Источники энергии. Энергия в природе и технике

Источники энергии. Энергия в природе и технике

Жизнь и техносфера требуют огромных количеств энергии. Где её берут и какие источники безопасны?

Виды источников энергии

Невозобновляемые

• каменный уголь — сжигают на ТЭС
• нефть и газ — топливо для ДВС, ТЭС
• торф и горючие сланцы
• ядерное топливо (уран, плутоний) — для АЭС

Эти ресурсы конечны: угля хватит на ~150 лет, нефти — на ~50 лет.

Возобновляемые

• энергия рек — гидроэлектростанции (ГЭС)
• энергия ветра — ветрогенераторы
• энергия Солнца — солнечные батареи
• геотермальная энергия — тепло недр Земли
• энергия приливов и волн

Эти источники не закончатся, пока светит Солнце и вращается Земля.

Экологические аспекты

Проблемы традиционной энергетики

• уголь и нефть — выбросы $\text{CO}_2$ → глобальное потепление
• acid rain — выбросы серы и азота
• загрязнение воздуха — смог в городах
• АЭС — опасность аварий (Чернобыль, Фукусима), проблема радиоактивных отходов
• ГЭС — затопление территорий, нарушение экосистем рек

Преимущества возобновляемых источников

• не выделяют $\text{CO}_2$ при работе
• не требуют топлива
• неисчерпаемы

Но у них свои проблемы: солнце и ветер непостоянны, ветряки шумят и «убивают» птиц, солнечные панели требуют редких металлов.

Современные исследования

• термоядерный синтез — попытка создать неисчерпаемый источник энергии, как на Солнце
• водородная энергетика — водород как чистое топливо
• перезаряжаемые аккумуляторы — для электромобилей
• smart grids — умные энергосети

Энергосбережение

Экономия энергии — тоже источник:

• LED-лампы (в 8-10 раз экономичнее ламп накаливания)
• теплоизоляция зданий
• гибридные и электромобили
• энергоэффективные бытовые приборы

Каждый сэкономленный джоуль — это джоуль, который не нужно производить.

Вопросы для самопроверки

1. Какие источники энергии называют невозобновляемыми? Возобновляемыми?
2. Какие экологические проблемы создаёт традиционная энергетика?
3. В чём преимущества и недостатки возобновляемых источников?
4. Какие современные исследования энергии вы знаете?
5. Как можно экономить энергию в быту?