Как осуществляется производство (генерация) электрической энергии?
Производство (Генерация) электроэнергии — это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую на индустриальных объектах, называемых электрическими станциями. В настоящее время существуют следующие виды генерации:
Тепловая электроэнергетика. В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:
Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС). Конденсационной называют не комбинированную выработку электрической энергии;
Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;
КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением.
Ядерная энергетика. К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;
Гидроэнергетика.
К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы;
Альтернативная энергетика. К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:
Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;
Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;
Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне.
Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;
Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;
Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах;
Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики: приливную и волновую энергетику.
Вернуться назад
Способы получения электроэнергии: где мир берет силы для развития: Статьи экономики ➕1, 14.04.2022
С каждым годом мировое потребление электричества растет, поэтому приходится задействовать все доступные способы его выработки. Разбираемся, какие технологии получения электроэнергии существуют и как они влияют на окружающую среду.
Тепловая электростанция
Фото: aapsky / iStock
В 2021 году с помощью тепловых электростанций (ТЭС) получено 62% мировой электроэнергии.
Они работают на органическом топливе — природном газе, угле, мазуте, торфе, горючих сланцах. Нагретая в котле вода превращается в пар, который подается в паровую турбину. В результате ее вращения механическая энергия преобразуется в электрический ток.
Преимущество ТЭС — сравнительно небольшие затраты на строительство и обслуживание. Но при производстве электроэнергии в атмосферу попадают большие объемы CO2 и других парниковых газов, вызывающих изменения климата, и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксид серы, зола, сернистый газ. Они приводят к увеличению риска развития различных заболеваний.
Влияние энергетики на экологию — насколько вредны уголь, нефть и газ
И когда планета и люди вздохнут спокойно
Опасения вызывают и стремительно уменьшающиеся запасы природных ресурсов. По оценкам Минприроды, запасы нефти в России будут исчерпаны через 16-17 лет, а природного газа — через 20.
Мировые залежи нефти закончатся позже — примерно через 50 лет.
С учетом вышесказанного многие государства начали активный переход на более безопасную для природы возобновляемую энергию — солнца, ветра и т. д. По-прежнему востребованы атомная и гидроэнергетика. Обеспечение всеобщего доступа к экологически чистым источникам энергии является одной из Целей устойчивого развития (ЦУР) Организации объединенных наций (ООН).
ГЭС «Илья-Солтейра» в Бразилии
Фото: edsongrandisoli / iStock
Около 84% энергии, генерируемой на базе возобновляемых источников, вырабатывают гидроэлектростанции (ГЭС). Это одна шестая всей электроэнергии планеты. Большая часть мировой гидроэлектроэнергии производится в Бразилии, США, КНР, Канаде, России. По оценкам Международного энергетического агентства, в дальнейшем 80% ГЭС будут строиться в развивающихся странах с большим гидропотенциалом.
При работе гидроэлектростанций используется кинетическая энергия потока воды, приводящая в движение турбину.
Для создания напора применяются плотины, специальные отводы, расположенные под наклоном (для горных рек), или аккумуляторные насосы, перекачивающие воду из одного резервуара в другой.
Гидроэнергетика использует возобновляемый ресурс и не дает вредных выбросов. Кроме того, мощность этого источника электроэнергии легко отрегулировать путем изменения интенсивности потока воды. С учетом этих преимуществ именно гидроэнергетику рассматривают как наиболее перспективную замену ТЭС.
Но строительство крупных ГЭС также оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Так, из-за Иркутской ГЭС уровень воды в озере Байкал повысился на один метр, что вызвало оползни и разрушение берегов. Кроме того, строительство гидроэлектростанций приводит к ухудшению условий обитания растений и животных, в том числе к снижению концентрации кислорода в воде, нарушению путей миграции рыб.
10 причин, почему крупные ГЭС опасны для природы и человека
Что не так с большими гидроэлектростанциями
Природоохранные организации предлагают ограничиться строительством малых и средних ГЭС.
Эффективность этого решения уже подтверждена мировым опытом. Так, в Китае работает более 90 тыс. малых ГЭС. Они обеспечивают 30% электроэнергии, потребляемой сельскими регионами.
Солнечная электростанция в Китае
Фото: Jenson / iStock
Согласно данным Европейской ассоциации солнечной энергетики SolarPower Europe, солнечные электростанции (СЭС) обеспечивают выработку 2,6% мировой электроэнергии. В то же время эта отрасль лидирует по объемам инвестиций. Эксперты Института энергетики НИУ ВШЭ отмечают, что в 2019 году прирост мощностей СЭС в 2,5 раза превысил введенные мощности угольных и газовых станций.
СЭС отражают лучи солнца с помощью зеркал, концентрируя их на приемнике, наполненном маслом или водой. Пар, выделяемый при нагреве жидкости, приводит в действие электрогенератор.
Солнечная энергетика обладает огромным потенциалом. Каждый квадратный метр космического пространства содержит около 1,3 тыс.
