Альтернативная энергетика в сша реферат

Обновлено: 05.07.2024

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Структура производства энергетики в США на современном этапе 5
2. Энергетическая политика США 8
3. Альтернативные источники энергии в США 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 20

Введение

Актуальность темы в том, что рост экономики США во второй половине XX - начале XXI веков вывел страну в лидеры мирового развития. Но при самых современных технологиях в сфере производства, транспорта, бытового потребления такой уровень предполагает использование колоссального количества энергоресурсов. Это создало ситуацию, в которой США потребляют около одной пятой (20,4%) мировой первичной энергии и вынуждены импортировать все больший объем энергоносителей (преимущественно нефти). Данная ситуация представляется вполне нормальной и отражающей современное состояние глобализации и мировой взаимозависимости для большинства внешних наблюдателей. Однако в контексте "самоощущения" США как экономической, военной и "политической" супердержавы (одной из двух или единственной - безразлично) такое п оложение постоянно рассматривается как серьезная угроза.
Превращение США в единственную сверхдержаву или эволюция понимания концепции энергетической безопасности не сняли проблему с повестки дня и в XXI веке. В ходе поиска средств ее решения американские администрации рассматривали и использовали различные механизмы, однако серьезная зависимость экономики США от энергетики зарубежных стран сохраняется, а ее восприятие остается напряженным и даже обостренным. Проблемы энергетической безопасности Соединенных Штатов и их влияние на глобальную и российскую энергетику уже рассматривались ранее рядом крупных отечественных специалистов.
Степень изученности. В разработке данной темы были использованы работы таких авторов как: Афанасьев В.В., Кидин Н.И., Быстрицкий Г. Ф., Вагин Г. Я., Лоскутов А. Б., Севостьянов А. А., Жернаков А. П., Алексеев В. В., Лимитовский А. М., Меркулов М. В., Шевырев Ю. В., Косьянов В. А., Ивченко И. А., Щербаков Е.Ф. и др., а так же был использован Интернет-ресурс.
Целью данной работы является изучение энергетики США, исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи:
- Рассмотреть структуру производства энергетики в США на современном этапе;
- Исследовать энергетическую политику США;
- Охарактеризовать альтернативные источники энергии в США.
Структура данной работы состоит из: введения, 3 глав, заключения и списка используемой литературы.

Фрагмент работы для ознакомления

Список литературы

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Можно очень долго рассказывать о том, что общество становится на сторону источников альтернативной энергии, приказывая ученым находить все новые методики, экономические пути влияния остаются самыми серьезными. Возобновляемая энергетика сейчас полностью зависима от экономической продуктивности и прибыли от ее развития.

США ярко показывает конфликт между необходимостью и способностями сооружения новой энергетической инфраструктуры. Потребность в электроэнергии в стране увеличивается ежегодно, однако на сегодняшний день главенствует природный газ, стоимость которого настолько низкая, что может прекратить развитие любой конкурирующей сферы. Вот так, возобновляемая энергетика сегодня сразу же проигрывает по причине высоких затрат на изготовление, обустройство и эксплуатацию аппаратов.

Вода — один из источников зеленой энергии

Альтернативные источники энергии в США

Финансовые неурядицы компаний, подобных Solyndra, сильно подорвали доверие к сфере, а также уменьшили интересы вероятных инвесторов. Дешевый газ все еще берет верх на поприще экономики, а высокая стоимость топлива вынуждает искать новые месторождения нефти, непосредственно в эти проекты переместились средства инвесторов.

Невзирая на целый ряд грустных обстоятельств в сфере солнечной энергетики США все также довольно успешно функционируют General Electric, Dow Chemical и СonocoPhillips. Такие большие компании также продолжают инвестиции в разработку современных технологий, поскольку полагают, что будущее в большей степени принадлежит именно возобновляемой энергетике.

Крыша на парковке в США на солнечных батареях

Правительственные учреждения, стимулируемые администрацией президента, подыскивают возможности для предоставления федеральных земель и воды для приватных девелоперов, которые можно бы использовать для создания целых солнечных ферм и ветропарков. Довольно большую активность в работе над новыми технологиями использования солнечной энергии удерживают заказы министерства обороны США. Введение в эксплуатацию возобновляемых источников энергии на военных базах подогревает развитие.

Не раз отмечено, что конкурентная борьба в отрасли солнечных панелей стала причиной резкого падения цен, что таким образом спровоцировало поднятие спроса на солнечные генераторы со стороны отдельных лиц. Домовладельцы, разместившие солнечные панели на своих домах, значительно выиграли в деньгах. Также мощная конкуренция повлияла на скорое совершенствование всех технологий. На рынке представлены новые фотоэлектрические аппараты, мощность которых более чем на 100% сильнее предыдущих версий.

