энергоаудит. 1. Актуальность энергосбережения
 Скачать 1.89 Mb.
|
|
1. Актуальность энергосбережения. Энергоресурсосбережение является одной из самых серьезных задач XXI века. От результатов решения этой проблемы зависит место нашего общества в ряду развитых в экономическом отношении стран и уровень жизни граждан. Россия не только располагает всеми необходимыми природными ресурсами и интеллектуальным потенциалом для успешного решения своих энергетических проблем, но и объективно является ресурсной базой для европейских и азиатских государств, экспортируя нефть, нефтепродукты и природный газ в объемах, стратегически значимых для стран-импортеров. Энергосбережение должно быть отнесено к стратегическим задачам государства, являясь одновременно и основным методом обеспечения энергетической безопасности, и единственным реальным способом сохранения высоких доходов от экспорта углеводородного сырья. Стратегическая цель энергосбережения одна и следует из его определения — это повышение энергоэффективности во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом. И задача — определить, какими мерами и насколько можно осуществить это повышение. 2. Промышленный метаболизм. Промышленный метаболизм- обмены вещества и энергии в экономике, связаны с комплексом потоков вещества и энергии, обеспечивающих эффективное функционирование в экономике и обществе процессов производства-потребления-обращения с отходами. В связи с устойчивым развитием речь идет о снижении энергоемкости и материалоемкости экономической деятельности. 3. Проблемы энергосбережения. Существенным фактором снижения экономического роста страны может стать нехватка энергии. Такие обстоятельства могут привести спрос на энергетические ресурсы внутри страны к еще более динамическому развитию, что поведет за собой увеличение объемов добычи углеводородов, а это потребует быстрого развития инфраструктуры транспорта. Все это требует огромных инвестиций. Существует два способа решения проблемы по энергосбережению в России: 1. Наращивание добычи нефти и газа, а так же строительство объектов электрогенерации – это требует больших капиталовложений. 2. Повышение эффективности применения топливно-энергетических ресурсов за счет этого обеспечится экономический рост России. Это менее затратный способ. На практике же, для достижения поставленной задачи, необходимо использовать оба способа. Ранее еще одной из проблем по повышению энергоэффективности был недостаток новых технологий. Сейчас эта проблема решена. Российский рынок предлагает довольно обширный выбор энергосберегающего оборудования, различных материалов, консультирования по вопросам связанным с энергосбережением. 4. Энергетические ресурсы. Основные термины и понятия. ЭНЕРГИЯ – общая количественная мера различных форм движения и видов взаимодействия материи. В физике различным физическим процессам соответствует тот или иной вид энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т.д. Вследствие существования закона сохранения энергии, понятие энергии связывает воедино все явления природы. ЭНЕРГЕТИКА – 1) 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; 2) энергосистема – топливно-энергетический комплекс страны, область народного хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии. Ведущая область энергетики – электроэнергетика. В энергосистему входят системы электроэнергетические, снабжения различными видами топлива (продукцией нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности), ядерной энергетики, обычно объединяемые в масштабах страны в Единую энергетическую систему. ВИДЫ ЭНЕРГИИ – в физике различным физическим процессам соответствует тот или иной вид энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т.д. Каждый вид энергии соответствует определенному типу взаимодействия: гравитационному, электромагнитному, сильному и слабому. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ определяет взаимопревращение видов энергии и таким образом связывает воедино все явления природы. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ – альтернативные источники энергии, существующие за счет природных процессов и явлений: ветра, солнца, воды, растительного и животного мира. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ – природные ископаемые источники энергии (нефть, газ, уголь, уран), образованные за счет геологических процессов за сотни миллионов лет, запасы которых постоянно сокращаются за счет все возрастающего потребления человеком. 