HARMONY OF LIFE
BEZPŁATNY NEWSLETTER: 
     |      SZUKAJ NA PORTALU: 
Ecoeurope.eu     
CZŁOWIEK ŹRÓDŁEM DOBRANowe Niebo i Nowa ZiemiaDom.ecoeuropeHarmonia życia na co dzień
BibliotekaUzdrowiska InnowacjeInstytut SzczęściaDar.ecoeuropeVideo.ecoeurope
 
 
 

Biblioteka - Czysta Energia - strona 3

Portal ecoeurope.eu
R E K L A M A
R E K L A M A


Energetyka konwencjonalna i energetyka jądrowa. Źródła energii XXI wieku


W energetyce światowej wiek XIX był epoką węgla i pary wodnej. Z kolei, wiek XX okazał się epoką ropy naftowej i gazu. Co będzie podstawowym źródłem energii w XXI wieku?


     Energetyka konwencjonalna:  ma wiele wad takich jak generowanie trujących gazów (np. tlenku węgla), wytwarzanie smogu w terenach uprzemysłowionych (np. tlenek azotu) czy wytwarzanie gazów cieplarnianych (np. dwutlenku węgla). Istotnym czynnikiem powodującym ograniczanie produkcji energii opartej o paliwa kopalniane jest to, że następuje wyczerpywanie zapasów paliw stałych, ciekłych i gazowych.

R E K L A M A



Ważnym aspektem w rozważaniu przyszłościowych źródeł energii są uwarunkowania międzynarodowe. Zgodnie z planami Unii Europejskiej udział źródeł energii odnawialnych w wytwarzaniu energii zostanie podwojony z 6% w 1998 r. do 12% w 2010 r., a dla produkcji energii elektrycznej udział ten wzrośnie do 22% (White Paper oraz Green Paper UE). Na Świecie prognozowana jest także redukcja o 8% emisji gazów cieplarnianych w latach 2008-2012 w porównaniu z 1990 r. (Kyoto Protocol). Wymagania te powodują, że musimy zredukować ilość otrzymywanej energii, która pochodzi ze spalania.


Alternatywą dla otrzymywania energii tym sposobem jest znalezienie takich źródeł energii, które byłyby przyjazne dla człowieka i nie zanieczyszczałyby środowiska. Oczywiście warunek ten spełniają źródła odnawialne, jednak należy mieć świadomość, że nie zaspokoją one wszystkich potrzeb energetycznych. Oczekuje się, że są w stanie pokryć 20-30% zapotrzebowania na energię. Dlatego poszukuje się wydajnych źródeł o dużej mocy, które będą w stanie pokryć energetyczne potrzeby ludzkości. W artykule świadomie pominięto potencjalne, przyszłościowe źródła energii o niewielkiej mocy.


Energetyka jądrowa


Realnym rozwiązaniem problemu wytwarzania energii na masową skalę w XXI w. jest wykorzystanie energii jądrowej. To myślenie dalekosiężne, gdyż zasoby paliwa jądrowego wystarczą na setki tysięcy lat, jeżeli będą we właściwy sposób wykorzystywane.


Źródłem energii w energetyce jądrowej są trzy typy reakcji: reakcja rozszczepienia pierwiastków ciężkich takich jak uran, pluton; reakcja syntezy termonuklearnej pierwiastków lekkich (wodór, deuter, tryt) oraz anihilacja antymaterii. Wszystkie te procesy wykorzystują przemianę masy w energię w oparciu o znany wzór Einsteina E = mc2. Szczególną cechą energetyki jądrowej jest możliwość uzyskania ogromnych ilości energii z niewielkiej masy. W procesie rozszczepienia 1 g uranu lub innych pierwiastków rozszczepialnych wyzwalana jest energia odpowiadająca spaleniu w elektrowni konwencjonalnej ok. 2,5 tony węgla. Z kolei podczas reakcji syntezy termonuklearnej, z masy 1 g uzyskuje się czterokrotnie większą energię niż w przypadku rozszczepienia. Szczególnie wydajny energetycznie jest proces anihilacji materii. Podczas anihilacji masy 1 g materii wyzwala 25x106 kWh, co odpowiada spaleniu 3 tys ton węgla.