В наше время людям энергии требуется всё больше и больше энергии, поскольку они придумывают всё больше и больше новых изобретений, для которых требуется энергия.

Энергетика зародилась много миллионов лет назад, когда люди научились добывать огонь: они охотились с помощью огня, получали свет и тепло, и он служил источником радости и оптимизма на протяжении многих лет.

В нашем проекте мы расскажем о возможных экологически-чистых источниках энергии, которыми бы люди не загрязняли окружающий мир, в котором мы живём.

1.Ветровая энергия

Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры – от легкого ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могучих ураганов, приносящих неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный океан, на дне которого мы живем. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить все ее потребности в электроэнергии! Почему же столь обильный, доступный да и экологически чистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии.

Они дают довольно много энергии, тем более если поставить несколько ветроэлектрических станций, то этой энергии хватит на долго.

Но существует несколько важных проблем: избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ветра в безветренную погоду.

Для этого существует простое решение: ветряное колесо движет насос, которой накачивает воду в расположенное ниже водяное хранилище и вода стекая вниз приводит в действие водяную турбину. Существует ещё один более перспективный способ – электрический ток от ветряной мельницы разлагает воду на кислород и водород, который хранится в хранилище и его можно сжигать на тепловых электростанциях по мере надобности.

2.Энергия рек

Многие тысячелетия верно служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода – ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии служит Мировой океан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек.

Вода была первым источником энергии, и, вероятно, первой машиной, в которой человек использовал энергию воды, была примитивная водяная турбина. Свыше 2000 лет назад горцы на Ближнем Востоке уже пользовались водяным колесом в виде вала с лопатками.

Шагом вперед было водяное колесо Витрувия. Это вертикальное колесо с большими лопатками и горизонтальным валом. Вал колеса связан деревянными зубчатыми колесами с вертикальным валом, на котором сидит мельничный жернов.

Этот способ получения энергии даёт меньше энергии, чем ветровой, но тоже весьма практичен и не требует много затрат.

3.Геотермальная энергия

Земля, эта маленькая зеленая планета, наш общий дом, из которого мы пока не можем, да и не хотим, уходить. По сравнению с мириадами других планет Земля действительно невелика: большая ее часть покрыта уютной и живительной зеленью. Но эта прекрасная и спокойная планета порой приходит в ярость, и тогда с ней шутки плохи – она способна уничтожить все, что милостиво дарила нам с незапамятных времен. Грозные смерчи и тайфуны, неукротимые воды рек и морей разрушают все на своем пути, лесные пожары за считанные часы опустошают огромные территории вместе с постройками и посевами.

Но все это мелочи по сравнению с извержением проснувшегося вулкана. Едва ли сыщешь на Земле другие примеры стихийного высвобождения природной энергии, которые по силе могли бы соперничать с некоторыми вулканами.

С геологической точки зрения геотермальные энергоресурсы можно разделить на гидротермальные конвективные системы, горячие сухие системы вулканического происхождения и системы с высоким тепловым потоком.

4.Гидротермальные системы

К категории гидротермальных систем относят подземные бассейны пара или горячей воды, которые выходят на поверхность земли, образуя гейзеры, сернистые грязевые озера и фумаролы. Образование таких систем связано с наличием источника теплоты горячен или расплавленной скальной породой, расположенной относительно близко к поверхности земли. Они обычно размещаются по границам тектонических плит земной коры, которым свойственна вулканическая активность.

В принципе для производства электроэнергии на месторождениях с горячей водой применяется метод, основанный на использовании пара, образовавшегося при испарении горячей жидкости на поверхности. Этот метод использует то явление, что при приближении горячей воды (находящейся под высоким давлением) по скважинам из бассейна к поверхности давление падает и около 20 % жидкости вскипает и превращается в пар.

Этот способ очень трудно осуществить этот способ в Латвии, так как очень трудно найти подводные воды в Латвии.

