зарубежная Азия (40 % мировой добычи), Западная Европа, Северная Америка (немногим более 20%) и страны СНГ. .

1.2 Современная география использования а льтерн ативных источников энергии в мире

Весь мир сегодня в поисках новых источников энергии. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить разграбления полного истощения природных ресурсов. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века. К сожалению, многие нефтедобывающие страны не задумываются о последствиях своей деятельности. Они расходуют нефтяные запасы, не задумываясь о будущем. Происшедшее повышение цен на нефть, необходимую не только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило задуматься о других видах топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особенно альтернативные источники энергии начали искать те страны где нет собственных запасов нефти и газа, и которым приходится их покупать.

Поэтому в общую типологию электростанций включаются электростанции, работающие на так называемых нетрадиционных или альтернативных источниках энергии. К ним относят: энергию приливов и отливов; энергию малых рек;·энергию ветра; энергию Солнца; геотермальную энергию; энергию горючих отходов и выбросов; энергию вторичных или сбросовых источников тепла и другие.

Несмотря на то, что нетрадиционные виды электростанций занимают всего несколько процентов в производстве электроэнергии, в мире развитие этого направления имеет большое значение, особенно учитывая разнообразие территорий стран. В России единственным представителем этого типа ЭС является Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 11МВт. Станция эксплуатируется с 1964 года и уже устарела как морально, так и физически. Уровень технологических разработок России в этой области сильно отстает от мирового. В удаленных или труднодоступных районах России, где нет необходимости строить большую электростанцию, да и обслуживать ее зачастую некому, “нетрадиционные” источники электроэнергии - наилучшее решение.

Возрастанию числа электростанций на альтернативных источниках энергии будут способствовать следующие принципы: более низкая стоимость электроэнергии и тепла, получаемая от нетрадиционных источников энергии, чем от всех других источников; возможность практически во всех странах иметь локальные электростанции, делающие их независимыми от общей энергосистемы; доступность и технически реализуемая плотность, мощность для полезного использования; возобновляемость нетрадиционных источников энергии; экономия или замена традиционных энергоресурсов и энергоносителей; замена эксплуатируемых энергоносителей для перехода к экологически более чистым видам энергии; повышение надежности существующих энергосистем.

Практически каждая страна располагает каким-либо видом этой энергии и в ближайшей перспективе может внести существенный вклад в топливно-энергетический баланс мира.

Солнечная энергия . Солнце - неисчерпаемый источник энергии - ежесекундно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет - самая близкая к Солнцу часть нашей планеты - по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров. Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании “Боинг”. Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 % попавшего на него солнечного света. Уже в 1981 году через пролив Ла-Манш совершил перелёт первый в мире самолёт с двигателем, работающим от солнечных батарей. Чтобы совершить перелёт на расстояние 262 км, ему потребовалось 5,5 часа. А по прогнозам учёных конца прошлого века, ожидалось, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около 200000 электромобилей. Возможно, и нам стоит подумать об использовании солнечной энергии в широких масштабах. В частности, в Крыму с его “солнцеобильностью”.

С 1988 года на Керченском полуострове работает Крымская солнечная электростанция. Кажется, самим здравым смыслом определено ее место. Уж если где и строить такие станции, так это в первую очередь в краю курортов, санаториев, домов отдыха, туристских маршрутов; в краю, где надо много энергии, но еще важнее сохранить в чистоте окружающую среду, само благополучие которой, и прежде всего чистота воздуха, целебно для человека. Крымская СЭС невелика - мощность всего 5 МВт. В определенном смысле она - проба сил. Хотя, казалось бы, чего еще надо пробовать, когда известен опыт строительства гелиостанций в других странах.

На острове Сицилия еще в начале 80-х годов дала ток солнечная электростанция мощностью 1 МВт. Принцип ее работы тоже башенный. Зеркала фокусируют солнечные лучи на приемнике, расположенном на 50-метровой высоте. Там вырабатывается пар с температурой более 600 °С, который приводит в действие традиционную турбину с подключенным к ней генератором тока. Неоспоримо доказано, что на таком принципе могут работать электростанции мощностью 10-20 МВт, а также и гораздо больше, если группировать подобные модули, подсоединяя их друг к другу.