5 Темпы и закономерности потребления энергоресурсов: Закономерность: Появление промышленности, науки, культуры, которое и определяет качество нашей жизни, было бы невозможно без активного использования энергетических ресурсов Земли, к сожалению, пока в основном за счет их невозобновляемой части. Основным показателем качества жизни человека на Земле большинством специалистов признается длительность жизни одного индивида. Эта характеристика, несмотря на значительные колебания, связанные с климатическими, политическими (войны), историческими особенностями развития различных стран, зависит от энергетического потенциала человечества. В настоящее время, несмотря на улучшение энергетического обеспечения человечества в целом, условия жизни в разных странах далеко не одинаковы.. Наблюдается определенная устойчивая связь высокого уровня энергообеспечения в развитых странах с высшими показателями качества жизни. Разрыв между развитыми и слаборазвитыми странами, в которых проживает 2/3 населения Земли, достигает десятикратных размеров. Примерная структура потребления энергоресурсов России в 2005 году, млн т у. т./год (%): уголь – 400 (21,5); нефть – 450 (24,2);газ – 885 (47,6); ядерное топливо – 100 (5,4); остальное (гидроэнергия, торф, дрова и др.) – 25 (1,3); всего – 1860 (100). Если рассматривать вопрос, на какое время хватит энергоресурсов в России, как арифметическую задачу, то можно условно говорить, что еще 800–1000 лет такой проблемы практически не существует. Хотя возникает много других – обеспечение техники безопасности при добыче твердого топлива, охрана окружающей среды и т.д. Но если говорить о сроках возможного запаса самых легкодоступных и удобных энергоресурсов (газ, нефть), то на сегодняшний день можно говорить о 60–70 годах, т.е. возможные запасы оцениваются уже сроками, которые по своей продолжительности можно оценить периодом жизни одного- двух поколений. И в этих условиях проблема увеличения и сохранения запасов легкодоступных энергоресурсов становится все более актуальной. 6. Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком. Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный. Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе. Одна из классификаций природных ресурсов – классификация по признаку исчерпаемости, в соответствии с которой энергетические ресурсы разделяют на исчерпаемые и неисчерпаемые (Рис.1.2). В свою очередь, исчерпаемые можно разделить на возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относят ресурсы, восстанавливаемые природой (земля, растения, животные и т.д.), к невозобновляемым — ресурсы, ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (нефть, уголь и другие запасы недр). К неисчерпаемым относятся космические, климатические, водные ресурсы. Из всех видов энергоресурсов энергия Солнца имеет особое значение. Все виды энергоресурсов есть результат естественных преобразований солнечной энергии. Уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы и дрова – это запасы лучистой энергии Солнца, извлеченные и преобразованные растениями. 7. Традиционные и нетрадиционные ресурсы Энергоресурсов делят также на традиционные и нетрадиционные. Первый тип объединяет минеральные топлива естественного происхождения включая уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы. При их сжигании получают тепловую, электрическую и механическую энергии. Эти топлива наиболее известны и распространенны. Они удовлетворяют подавляющее большинство энергетических потребностей современного общества. Считаются, что они отличаются простотой хранения, транспортирования, использования и довольно высокой энергоемкостью. Главными недостатками энергоресурсов этого типа являются: низкий КПД, загрязнение окружающей среды при их использовании и ограниченность запасов. Нетрадиционные энергоресурсы до сих пор пользуются в очень ограниченных масштабах. Преимущество этих энергоресурсов — практическая бесконечность действия и отсутствие сколь — серьезных экологических последствий при использовании. Явными недостатками являются неравномерность территориального распределения и периодичность действия. Тем не менее автомобили и самолеты, работающие на солнечной энергии, уже хорошо известны. Проводятся ралли автомобилей на солнечных батареях. Хорошо известно применение растительного масла в дизельных автомобилях. В основе искусственного топлива — биодизеля возобновляемая энергия растений (рапса) и метанол, получаемый из природного газа. Совершенно очевидно, что проявляется тенденция к освоению новых источников энергии, девирсификации рисков дефицита энергии. Применение биодизеля преждевременно, пока не будет решена проблема голода, актуальная для значительной части населения планеты. Интерес к нему имеет и субъективный компонент, так как производство его достаточно затратно и по части невозобновляемых источников энергии (топливо, электроэнергия, минеральные удобрения, метанол и щелочь). 