Reakcja rozszczepienia jest masowo wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej w wielu krajach. We Francji 90% energii elektrycznej pochodzi z energetyki jądrowej, na Litwie 80%, w Stanach Zjednoczonych 20%, w Polsce zaś 0%, ponieważ na jej obszarze nie ma żadnej elektrowni jądrowej. Oczywiście nieposiadanie przez Polskę elektrowni jądrowej nie oznacza, że nie dotyczą nas problemy i niebezpieczeństwa związane z ich eksploatacją, gdyż w pobliżu jej terytorium istnieje wiele takich elektrowni. Na rysunku przedstawiono rozszczepialne elektrownie jądrowe położone najbliżej Polski.

R E K L A M A



Zasadniczym problemem elektrowni jądrowych pracujących na bazie reakcji rozszczepiania ciężkich pierwiastków jest możliwość awarii oraz produkcja odpadów radioaktywnych.


Alternatywą dla produkcji energii pozbawionej tych negatywnych skutków jest wykorzystanie reakcji syntezy termonuklearnej (fuzji pierwiastków lekkich). Reakcja ta polega na połączeniu jąder dwóch lekkich pierwiastków w jedno cięższe jądro, przy czym podczas reakcji następuje uwolnienie dużej ilości energii. Uzyskanie jej do celów praktycznych jest kwestią najbliższych lat i będzie możliwe, gdy zostaną pokonane trudności techniczne i technologiczne związane z kontrolowaną reakcją syntezy termonuklearnej. Materiału do przeprowadzania tej reakcji termojądrowej nam nie zabraknie.


W oceanach na jeden atom deuteru przypada 6700 atomów zwykłego wodoru. Energia uzyskana w wyniku fuzji termojądrowej (pochodząca z deuteru zawartego w litrze wody) odpowiada energii otrzymanej ze spalenia 300 litrów benzyny. Laboratoryjnie uzyskuje się już energię w wyniku procesu fuzji, jednak reakcja ta wymaga bardzo wysokiej temperatury i dużej gęstości materii.


Program wdrożenia do celów praktycznych reakcji termojądrowej syntezy pierwiastków lekkich jest niezwykle kosztowny. Takie wyzwanie przekracza możliwości jednego kraju. Dlatego opracowywany jest międzynarodowy projekt badawczy ITER (International Thermonuclear Experimental Reaktor), którego cel stanowi zbudowanie elektrowni termojądrowej produkującej energię na wielką skalę.


Realizację projektu przewidziano na 30 lat (10 lat budowa i 20 lat praca reaktora) i ma kosztować w przybliżeniu 10 miliardów euro. Elektrownia termojądrowa już powstaje w Cadarache na południu Francji. W projekcie uczestniczy finansowo i naukowo: Unia Europejska, Japonia, Rosja, Chiny, Korea Południowa i USA. ITER będzie urządzeniem generującym w sposób ciągły ok. 500 MW mocy z reakcji fuzji jądrowej. Projekt ITER przetestuje kluczowe technologie fuzji jądrowej jako bezpiecznego dla środowiska źródła energii i pozwoli na ich udoskonalenie.


Elektrownia termojądrowa będzie bezpieczna sama w sobie. Proces syntezy jądrowej nie prowadzi do powstawania gazów cieplarnianych lub odpadów radioaktywnych. W odróżnieniu od reakcji rozszczepienia, reakcja fuzji jest prawie tak czysta jak spalanie tlenu i wodoru w atmosferze. Oczekuje się, że za 20-30 lat będą budowane elektrownie termojądrowe, które dzięki reakcji fuzji pierwiastków lekkich zapewnią trwałe dostawy dużych ilości energii.


Jak już wspomniano, wyjątkowym źródłem energii jest anihilacja antymaterii z materią. Reakcja anihilacji materii to przyszłość energetyki końca XXI w., gdyż z niewielkiej masy uzyskuje się olbrzymią ilość czystej energii. Rozpoczęto już produkcję antymaterii w warunkach ziemskich, ale istnieje wiele problemów technicznych i technologicznych związanych z jej wytwarzaniem i przechowywaniem. Problemy te są rozwiązywane w ośrodkach związanych z techniką jądrową i fizyką wysokich energii, np. w CERNie – Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych.