5.Горячие системы вулканического происхождения

Ко второму типу геотермальных ресурсов (горячие системы вулканического происхождения) относятся магма и непроницаемые горячие сухие породы (зоны застывшей породы вокруг магмы и покрывающие ее скальные породы). Получение геотермальной энергии непосредственно из магмы пока технически неосуществимо. Технология, необходимая для использования энергии горячих сухих пород, только начинает разрабатываться. Предварительные технические разработки методов использования этих энергетических ресурсов предусматривают устройство замкнутого контура с циркулирующей по нему жидкостью, проходящего через горячую породу. Сначала пробуривают скважину, достигающую области залегания горячей породы; затем через нее в породу под большим давлением закачивают холодную воду, что приводит к образованию в ней трещин. После этого через образованную таким образом зону трещиноватой породы пробуривают вторую скважину. Наконец, холодную воду с поверхности закачивают в первую скважину. Проходя через горячую породу, она нагревается (извлекается через вторую скважину в виде пара или горячей воды, которые затем можно использовать для производства электроэнергии одним из рассмотренных ранее способов).

Этот способ невозможно использовать этот способ, в связи с отсутствием вулканов.

6.Системы с высоким тепловым потоком

Геотермальные системы третьего типа существуют в тех районах, где в зоне с высокими значениями теплового потока располагается глубокозалегающий осадочный бассейн. В таких районах, как Парижский или Венгерский бассейны, температура воды, поступающая из скважин, может достигать 100 °С.

Особая категория месторождений этого типа находится в районах, где нормальный тепловой поток через грунт оказывается в ловушке из изолирующих непроницаемых пластов глины, образовавшихся в быстро опускающихся геосинклинальных зонах или в областях опускания земной коры. Температура воды, поступающей из геотермальных месторождений в некоторых зонах, может достигать 150–180°С.

7. Энергия мирового океана

8.Энергия приливов и отливов

Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление – ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Поскольку Солнце находится от Земли в 400 раз дальше, гораздо меньшая масса Луны действует на земные поды вдвое сильнее, чем масса Солнца. Поэтому решающую роль играет прилив, вызванный Луной (лунный прилив). В морских просторах приливы чередуются с отливами теоретически через 6 ч 12 мин 30 с. Если Луна, Солнце и Земля находятся на одной прямой, Солнце своим притяжением усиливает воздействие Луны, и тогда наступает сильный прилив. Когда же Солнце стоит под прямым углом к отрезку Земля-Луна, наступает слабый прилив. Сильный и слабый приливы чередуются через семь дней.

Однако истинный ход прилива и отлива весьма сложен. На него влияют особенности движения небесных тел, характер береговой линии, глубина воды, морские течения и ветер.

Самые высокие и сильные приливные волны возникают в мелких и узких заливах или устьях рек, впадающих в моря и океаны. Приливная волна Индийского океана катится против течения Ганга на расстояние 250 км от его устья. Приливная волна Атлантического океана распространяется на 900 км вверх по Амазонке. В закрытых морях, например Черном или Средиземном, возникают малые приливные волны высотой 50-70 см.

С помощью научных формул можно рассчитать место, где можно поставить электростанцию и получить самое большое количество энергии.

9. Энергия солнца

Для древних народов Солнце было богом. В Верхнем Египте, культура которого восходит к четвертому тысячелетию до н.э., верили, что род фараонов ведет свое происхождение от Ра – бога Солнца. Надпись на одной из пирамид представляет фараона как наместника Солнца на Земле, «который исцеляет нас своей заботой, когда выйдет, подобно Солнцу, что дает зелень землям.

Своей жизнетворной силой Солнце всегда вызывало у людей чувства поклонения и страха. Народы, тесно связанные с природой, ждали от него милостивых даров – урожая и изобилия, хорошей погоды и свежего дождя или же кары – ненастья, бурь, града. Поэтому в народном искусстве мы всюду видим изображение Солнца: над фасадами домов, на вышивках, в резьбе и т. п.

Во всех приведенных примерах солнечная энергия используется косвенно, через многие промежуточные превращения. Заманчиво было бы исключить эти превращения и найти способ непосредственно преобразовывать тепловое и световое излучение Солнца, падающее на Землю, в механическую или электрическую энергию. Всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько ее содержится во всех разведанных запасах ископаемых топлив, а за 1 с – 170 млрд.

Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.

Существуют несколько способ применения солнечной энергии как альтернативной энергии: водоём, нагреваемый солнцем, плита с аккумулятором, находящаяся на возвышенности и изогнутое зеркало.

10.Атомная энергия

Энергетический ядерный реактор устроен довольно просто – в нем, так же как и в обычном котле, вода превращается в пар. Для этого используют энергию, выделяющуюся при цепной реакции распада атомов урана или другого ядерного топлива. На атомной электростанции нет громадного парового котла, состоящего из тысяч километров стальных трубок, по которым при огромном давлении циркулирует вода, превращаясь в пар. Эту махину заменил относительно небольшой ядерный реактор.