8. Ресурсная обеспеченность и перспективы развития мировой энергетики Энергия – фундаментальная основа эволюции цивилизации, и XXI век ставит перед мировой энергетикой серьезные задачи по обеспечению устойчивого развития человечества. Продолжающийся рост численности населения вместе с необходимостью ускоренного экономического развития многих регионов планеты, несомненно, приведет в ближайшие десятилетия к значительному росту потребности в энергии. Таким образом, обеспеченность мировой экономики топливно-энергетическими ресурсами – одна из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. С другой стороны, в настоящее время энергетика признана мировым сообществом в качестве одного из основных факторов, влияющих на глобальные изменения окружающей среды, по масштабам воздействия на климат планеты превосходящего все остальные антропогенные факторы и сравнимого с мощными природными силами ). мирового энергопотребления полностью обеспечен имеющимися ресурсами органического топлива (сохраняющего определяющую роль в мировом энергетическом балансе по крайней мере до 2060–2065 гг 9 Мировой опыт энергосбережения В ряде государств применяются обязательные энергетические аудиты. В отраслях с большим потреблением энергии такие аудиты проводятся на регулярной основе и их предписания обязательны к исполнению. Энергетические аудиты являются необходимым условием для выделения правительственных субсидий или другой помощи в осуществлении мероприятий по энергосбережению; В Италии, Франции, Нидерландах, Португалии существует требование составления энергетических планов крупными промышленными предприятиями с указанием намечаемых мероприятий по повышению энергоэффективности, а также выполнения отчетов по использованию энергии в течение года и деятельности, направленной на уменьшение энергопотребления; В Германии, Греции и Франции применяются стандарты для камер сгорания топлива. Очевидно, роль этого стандарта особенно велика там, где эксплуатируются парогенераторы или установки по выработке технологического тепла. Очень редки в Западной Европе энергетические стандарты на оборудование. Они охватывают двигатели, насосы, вентиляторы и компрессоры; Для стимулирования совместной выработки тепла и электрической энергии используются такие мероприятия, как благоприятный ценовой режим, денежные дотации, когда часть капиталовложений обеспечивается правительством. Правда, существуют они в странах, составляющих менее половины от входящих в ЕС. 10 Современное состояние энергетики России. Основные задачи, которые предстоит решить для оптимального развития электроэнергетического хозяйства: 1) обеспечение повсеместного перехода на энерго- и электросберегающие технологии, определение реальных потребностей страны и ее регионов в электроэнергии, с учетом максимальной экономии потребления электроэнергии; 2) осуществление модернизации энергетического оборудования; 3) выработка научных основ комплексной эксплуатации электростанций разных видов и мощностей; 4) реализация действенных мер по охране природы и рациональному природопользованию. Россия нуждается в форсированном развитии электроэнергетики: увеличении объема вырабатываемой электроэнергии. Наращивание объемов производства новых электростанций и повышение мощностей уже существующих электростанций будет происходить, в частности, путем увеличения единичных мощностей и эффективности энеогопроизводящих агрегатов. В России в настоящее время свыше 80 электростанций мощностью 1 млн кВт и более, что составляет 60% мощностей электростанций страны. В настоящее время российская электроэнергетика переживает состояние острого кризиса.. Это, прежде всего – затянувшийся системный кризис экономики страны, вызвавший серьезные перебои в системе денежного обращения и финансировании отрасли. 11. Основы государственного управления энергосбережением Энергосберегающая политика государства осуществляется на основе реализации федеральных и межрегиональных программ в области энергосбережения путем: стимулирования производства и использования топливо- и энергосберегающего оборудования; организации учета расхода энергетических ресурсов, а также контроля за их расходом; осуществления государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов; проведения энергетических обследований организаций; проведения энергетической экспертизы проектной документации для строительства; реализации демонстрационных проектов высокой энергетической эффективности; реализации экономических, информационных, образовательных и других направлений деятельности в области энергосбережения. Разработка энергосберегающей политики государства осуществляется в порядке, определяемом Правительством Российской Федерации. Государственный надзор за эффективным использованием энергетических ресурсов организует и проводит уполномоченный на то Президентом Российской Федерации федеральный орган исполнительной власти. Энергетические обследования проводятся в целях оценки эффективного использования энергетических ресурсов и снижения затрат потребителей на топливо- и энергообеспечение. Обязательным энергетическим обследованиям подлежат организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет более шести тысяч тонн условного топлива или более одной тысячи тонн моторного