Несколько иного типа электростанция в Алькерии на юге Испании. Ее отличие в том, что сфокусированное на вершину башни солнечное тепло приводит в движение натриевый круговорот, а тот уже нагревает воду до образования пара. У такого варианта ряд преимуществ. Натриевый аккумулятор тепла обеспечивает не только непрерывную работу электростанции, но дает возможность частично накапливать избыточную энергию для работы в пасмурную погоду и ночью. Мощность испанской станции имеет всего 0,5 МВт. Но на ее принципе могут быть созданы куда более крупные - до 300 МВт. В установках этого типа концентрация солнечной анергии настолько высока, что КПД паротурбинного процесса здесь ничуть не хуже, чем на традиционных тепловых электростанциях. Тем не менее солнечные фотоэлементы уже сегодня находят свое специфическое применение. Они оказались практически незаменимыми источниками электрического тока в ракетах, спутниках и автоматических межпланетных станциях, а на Земле - в первую очередь для питания телефонных сетей в не электрифицированных районах или же для малых потребителей тока (радиоаппаратура, электрические бритвы и зажигалки и т.п.). Полупроводниковые солнечные батареи впервые были установлены на третьем советском искусственном спутнике Земли (запущенном на орбиту 15 мая 1958 г.).

Энергия ветра . На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры. И, тем не менее, всего одна электростанция, работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин. При использовании ветра возникает серьезная проблема: избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ее в периоды безветрия. Как же накапливать и сохранить впрок энергию ветра? Простейший способ состоит в том, что ветряное колесо движет насос, который накачивает воду в расположенный выше резервуар, а потом вода, стекая из него, приводит в действие водяную турбину и генератор постоянного или переменного тока. Существуют и другие способы и проекты: от обычных, хотя и маломощных аккумуляторных батарей до раскручивания гигантских маховиков или нагнетания сжатого воздуха в подземные пещеры и вплоть до производства водорода в качестве топлива. Особенно перспективным представляется последний способ. Электрический ток от ветроагрегата разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.

Морская энергия . В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 году британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения “морского” электричества по сравнению с другими его источниками, в частности - атомными. В мае 1988 года в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа, который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 кВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена “морской” электроэнергии с 1987 года снизилась вдесятеро.

Волны . Наиболее совершенен проект “Кивающая утка”, предложенный конструктором С. Солтером. Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это - 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 кВт/ч). Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.

Энергия рек . Примерно 1/5 часть энергии, потребляемой во всём мире, вырабатывают на ГЭС. Её получают, преобразуя энергию падающей воды в энергию вращения турбин, которая в свою очередь вращает генератор, вырабатывающий электричество. Гидростанции бывают очень мощными. Так, станция Итапу на реке Парана на границе между Бразилией и Парагваем развивает мощность до13 000 млн. кВт. Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют. В комплекте с аккумулятором они могут обеспечить энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую. Опытный образец бесплотинной мини-ГЭС успешно зарекомендовал себя на речках Горного Алтая.

...

Подобные документы

Типология альтернативной энергетики. Возобновляемая энергия в арабских странах. Ядерная энергетика и ее резервы в арабских странах. Переход к использованию альтернативных источников энергии. Достигнутые результаты в сфере альтернативной энергетики.

контрольная работа , добавлен 08.01.2017


Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.

реферат , добавлен 30.05.2016


Современное состояние мировой энергетики. Направления энергетической политики Республики Беларусь. Оценка эффективности ввода ядерных энергоисточников в Беларуси. Экономия электрической, тепловой энергии в быту. Характеристика люминесцентных ламп.

контрольная работа , добавлен 18.10.2010


Создание институциональной базы в арабских странах. Инвестиционные возможности для развития возобновляемой энергетики. Стратегическое планирование развития возобновляемых источников энергии стран Ближнего Востока. Стратегии развития ядерной энергии.

курсовая работа , добавлен 08.01.2017


Геотермальная энергия и ее использование. Применение гидроэнергетических ресурсов. Перспективные технологии солнечной энергетики. Принцип работы ветроустановок. Энергия волн и течений. Состояние и перспективы развития альтернативной энергетики в России.

реферат , добавлен 16.06.2009


Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.

дипломная работа , добавлен 24.06.2015


Индикаторы для оценки функционирования и основные принципы устойчивого развития в сфере электроэнергетики и использования альтернативных источников энергии. Характеристика развития электроэнергетики в Швеции и Литве, экосертификация электроэнергии.

практическая работа , добавлен 07.02.2013


Основные виды альтернативной энергии. Биоэнергетика, энергия ветра, Солнца, приливов и отливов, океанов. Перспективные способы получения энергии. Совокупная мощность ветроэлектростанций Китая, Индии и США. Доля альтернативной энергетики в России.

презентация , добавлен 25.05.2016


Динамика развития возобновляемых источников энергии в мире и России. Ветроэнергетика как отрасль энергетики. Устройство ветрогенератора - установки для преобразования кинетической энергии ветрового потока. Перспективы развития ветроэнергетики в России.

реферат , добавлен 04.06.2015


Состояние атомной энергетики. Особенности размещения атомной энергетики. Долгосрочные прогнозы. Оценка потенциальных возможностей атомной энергетики. Двухэтапное развитие атомной энергетики. Долгосрочные прогнозы. Варианты структуры атомной энергетики.