Praktyczne wykorzystanie procesu anihilacji jest dość odległe i nie wiadomo, czy koniec XXI w. pozwoli na realizację tej metody pozyskiwania energii na szerszą skale. Z pewnością nastąpi zdecydowany postęp w wykorzystaniu tego źródła energii.


Energia z kosmosu


Poza źródłami jądrowymi oczekuje się, że znaczny udział w produkcji energii w końcu XXI w. będzie miała przestrzeń kosmiczna oraz wnętrze Ziemi jako nowoczesne źródła energii odnawialnej. Przestrzeń kosmiczną można wykorzystać do produkcji energii poprzez użycie dużych modułów fotowoltaicznych i przesyłanie uzyskanej w kosmosie energii na Ziemię.


 Przekazywanie energii z kosmosu na powierzchnię Ziemi stanowi jednak istotny problem. Przewiduje się, że może być ono realizowane przez promieniowanie mikrofalowe, w wyniku przekazu energii niesionej przez wiązkę mikrofal. Ten rodzaj przesyłania energii na odległość występuje w kuchence mikrofalowej podczas gotowania. Oczywiście przekazywanie energii za pomocą mikrofal natrafia na pewne trudności, ponieważ znajdujący się przypadkiem na drodze wiązki fal człowiek lub inny obiekt byłby poddany analogicznemu procesowi, jaki ma miejsce w kuchence mikrofalowej.


Obecnie następuje rozwój nowych przewodzących materiałów o szczególnej wytrzymałości, które być może rozwiążą problem przesyłania energii elektrycznej ze źródeł kosmicznych. Oczekuje się, że będzie można bezpośrednio połączyć źródło energii na stacjonarnej orbicie satelitarnej z użytkownikiem na Ziemi. Niektóre materiały o szczególnej wytrzymałości i przewodnictwie (np. nanorurki) spełniają już te wymagania na niewielkiej odległości.


Nowy sposób przesyłania energii


Źródła generujące energię z różnych powodów nie są rozłożone równomiernie na naszym globie. Spory problem przy dużych mocach urządzeń energetycznych stanowi magazynowanie i przesyłanie energii. Przy wytwarzaniu energii bardzo ważny jest jej transport bez strat od miejsca wytwarzania do miejsc aktualnego zapotrzebowania.
Wiek XXI rozwinie szczególny sposób przesyłania prądu. Będzie to możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska nadprzewodnictwa występującego w niskich temperaturach. W takich warunkach niektóre materiały przewodzą prąd elektryczny bez strat (ich opór elektryczny jest prawie równy zero).


Zjawisko nadprzewodnictwa jest już wykorzystywane do przesyłania energii elektrycznej w pilotowych projektach. Od maja 2001 r. w Danii energia elektryczna zaczęła docierać do 15 tys. domów za pośrednictwem kabli nadprzewodzących, zainstalowanych w Kopenhadze. Około 30 tys. domów w Detroit zostało zasilone w energię elektryczną w ten sam sposób.


W projektach z Kopenhagi i Detroit wykorzystano kable energetyczne, w których przewodnikiem jest specjalna, nadprzewodząca ceramika (nadprzewodnik wysokotemperaturowy), która chłodzi ciekłym azotem.


 Dalszy rozwój tej nowoczesnej technologii przesyłania energii oraz zmniejszenie obecnego kosztu kabli nadprzewodzących, prowadzić będzie do tego, że staną się one niebawem silną konkurencją dla przewodników wysokotemperaturowych. Tylko problemy polityczne mogą przeszkodzić w zbudowaniu światowej sieci.
Reasumując, można przypuszczać, że źródłem energii końca XXI w. będzie niewątpliwie energetyka jądrowa oparta na reakcji fuzji termojądrowej i uzupełniana przez źródła odnawialne z włączeniem energii z kosmosu.