Вт энергии солнца. Две трети этого количества преодолевают атмосферу и достигают поверхности нашей планеты. Ученые подсчитали, что за 18 ясных дней на Землю поступает столько энергии, сколько содержится во всех запасах нефти, угля и природного газа.
Мировыми лидерами по мощностям солнечной энергетики являются Китай, Германия, Япония и США. В нашей стране эта отрасль тоже развивается: уже построено около 80 крупных СЭС общей мощностью более 1,8 ГВт. Кроме того, государство поддерживает микрогенерацию — каждый человек может установить солнечный модуль, например за окном или на крыше, чтобы генерировать электроэнергию и продавать ее ресурсоснабжающим компаниям.
Как солнечные панели экономят плату за электричество
Пять выводов о том, как развивается частная солнечная энергетика в России
Средний срок службы солнечных батарей — 25-30 лет. Все это время обеспечиваются получение и передача электроэнергии потребителям без дополнительных затрат на обслуживание.
Достаточно смывать с модулей пыль 3-4 раза в год. Передача электроэнергии осуществляется по электрическим сетям.
Ветроэнергетика развивается быстрее, чем другие технологии ВИЭ. В 2020 году ее мощности увеличились на 95,3 ГВт, в 2021-м — на 93,6 ГВт. Общая мощность ветрогенераторов в мире равна 837 ГВт. К началу 2021 года на ВЭС приходилось 0,13% генерации в России.
Ветроэнергетика не загрязняет атмосферу, но шум и вибрации, создаваемые генераторами, отпугивают животных, обитающих поблизости. Также существует опасность гибели птиц, пролетающих рядом с лопастями. Но действие этих факторов не настолько велико, чтобы всерьез задуматься об отказе от энергии ветра. Так, по данным Европейской ассоциации ветряной энергетики (EWEA), от столкновения с ВЭС гибнет в 3,5 тысячи раз меньше птиц, чем от когтей и зубов кошек. Кроме того, в США создали систему, выключающую генератор при приближении охраняемых пернатых.
Несмотря на активное развитие сектора ВЭС, динамика его роста по-прежнему недостаточна для того, чтобы достичь углеродной нейтральности к 2050 году.
По оценкам специалистов из Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC), необходимо ежегодно строить в четыре раза больше турбин.
Эксперт: Россия может перейти с угля и газа на ветер
Ветровая электроэнергия в стране уже сопоставима по стоимости с традиционной
Воды Мирового океана занимают около 70% поверхности планеты и накапливают большое количество тепловой энергии cолнца. Эту энергию преобразуют в электричество с помощью специального оборудования. Для его эффективной работы необходима разница температур между поверхностным и глубоким слоями воды не менее 20 °C.
Существует три вида океанических теплоэлектростанций (ОТЭС):
1
В системе открытого цикла прогретая солнцем океаническая вода превращается в пар в камере с низким давлением, снижающим температуру ее кипения. Пар запускает турбину, а на выходе холодная глубинная вода возвращает его в жидкое состояние.
2
В установках закрытого цикла теплая вода испаряет рабочую жидкость (пропан, фреон, аммиак), циркулирующую по замкнутой системе трубок и проходящую через теплообменник. В этом случае океаническая вода должна быть прогрета до нужной температуры.
3
В ОТЭС смешанного типа вода преобразуется в пар, который испаряет рабочую жидкость.
Описанный выше порядок получения электроэнергии при помощи ОТЭС подходит только для тропических регионов. Но планируется построить подобные станции и в Арктике, где они будут работать за счет разницы температур подледного слоя воды и воздуха, превышающей 26 °C.
Увеличение объемов использования тепловой энергии океана включено в национальные программы Индии, США, Швеции, Франции, Японии. Так, президент Франции поставил задачу: к 2030 году полностью перевести остров Реюньон на энергию ОТЭС.
Ростовская атомная электростанция
Фото: Эрик Романенко / ТАСС
В мире функционирует более 400 ядерных реакторов, и еще 475 планируется построить.
98% атомных электростанций (АЭС) сконцентрировано в Европе, Северной Америке и Азиатско-Тихоокеанском регионе. В России АЭС вырабатывают 20% всей электроэнергии страны. Сейчас госкорпорация «Росатом» строит три новых энергоблока, в том числе инновационный реактор БРЕСТ-ОД-300 с замкнутым топливным циклом. Облученное топливо будет перерабатываться и использоваться повторно, благодаря чему система станет практически безотходной.
«Замести под коврик»: как в России утилизируют радиоактивные отходы
Грамотно ли в нашей стране поступают с атомными реакторами и топливом
В недавнем заявлении Еврокомиссии говорится, что ядерная энергетика поможет увеличить долю использования возобновляемых источников энергии и перейти к климатической нейтральности, то есть минимизировать влияние электростанций на климат. Этот способ получения электричества имеет еще одно достоинство: энергоемкость ядерного топлива в 104 раз больше нефти.
Климатолог Джеймс Хансен отметил, что переход на атомную энергетику может спасти 7 млн жизней в год. Именно столько людей умирает от загрязнения воздуха, вызванного выбросами теплоэлектростанций.