Атомные реакторы на тепловых нейтронах различаются между собой главным образом по двум признакам: какие вещества используются в качестве замедлителя нейтронов и какие в качестве теплоносителя, с помощью которого производится отвод тепла из активной зоны реактора. Наибольшее распространение в настоящее время имеют водо-водяные реакторы.

11. Водородная энергетика

Передача электроэнергии по проводам обходится очень дорого: она составляет около трети себестоимости энергии для потребителя. Чтобы снизить расходы, строят линии электропередачи все более высокого напряжения. Но воздушные высоковольтные линии требуют отчуждения большой земельной площади, к тому же они уязвимы для очень сильных ветров и иных метеорологических факторов. А подземные кабельные линии обходятся в 10 – 20 раз дороже, и их прокладывают лишь в исключительных случаях (например, когда это вызвано соображениями архитектуры или надежности).

Серьезнейшую проблему составляет накопление и хранение электроэнергии, поскольку электростанции наиболее экономично работают при постоянной мощности и полной нагрузке. Между тем спрос на электроэнергию меняется в течение суток, недели и года, так что мощность электростанций приходится к нему приспосабливать. Единственную возможность сохранять впрок большие количества электроэнергии в настоящее время дают гидроаккумулирующие электростанции, но и они в свою очередь связаны с множеством проблем.

Все эти проблемы, стоящие перед современной энергетикой, могло бы – по мнению многих специалистов – разрешить использование водорода в качестве топлива и создание так называемого водородного энергетического хозяйства.

Водород, самый простой и легкий из всех химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды.

Водород – синтетическое топливо. Его можно получать из угля, нефти, природного газа либо путем разложения воды. Согласно оценкам, сегодня в мире производят и потребляют около 20 млн. т водорода в год. Половина этого количества расходуется на производство аммиака и удобрений, а остальное – на удаление серы из газообразного топлива, в металлургии, для гидрогенизации угля и других топлив. В современной экономике водород остается скорее химическим, нежели энергетическим сырьем.

Его можно транспортировать по трубам как природный газ.

Ещё одно полезное качество водорода – им можно заменить бензин и выхлопные газы больше не будут загрязнять нашу природу.

В США рассказали, как Европе снять "энергетическую удавку" Путина

"Северный поток — 2" должен был стать самым крупным в Европе проектом транспортировки ископаемого топлива, но России пришлось заплатить за "наглое. | 25.02.2022, ИноСМИ

