УДК 620.98
ЭНЕРГИЯ КӚЗІНІҢ АЛЬТЕРНАТИВТІ ТҤРЛЕРІ Қҧлымжанова Ж. Н.
Л.Н.Гумилев атындағы ЕҦУ студенті
Ғылыми жетекшісі – т.ғ.к., доцент Ермаханова Ф.Р.
Энергияның физикалық тҥсінігінен басқа, экономикалық, техникалық, саяси және тағы басқа да тҥсініктері бар. Адамзатқа энергия қажет және жыл сайын оның қажеттілігі артуда. Бірақ дәстҥрлі табиғи отындардың (мҧнай, газ, кӛмір т.б.) қоры шексіз емес.
Кӛбейткіш-реакторларда плутонийді пайда қылатын уран мен торий-ядролық отындардың де қоры шексіз емес.Термоядерлық отынның – сутегінің қоры шексіз болғанымен, бірақ
123
адамның басқаруымен жҥретін термоядерлық реакциялар жҥзеге асырылған жоқ және де қашан жҥзеге асырылатыны белгісіз. Тығырықтан шығудың екі жолы бар:
энергоресурстарды экономды жҧмсау және дәстҥрлі емес жаңартылатын энергия қорларын қолдану.
Жер астынан алынатын отын тҥрлерінің азаю салдарынын жаңартылып отыратын энергия тҥрлері қолдануда - бҧл энергия формалары ӛзінің жиналған қорымен шектелмеген.
Осындай типті энергияның қолдануы энергия қорының азаюына әкелмейтінін білдіреді.
Біз желдер әлемінде ӛмір сҥреміз. Қозғалыстағы ауалық масалардың энергиясы орасан кӛп. Жел энергиясының қоры, ғаламшарымыздағы барлық ӛзендердің гидроэнергияларының қорынан жҥз есе кӛп. Біз тҧратын ауалық мҧхитта тынышты емес. Біздің мемлекетіміздің тӛңірегінде соғатын желдер, елімізді электрэнергиясымен қамтамасыздандырады. Еліміздегі климаттық жағдайлар жел энергетикасының дамытуға қолайлы. Әр тҥрлі авторлардың бағалауынша Жер бетіндегі жел энергиясының потенциялы 1200 ТВт дейін жетед, бірақ осы потенциалды қолдануға Жер бетінің әр тӛңірегінде біркелкі емес. Вертикаль қимадан ӛтетін жел қозғалысының қуаты, энергияны тҥрлендіруге жеткілікті болу ҥшін 20-30 м биіктікте желдің жылдық орташа жылдамдығы кӛп болуы қажет. Жел қозғалысының орташа жылдық меншікті қуаты 500Вт/м2-қа (желдің жылдамдығы 7 м/с ) жететін жерде орнатылған жел энергетикалық қҧрылғы 500 Вт/м2-тың 175-ін ғана электр энергиясына тҥрлендіреді.
Ағындагы судың энергиясы кӛп мыңжылдықтар бойы адамзатқа қызмет етеді. Оның Жердегі қоры орасан кӛп. Кҥннен келетін энергияның біраз мӛлшерін жҧтатын, Әлем мҧхиты аккумулятор ретінде қызмет етеді. Мҧнда толлқындар, толықсумен пен қайтулар және алып мҧхиттық ағындар пайда болады. Мҧхиттар мен теңіздерге суын әкелетін қуатты ӛзендер туады. Адамзат энергия қорын іздеу жолында осындай энергия тҥрін шет қалдырмағандығы да тҥсінікті. Адамзат ең алғаш ӛзендер энергиясын қолдануға ҥйренді.
Қазіргі кездегі гидроэлектрстанцияларда су ҥлкен жылдамдықпен турбиналардығы лопастеріне бағытталады. Судың механикалық энергиясы турбина бойымен генраторға беріледі және мҧнда ол электр энергиясына айналады. Қуаты бойынша гидроэлектрстанциялар кішкентай (қуаты 0,2 Мвт-тан бастап), кішкене (2 Мвт-тан), орташа (20 Мвт-қа дейін) және ҥлкен (20 Мв-тан ҥлкен). Судың ағу жылдамдығы гидроэлектростанцияларды бӛлудің екінші критериі. Сондықтан ХХ ғасырда бірнеше ғана гидроэлектростанциялар салынды. Бірақ адамзат жердің гидроэнергетикалық потенциалының аз ғана бӛлігін қолдануда. Жыл сайын жаңбырдан, қар еруінен теңіздерге ағатын су ағындары қолданусыз қалады.
Жер, бҧл кішкентай жасыл ғаламшар- біздің ортақ ҥй. Басқа ғаламшарлардың меридыандарымен салыстырғанда Жер онша ҥлкен емес: оның ҥлкен бір бӛлігінде жасыл ӛсімдіктер ӛмір сҥріп жатыр.
Жер энергетикасы – геотермалдық энергетика. Жердің табиғи жылулық энергиясын қолдануды ӛзінің базалық нҥкте ретінде алады. Бір киломметр тереңдікті есепке алып Жер қыртысының ҥстіңгі қабатының темературалық градиенті 20-300С, және, Уайттың мәліметтері бойынша(1965 ж.), тереңдігі 10 км жер қыртысының жылу мӛлшері 12*1026Дж.
Бҧл жылулық ресурстар 4,6*1016т кӛмірдің жылулық ресурсына эквивалентті. Бҧл техникалық және экономикалық әлемдегі кӛмір ресурстарының жылулық ресурстарынан 70 мыңнан астам рет кӛп. Бірақ, жер қыртысының ҥстінгі қабатындағы (10 км тереңдікке дейін) геотермалдық жылулық, оның кӛмегімен әлемдегі энергетикалық проблемаларды шешу ҥшін ӛте жайылған. Ӛнеркәсіпте қолдану ҥшін қажет ресурстар жекелеген геотермалдық энергияның қайнар кӛздері ретінде берілген, олар қолайлы тереңдікте шоғырланған, ӛздерінің температурасы және кӛлемі электр энергия ретінде немесе жылу ретінде қолдану ҥшін жеткілікті. Геологиялық тҧрғыдан геотермалдық энергоресурстарды конвективті гидротермалдық жҥйелерге, вулкантекті ыстық жҥйелер және жоғары жылулық ағынды жҥйелер секілді ҥш топқа бӛлуге болады.
Ҥй жануарларының экскременттерінен бӛлінетін биогаздың қҧрамы. Жер астынан алынатын отындардың азайғандықтан биомассаны қолдану кеңінен дамып келе жатқан және
124
дамыған елдерде қолданыс тауып отыр. Биомассаның барлық кӛздерін ҥш топқа бӛлуге болады.
Біріншісіне жер ҥсті ӛсімдіктерінің энергетикалық мақсаттары ҥшін әдейі ӛсірілетіндер жатады.
Биомассалық кӛздердің екінші тобына әр тҥрлі органикалық қалдықтар жатады:
- жануарлардың биологиялық қалдығы (ҥлкен мҥйізді жануарлардың қиы, ҥй қҧстарының саңғырығы және т.б.)
- ауыл шаруашылық мәдениетіндегі егін орғаннан кейін қалатын қалдықтар.
Ҥшінші топ-бҧл судағы ӛсімдіктер- теңізді балдырлар, ҥлкен ламинарлар.
Бірақ қазіргі кездегі ең маңызды және биотехнологияның аймақтарындағы болатын басқа аспект - экологиялық. Оны әлі қҧндылық жағынан және тағы басқа кӛлемді жақтарынан бағалау қиын, бірақ ӛкінішке орай, маңызды экологиялық талаптарды дәлелдемейтін кезең енді келді. Микроорганизмдер - метаногендер органикалық қалдықтарды (жануарлардың, ӛсімдіктердің, муниципальді және тағы басқалар) биогазға айналдыру мҥмкіндігі бар, оргаминералді заттар және басқа да пайдалы, ең бастысы зиянсыз және залалсыздандырылмаған заттар. Биотехнологияны метаногендерді қолдануында экологиялық деп батыл айтуға болады. Бҧл биотехнология заттың және энергияның биосфералық айналудағы табиғи процестерге негізделген және биосфераға потенциалды зиян келтіретін заттарды пайдалы заттарға айналдыруғу бағытталған.
Ең қарапайым биогаздық қҧралды қиға толы ор тәрізді елестетуге болады, газ шығару потрубкалы колпакпен жабылған. Мҧндай қолдану қиды ашыту ҥшін температуралық режиммен технологиялық талаптар дәл келетін мемлекеттерде қолданылады: Индияда, Индокитайдың мемлекеттерінде және Қытайдың оңтҥстік провинцияларында бҧл тәсіл миллиондап қолданылады.
Органикалық заттардың ауасыз ыдырау кезінде биогаз пайда болады. Бҧл биогаздың негізгі қҧрамды бӛлігі тӛменгі №1 кестеде кӛрсетілген.
№1 кесте. Биогаздің қҧрамы мен қасиеті
Кӛрсеткіш Метан СО2 Н2 H2S Биогаз (60 CH4
және 40% CO2)
Кӛлем(%) 55-70 27-44 1 3 100
Жылу шығарғыштығы 35,8 - 10,8 22,8 21,5
(МДж.м-3)
Ауырлығы (кг.м-3) 0,72 1,98 0,09 1,54 1,2
Қазақстанда ауыл шаруашылығы кеңінен дамыған. Соның дамыған бӛлігінің бірі біздің Солтҥстік Қазақстан тӛңірегі. Бірақ ауыл шаруашылығында кӛптеген қалдықтар- бҧл жануарлардың экскременттері және ӛсімдіктердің қалдықтары қолданусыз қалып отыр. Ҥй жануарларының қалдықтары қалыпты жағдайда ыдырау кезінде қоршаған ортаға зиянды заттарды бӛледі. Соның бірі - аммиак. Сонымен қатар біздің облысымыздың орталығында электр энергиясымен барлығын қамтып отырған ЖЭС жҧмыс істеуде. Оның негізгі қолданылатын отыны - кӛмір. Кӛмір жанған кезде қоршаған ортаны ластайды. Бҧл экологиялық жағдайды нашарлатады. Сондықтан осындай проблемадан шығу ҥшін ауыл шаруашылығында биогаздық технологияларды электр энергиясын ӛндіру ҥшін қолайлы дейміз.
Сонымен, дәстҥрлі табиғи отындардың (мҧнай, газ, кӛмір т.б.) қорын ҥнемдеу мақсатында дәстҥрлі энергия кӛздерінен басқа альтернативті энергия кӛздерін зерттеп,
125
тәжірибеде ӛндіріске енгізудің маңызы зор. Альтернативті энергия кӛздерін кеңінен пайдалану қоршаған ортаға кері әсерді азайтады.
Әдебиеттер:
1. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020г./Перс англ. Под ред. Ю.Н.
Старшикова.-
М.: Энергия,1980.-256с.
2. Нетрадиционные источники энергии. М.: Знание,1982.-120с.
3. Соснов А.Я. Энергия Земли.- Л.: Лениниздат, 1986.-104с.
4. Энергетические ресурсы мира/ под ред. П.С. Непорожнего, В.И. Попкова.- М..энергоатомиздат. 1995.-232с.