У развития атомной энергетики есть одно препятствие — негативные ассоциации, связанные с катастрофами в Чернобыле и Фукусиме. Но надежность современных ядерных реакторов не оставляет поводов для опасений: согласно исследованию медицинского журнала Lancet, атомная энергия по безопасности превосходит даже солнечные панели.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.
Автор
Вера Жихарева
Энергия – Производство электроэнергии – Данные ОЭСР
Производство электроэнергии определяется как электроэнергия, вырабатываемая из ископаемого топлива, атомных электростанций, гидроэлектростанций (за исключением гидроаккумулирующих), геотермальных систем, солнечных батарей, биотоплива, ветра и т.
Последняя публикация
Публикация статистики мировой энергетики (2019 г.)
Индикаторы
- Добыча сырой нефти
- Производство электроэнергии
- Возобновляемая энергия
- Атомные электростанции
- Цены на импорт сырой нефти
Показывать:
- Диаграмма
- карта
- Стол
- полноэкранный режим
- доля
скачать
- Только выбранные данные (.
csv) - Полные данные индикатора (.csv)
- Только выбранные данные (.
Моя доска объявлений
- Добавить это представление
- Перейти к пинборду
csv)Определение
Производство электроэнергии Производство электроэнергии определяется как электроэнергия, вырабатываемая из ископаемого топлива, атомных электростанций, гидроэлектростанций (за исключением гидроаккумулирующих), геотермальных систем, солнечных батарей, биотоплива, ветра и т. д. Сюда входит электроэнергия, произведенная на электростанциях и в комбинированных электростанциях. теплоэлектростанции. Включены как производители основного вида деятельности, так и заводы-производители собственных продуктов, если имеются данные. Производители основной деятельности производят электроэнергию для продажи третьим сторонам в качестве своей основной деятельности. Автопроизводители производят электроэнергию полностью или частично для собственного использования в качестве деятельности, поддерживающей их основную деятельность.
Оба типа заводов могут находиться в частной или государственной собственности. Этот показатель измеряется в гигаватт-часах и в процентах от общего объема выработки электроэнергии.Ссылка
Укажите этот показатель следующим образом:
ОЭСР (2022 г.), Производство электроэнергии (индикатор). doi: 10.1787/c6e6caa2-en
Исходная база данных
ОЭСР — Производство электроэнергии и теплаБаза данных МЭА Информационная статистика по электроэнергии
Хранилище данныхБаза данных OECD.Stat
Дополнительные показатели, относящиеся к энергетике
Валовой внутренний продукт (ВВП) Индикатор
Грузовые перевозки Показатель
Контейнерные перевозки Показатель
Выбросы в атмосферу и парниковые газы Показатель
Другие публикации, связанные с энергетикой
Публикация World Energy Outlook (2022)
Публикация Key World Energy Statistics (2021)
Публикация данных по ядерной энергии (2022)
Основы производства геотермальной электроэнергии | NREL
Геотермальные электростанции используют пар для производства электроэнергии.
Пар вращает турбину, которая приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество. Существует три типа геотермальных электростанций: сухой пар, вторичный пар и бинарные. цикл.
Сухой пар
Сухие паровые электростанции получают пар из подземных источников. Пар подается по трубе непосредственно из подземных скважин на электростанцию, где она направляется в турбину/генератор Ед. изм. В Соединенных Штатах есть только два известных подземных источника пара:
- Гейзеры в северной Калифорнии
- Йеллоустонский национальный парк в Вайоминге, где находится известный гейзер под названием Старый. Верный.
Верный.Поскольку Йеллоустоун защищен от застройки, единственные установки сухого пара в страна находится у Гейзеров.
Быстрый пар
Электростанции мгновенного пара являются наиболее распространенными и используют геотермальные резервуары воды. с температурой выше 360°F (182°C). Эта очень горячая вода течет вверх через колодцы в земле под собственным давлением. По мере того, как она течет вверх, давление падает, и часть горячей воды превращается в пар. Затем пар отделяют от воды и используют для питания турбины/генератора. Любая оставшаяся вода и сконденсированный пар впрыскиваются обратно в резервуар, что делает это устойчивый ресурс.
Бинарный пар
Электростанции с бинарным циклом работают на воде при более низких температурах около 225-360°F (107-182°C).
Установки с бинарным циклом используют тепло горячей воды для кипячения рабочего тела, обычно
органическое соединение с низкой температурой кипения. Рабочая жидкость испаряется в
теплообменник и используется для вращения турбины. Затем вода подается обратно в
землю для разогрева. Во время работы вода и рабочая жидкость разделены.
весь процесс, поэтому выбросы в атмосферу незначительны или отсутствуют.
В настоящее время в электростанциях с бинарным циклом могут использоваться два типа геотермальных ресурсов. для выработки электроэнергии: усовершенствованные геотермальные системы (EGS) и низкотемпературные или совместно производимые ресурсы.
Усовершенствованные геотермальные системы
EGS обеспечивают геотермальную энергию, используя глубинные геотермальные ресурсы Земли
которые в противном случае неэкономичны из-за нехватки воды, местоположения или типа породы.