Z kolei rozwój technologiczny pozwoli na przesyłanie energii bez strat w układach nadprzewodzących. Należy również oczekiwać, że wraz z postępem naukowym, technicznym i technologicznym pojawią się także nowe rodzaje źródeł energii, obecnie nieznane, które okażą się przydatne do praktycznych zastosowań.
prof. dr hab. Jan Godlewski, Alicja Szydłowska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska
Śródtytuły od redakcji




   WASZYM ZDANIEM

autor: Gzegorz Wójcik (14.06.2009, 21:59:01)
Witam 1 przesyłanie enegrii za pomocą mikrofal to raczej SF ponieważ zanim fle te dotarłyby do powierzchni ZIemi zostałyby zaabsorbowane przez chmury i wilgoć w powietrzu. Skutek? - podgrzewanie atmosfery i powiększenie efektu cieplarnianego - wnioski wyciagnijcie sami ;) 2 kable (mniejsza o materiał) miałyby sens tylko w jednym przypadku te panele musiałyby się znajdować na orbicie geostacjonarnej a co za tym idzie odbiór energii byłby możliwy jedynie na równiku czyli np u afrykańczyków, z których większość nie wie co to elektryczność ;) no i pozostaje jeszcze kwestia asteroidów i innych kosmicznych śmieci, które mogłyby te panele potrzaskać (koszty eksploatacji instalacji bardzo wysokie) ludzie czasami wymyślają takie projekty że głowa mała ;) pozdrawiam

autor: ANDRZEJ KOMETA (29.09.2008, 20:57:14)
NAPISZ NA WYSZUKIWARKACH ASTRONOMIA PROGRAM SETI PROJEKT OGLE POSZUKIWANIA PLANET RADIOASTRONOMIA BUDOWAĆ OBSERWATORIA NA STATKACH KOSMICZNYCH. PRZESYŁANIE PRĄDU Z SATELIT

autor: ANDRZEJ KOMETA (29.09.2008, 20:48:43)
ZAPYTAJCIE MODERATORA, CZY TO PRAWDA ŻE MODERATOROWI ZABRAKŁO W KOSMOSIE PLANET. PUBLIKUJESZ WSZYSTKO,NATYCHMIAST.

autor: ANDRZEJ KOMETA (29.09.2008, 20:44:31)
OBEJRZYJCIE STRONE. http://www.focus.pl/technika/zobacz/publikacje/ kable-skoncza-w-kuble/do-drutu/1/-45k- Napiszcie pelny adres, poczytajcie Wybudowac miliony Firm,produkujacych tryliony paneli bateri slonecznych. Plus przesylanie pradu z SATELIT,a na Ziemi anteny do odbiorcze do odbioru tego pradu, w miliardach roznych urzadzeniach elektronicznych,na samochodach, wiele anten odbiorczych na Statkach Kosmicznych. Piszcie do innych. ASTRONOMIA-GALAKTYK

Dodaj nową wypowiedź:
Autor:
Treść:
Antyspam: 9+8=
Komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu ecoeurope.eu, ekoeurope.eu, ekoenergia.pl, ecoenergia.pl i portal nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy. Przed wstawieniem komentarza, pisania EKO blogu, EKO dom.ekoenergia.pl lub korzystania z EKO czatu przeczytaj REGULAMIN FORUM DYSKUSYJNEGO/SPOŁECZNOŚCI. Naruszenia regulaminu można zgłaszać pod adresem: sekretariat@ecoeurope.eu
R E K L A M A
Polecamy: bzyk-car.pl  
Współpraca | Reklama | Linki | Kontakt
dodaj do ulubionych   ustaw jako startową

Portal internetowy: wersja 3.40
Copyright © 2000 - 2019 Ekoenergia.pl - Ecoeurope.eu
Portal Eko : Odnawialne źródła energii
Made in Poland

Realizacja: e-solution © 2006

Portal firmy "Ecoeurope.eu" sp. z o.o. o domenach: ecoeurope.eu, ekoeurope.eu, ekoenergia.pl ,ecoenergia.pl i inne będące jego własnością nie ponosi żadnej odpowiedzialności wobec Użytkowników lub osób trzecich z tytułu szkód, zarówno bezpośrednich jak i pośrednich, w związku z wykorzystaniem danych i informacji zawartych na stronach Portalu i/lub Serwisów.