Наконец-то ввод в строй газопровода "Северный поток — 2" приостановлен. Это была ужасная идея с самого начала, но теперь, когда Россия готова начать второе вторжение на Украину, этот трубопровод поставлен на прикол.Решение канцлера Германии Олафа Шольца приостановить сертификацию газопровода стало одной из первых санкций, введенных Западом против президента Владимира Путина за наглое посягательство России на украинский суверенитет. Шольц осуществил угрозу, к которой немцы относились с большими колебаниями, видя в этом серьезные и далеко идущие последствия для своей экономики.Энергетические последствия для остальной Европы, ряд стран которой намеревались на протяжении десятилетий отапливать свои дома газом из России, будут довольно серьезными, но не трагичными. Напротив, как говорится, нет худа без добра.Европа получает из России примерно 35% потребляемого ею газа, а Германия — более 50%. Тем не менее существуют "зеленые" альтернативы, которые могут стать заменой газу и в то же время помогут в решении все более неотложных проблем климатических изменений.В действительности этот трубопровод вызывал острую полемику с самого начала, то есть, еще 10 лет назад. В конце концов, природный газ является ископаемым топливом и при сгорании выделяет большое количество двуокиси углерода. Почти на всех этапах транспортировки газа случаются утечки метана, который является опасным парниковым газом. В Германии на долю газа приходится 20% всех углеродных выбросов. Иными словами, он отнюдь не экологичный.Трубопровод "Северный поток — 2" должен был стать самым крупным в Европе проектом транспортировки ископаемого топлива. Но он шел вразрез с Парижским соглашением от 2015 года, игнорируя обязательство Европы сократить выбросы парниковых газов и удержать повышение глобальных температур в пределах полутора градусов Цельсия.Кроме того, этот проект принуждал Западную Европу получать из России постоянно увеличивающиеся объемы энергоресурсов. Это был очевидный просчет с учетом того, что Путин использовал энергию в качестве геополитического оружия с 2009 года, когда Россия впервые прекратила поставки газа в Восточную Европу. Если бы европейцы 15 лет назад сделали альтернативные источники краеугольным камнем своей энергобезопасности, российский газ сегодня имел бы намного меньше влияния в Западной Европе. Но слезами горю не поможешь.Поэтому сейчас Европе придется подняться во весь рост и начать действовать решительно.К счастью, континент уже давно начал переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам. Есть планы, подкрепленные в прошлом году решениями саммита в Глазго и "Зеленой сделкой" ЕС, есть огромное количество обязательств, хотя большинство принявших их стран слишком медленно эти обязательства реализуют. Эти планы надо переключить на прямую передачу, так как они обеспечивают выход из двух кризисов.Каковы варианты действий? Конечно, у природного газа есть альтернативы. Это биогаз, гранулы из отходов переработки древесины, преобразование энергии в газ и прочие виды синтетического топлива. Но потенциал биогаза, а именно, газа, получаемого из такого сырья, как отходы и растительный материал, весьма ограничен. Подходящих для этой цели отходов довольно мало, а если выращивать в этих целях растения, которые дают человеку продукты питания, это значит лишить население продовольствия.Технология преобразования энергии в газ предусматривает использование электричества для получения газообразного топлива. Например, излишки электроэнергии на ветровых электростанциях можно использовать для выработки водорода. Но это пока очень дорого и не является практичным способом отопить все европейские дома в зимний период.Поэтому Европа должна резко ускорить процесс перехода к отоплению, кондиционированию воздуха и транспорту на основе электроэнергии. Этот процесс носит вполне логичное название электрификация. "Электрифицировать все" — этот лозунг считается ключевым шагом к отказу от ископаемого топлива, потому что с электричеством нам известно, как обеспечить ноль выбросов углерода. С газом все иначе. Кроме того, электрификация для европейской экономики является наиболее рентабельным способом отказаться от углеродного топлива.Транспорт, промышленность, дома — все это когда-нибудь будет работать на "зеленом" электричестве. Страны договорились об этом на своих климатических саммитах. Газ в лучшем случае был "переходным топливом", чтобы с его помощью Европа могла постепенно отказаться от угля и нефти (самые грязные виды ископаемого топлива) и полностью перейти на возобновляемые источники. А теперь мы сможем отказаться от газа быстрее, чем планировалось.Конечно, чтобы электрифицированный мир мог жить и работать, надо всемерно расширять энергетику возобновляемых источников, технологии хранения, водородные технологии и "умные" сети. Теперь их придется развивать в несколько раз быстрее. На этом климатические активисты и эксперты настаивают уже много лет.Гидроэлектростанции, биоэнергетика, геотермальная, а в некоторых странах и атомная энергетика сохранят свою роль и значение, но главные технологии в мире теперь будут зависеть от солнечной и ветровой энергии. Фотоэлектрическая солнечная энергия, то есть, превращение солнечного света в электричество, это "самый дешевый источник энергии в истории", сообщает Международное энергетическое агентство. От нее не отстает ветровая энергетика, как сухопутная, так и морская. Производство установок для нее расширяется по всем мире.ЕС намерен к 2030 году добиться такой ситуации, когда возобновляемые источники будут составлять 40% в энергетическом балансе. Это значит, что выработку ветровой и солнечной энергии придется увеличить в два с лишним раза. Новое правительство Германии пообещало в четыре раза увеличить производство солнечной энергии за счет установки солнечных панелей и в два с лишним раза увеличить выработку ветровой энергии, главным образом, за счет устранения бюрократической волокиты.Однако исследования показывают, что для работы заводов и отопления домов нам понадобится еще больше чистой энергии — и это даже с учетом газовых поставок из России. Теперь целевые показатели придется снова корректировать в сторону повышения.Очень важно также повысить показатели энергоэффективности. Европейцы просто будут вынуждены потреблять меньше энергии: меньше ездить, меньше отапливать, меньше пользоваться электричеством. ЕС недавно скорректировал целевые показатели, но это очень скромное изменение. В совокупности страны ЕС к 2030 году должны сократить потребление энергии на девять процентов. Но ежегодно в Европе ремонтируется всего один процент домов с установкой высококачественной теплоизоляции. Это очень мало. С появлением экономики замкнутого цикла энергопотребление тоже удастся сократить.Европейцы должны понять, что они живут в непростое, кризисное время. Политика ускоренного "зеленого" перехода необходима по двум причинам: чтобы снять энергетическую удавку Путина с шеи Европы и чтобы добиться поставленных климатических целей, что сделает нашу планету более пригодной для жизни.Автор: Пол Хокенос (Paul Hockenos)

Читайте также: