Энергетика: история и перспективы развития

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

МРЦПК

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине:  «Энергетика: история и перспективы развития»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. БЭЭ-11ц

Терешин А.В.

Проверил: Уланова Р.А.

 

 

Тамбов 2013

Содержание

 

Введение

1. История развития энергетики
1. Энергия и энергетика
2. История развития энергетики как науки
1. Общая энергетика
2. История развития вторичной энергетики
3. Электроэнергетика как самостоятельная отрасль
3. Развитие энергетики в России
2. Современные проблемы энергетики
1. Ситуация в мире
2. Пути решения
3. Перспективы развития мировой энергетики

Заключение

Список литературы

 

 

Введение

 

Предметом работы является энергетика. Целью данной работы является изучение истории развития энергетики (как науки, так и отрасли  народного хозяства).

Энергетику  для предметного рассмотрения выдрала  потому, что в современной истории  это наиболее актуальная тема для  Мира. Актуальность ее затрагивает  как экономические процессы, так  и политические, научное значение так же велико, великие умы Мира и разных национальностей борются за то, чтоб найти источники энергии с максимальным КПД, возобновляемые и не приносящие вреда окружающей среде.

Поставленная цель, ставит решение следующих задач: рассмотрения понятия энергии, энергетики; развитие техники; история развития энергетики; ознакомление с видами энергии и энергетики; выявить значение энергетики для современной науки, для мира в целом.

Энергетика была, остается, и на ближайшую перспективу будет  оставаться основой экономического развития стран. Подтверждением этого является четко выраженная мировая тенденция роста энергопотребления, особенно в развивающихся странах.

Знание истории  развития науки и техники, этого  важнейшего направления деятельности любого государства, позволяет правильно  оценить существующую обстановку в энергетической отрасли, учесть опыт предыдущих поколений и развивать отрасль с учетом этих факторов.

Развитие энергетики есть мощная сила, которая влияет на жизненный уровень людей, изменяет характер общества, является причиной социальных перемен и направляет общественное развитие.

Энергия - одно из чаще всего обсуждаемых сегодня  понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле - естественнонаучного) содержания, оно  имеет многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Цивилизации нужна  энергия, причем потребности в ней  увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных  источников (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива - водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления.

Ключевой проблемой  экономики стран является необходимость  повышения энергоэффективности.

Остаются два  пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и использование  нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Энергетика  является исключительно капиталоемкой  отраслью с большим инвестиционным циклом. Это обстоятельство обуславливает  необходимость поиска «длинных»  денег в развитие энергетики, использования  научно-технических достижений и, как следствие, подготовка перехода к энергетике будущего.

Задача достижения качественно нового состояния энергетики диктует жесткие требования к  выбору мер государственного регулирования  и частно-государственного партнерства, взаимной ответственности всех участников процесса, что должно обуславливать своевременную интеграцию достижений (как страны, так и мира в целом) в энергетический комплекс.

 

 

1. История развития энергетики

 

История воспитывает  и формирует человека, она великий  учитель человека и общества.

Изучение истории  имеет практическое значение, так  как его итоговые выводы подводят нас вплотную к практическим потребностям текущего момента.

История – исследование, совокупность фактов, событий, относящихся  к прошедшей жизни человечества, какой-то отрасли науки или техники, объекта, культуры и т. п. Это память о прошлом, о выдающихся событиях, людях. Понятия «история», «исторический факт» включают в себя не только прошедшие события, но и то, что имеет отношение к человеку, к его внутреннему миру.

Развитие энергетики и техники связано с работами очень многих людей: гениев, изобретателей, любознательных людей, ученых – неравнодушных, мыслящих, трудолюбивых, нравственно  богатых людей.

Проникаясь  историческим чувством, опираясь на духовный и нравственный опыт веков, человек исподволь вырабатывает в себе персональную ответственность за все прошедшее и происходящее в мире. В нем укрепляется чувство нравственного долга, которое является ядром истинной личности.

Материальная жизнь  человечества связана с двумя основными началами - веществом и энергией. Поэтому все техническое творчество человека на всех этапах развития общества сводилось, по существу, к видоизменениям и превращениям как вещества, так и энергии.

 

 

1.1 Энергия  и энергетика

 

Понятие «энергия» в его теперешнем смысле возникло около 120 лет назад, хотя сама сущность использовалась человеком с самых ранних этапов его осмысленного существования.

Энергия (от греч. energeia — действие, деятельность) - способность  тел (существ) совершать работу. Это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия связывает воедино все явления природы. Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую. В соответствии с различными формами движения материи рассматривают различные формы энергии: тепловую, механическую, кинетическую, электромагнитную, ядерную и др.

И все же стоит признать, положа руку на сердце: устойчивых представлений  о смысле слова «энергия» в  умах большинства людей как не было, так и нет. И неудивительно. Нашему разуму гораздо легче и проще воспринять представления о строении вещей, нежели о силах, приводящих их в движение. Однако о существовании таких таинственных сил человек, безусловно, знал еще в глубокой древности. Мифология объединила их общим понятием «Дух» и отнесла к компетенции богов. Первой попыткой человека отнять у бессмертных власть над этими силами было укрощение огня. Создание движущихся машин и механизмов позволило лучше понять природные явления, вызывающие перемещение объектов, что привело в итоге к формулированию научных концепций относительно энергии и энергетики в целом.

В самом деле, основа всей нашей цивилизации –  топливо, вещества способные выделять энергию. Следуя «жизненной логике»  мы не минуемо приходим с сопоставлению понятий энергии и работы.

Энергетика, энергетическая наука — наука о закономерностях процессов и явлений, прямо или косвенно связанных с получением, преобразованием, передачей, распределением и использованием различных видов энергии, о совершенствовании методов прогнозирования и эксплуатации энергетических систем, повышении кпд энергетических установок и уменьшении их экологического влияния на природу.

Энергетические  технологии – наука об энергетике, область технических наук, комплекс технологий, используемых в процессе получения, передачи и использования видов энергии и энергетических ресурсов.

Наука об энергетике изучает законы и методы преобразования потенциальной энергии природных энергетических ресурсов в виды энергии, используемые в деятельности человека, создание новых и совершенствование существующих средств преобразования. В более узком смысле эта наука, основываясь на системном методе исследований, изучает закономерности, объективные тенденции и оптимальные пропорции развития энергетики как единого целого; формирует концепцию оптимального управления энергетикой; изучает комплексные проблемы энергетики, включая её влияние на окружающую среду, проблемы развития научно-технического прогресса в энергетике.

 

1.2 История  развития энергетики как науки

энергия энергетика

Наука в каждый рассматриваемый момент времени  представляет собой итог – совокупность знаний о природе, обществе, мышлении, накопленных в ходе общественно-исторической жизни людей.

В истории человечества наблюдаются четыре стадии познания природы.

Первая стадия начинается с древнейших времен (Архимед, Фалес Милетский и др.) и заканчивается  примерно XV в. В ней формируется  синкретическое, то есть недетализированное представление об окружающем мире; но уже в XIII-XIV веках зарождаются идеи и догадки, ставшие началом становления естественных наук.

Вторая стадия – XV-XVI в.в. – называется аналитической, поскольку в этот период мышление начинает ориентироваться на расчленение  понятий и выделение частностей, что привело к возникновению и развитию наук: астрономии, физики, химии, биологии, и других.

Третья стадия – XVII-XX в.в.; ее называют синтетической. В это время происходит постепенное  воссоздание целостной картины  природы на основе ранее накопленного опыта.

Четвертая стадия – конец XX в., начало XXI в. Здесь начинает формироваться интегрально-дифференциальный подход к познанию природы, то есть рассматривается единая наука о природе. Вселенная, Жизнь, Разум – трактуются как единый, но очень многогранный объект естествознания.

Прогноз дальнейшего  – ведущая роль в дальнейшем познании природы принадлежит синтезу  знаний, интеграции наук, в центре которых  будет находиться человек.

 

1. Общая энергетика

Энергия, даже будучи еще не определенной, конкретно, предполагает тесную взаимосвязь с веществом. Кинетическая энергия возникает при перемещении вещества в пространстве, потенциальная энергия, это по сути, энергия состояния все того же вещества.

Над идеей сохранения вещества вероятнее всего начали задумываться натурфилософы Древней Греции во времена легендарного Левкиппа и его гениального ученика Демокрита, в V в до н.э. Гипотеза предполагала, что структурные элементы не могут появляться из ничего и исчезать в никуда.

Демокрит говорил: « Начало Вселенной – атомы и пустота, все же остальное существует лишь в мнении. Миров бесчисленное множество, и они имеют начало, и конец во времени. И ничего не возникает из небытия, и не разрешается не бытиё. И атомы бесчисленны по величине и по множеству, носятся же они во Вселенной, кружась в вихре, и таким образом рождается все сложное: огонь, вода, воздух, земля. Дело в том, что последнее суть соединения некоторых атомов. Атомы же не поддаются никакому воздействию, неизменяемы и неизменяемы в следствии твердости.

За тем, люди надолго позабыли гениальных греков, но в своей жизнедеятельности постоянно использовании свойства энергии в преобразовании из одного вида в другой.

С древнейших времен люди нуждались в силе, в двигателях, которые помогали бы выкорчевывать  деревья, приводили бы в действие приспособления для подачи воды на поля, пахали землю, вращали жернова, мелющие зерно и т.п.

В странах Древнего Востока, в Египте, Индии, Китае для этой цели уже в 3-м тыс. до н.э. использовались животные и рабы. Затем на смену  живым двигателям пришло водяное  колесо.

В 3-м тысячелетии до н.э. люди использовали паруса для движения лодок, но только в VII в. н. э. персы изобрели ветряную мельницу с крыльями Началась история ветряных двигателей. Водяные  колеса и ветряные мельницы вплоть до XVII века являлись основными типами двигателей.

В конце XVII – начале XVIII веков  в Италии, Франции, Англии, России, Испании  и других государствах делались неоднократные  попытки создать двигатель, не зависящий  от движущейся воды рек и ветра. Идея использования пара для создания двигателя возникла благодаря размышлениям и опытам древних мыслителей (таких как Архимед 287 – 212 гг. до н.э, Герон из Александрии еще в 70-е гг. н.э. изобрел простейшую паровую турбину – эолипил Герона).

Первые существенные достижения в фундаментальных науках после мудрой и просвещенной древности связывают с Эпохой Возрождения, которая подарила миру таких гениев, как Леонардо да Винчи, Исаак Ньютон, Галилео Галилей, Рене Декарт и многих других представителей рода человеческого.

Одним из таких гениев естествознания, нашим соотечественником, Михайло Васильевичем Ломоносовым (1711-1765) была конкретизирована идея сохранения вещества. В 1745 году он опубликовал работу «Размышления о причинах тепла и холода», в которой в общем виде сформулировал закон сохранения энергии. Это было за 18 лет до подобных опытов француза Лавуазье, которому мировая наука приписала открытие закона сохранения материи. Ломоносов впервые дал правильное объяснение теплоте, как движению мельчайших частиц – корпускул.