топлива. Энергетические обследования организаций, если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет менее шести тысяч тонн условного топлива, проводятся по решению органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, ответственных за координацию работ по эффективному использованию энергетических ресурсов. Порядок и сроки проведения энергетических обследований определяются Правительством Российской Федерации. Весь объем добываемых, производимых, перерабатываемых, транспортируемых, хранимых и потребляемых энергетических ресурсов с 2000 года подлежит обязательному учету. Очередность и правила оснащения организаций приборами для учета расхода энергетических ресурсов, а также правила пользования электрической и тепловой энергией, природным и сжиженным газом, продуктами нефтепереработки устанавливаются в порядке, определяемом Правительством Российской Федерации. Учет потребляемых энергетических ресурсов осуществляется в соответствии с установленными государственными стандартами и нормами точности измерений. Государственное статистическое наблюдение за величиной и структурой потребления энергетических ресурсов и их эффективным использованием организует и проводит уполномоченный на то федеральный орган исполнительной власти по статистике в порядке, определяемом Правительством Российской Федерации. 12. Перспективы энергосбережения России. Почти забытый лозунг советских времен «Экономика должна быть экономной» сегодня актуален как никогда. Президент России Дмитрий Медведев определил энергосбережение как одно из пяти приоритетных стратегических направлений развития экономики страны на ближайшие годы. Одним из основных инструментов с помощью, которого федеральные власти намерены стимулировать этот процесс – Федеральный закон 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ», принятый в ноябре 2009 года. Для большинства документ ассоциируется лишь с «незаслуженными» гонениями на старую добрую лампочку Ильича. На самом же деле лампочка — лишь один из незначительных аспектов нового закона. Правительство страны ставит задачу снизить энергоемкость российской экономики на 40 процентов к 2020 году. Реализация конкретных мер по энергоэффективности позволит России ежегодно сэкономить до 2,5-3 триллионов рублей в год. Достижение этой амбициозной цели невозможно без консолидации усилий власти, населения и бизнеса. Правительство республики активно включилось в эту работу, заострив внимание на вопросах энергосбережения как одном из приоритетных направлений в развитии экономики региона. 13. Энергетическая стратегия России до 2020 года. Приоритетами Энергетической стратегии являются: полное и надёжное обеспечение населения и экономики страны энергоресурсами по доступным и вместе с тем стимулирующим энергосбережение ценам, снижение рисков и недопущение развития кризисных ситуаций в энергообеспечении страны; снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счёт рационализации их потребления, применения энергосберегающих технологий и оборудования, сокращения потерь при добыче, переработке, транспортировке и реализации продукции ТЭК; повышение финансовой устойчивости и эффективности использования потенциала энергетического сектора, рост производительности труда для обеспечения социально-экономического развития страны; минимизация техногенного воздействия энергетики на окружающую среду на основе применения экономических стимулов, совершенствования структуры производства, внедрения новых технологий добычи, переработки, транспортировки, реализации и потребления продукции. Главным средством решения поставленных задач является формирование цивилизованного энергетического рынка и недискриминационных экономических взаимоотношений его субъектов между собой и с государством. При этом государство, ограничивая свои функции как хозяйствующего субъекта, усиливает свою роль в формировании рыночной инфраструктуры как регулятора рыночных взаимоотношений. Основные механизмы государственного регулирования в сфере топливно-энергетического комплекса предусматривают: меры по созданию рациональной рыночной среды (включая согласованное тарифное, налоговое, таможенное, антимонопольное регулирование и институциональные преобразования в ТЭК); повышение эффективности управления государственной собственностью; введение системы перспективных технических регламентов, национальных стандартов и норм, повышающих управляемость процесса развития энергетики и стимулирующих энергосбережение; стимулирование и поддержку стратегических инициатив хозяйствующих субъектов в инвестиционной, инновационной и энергосберегающей сферах. 14. Федеральные законы, постановления правительства, указы президента касательно энергосберегающей политики. 1) обеспечение повсеместного перехода на энерго- и электросберегающие технологии, определение реальных потребностей страны и ее регионов в электроэнергии, с учетом максимальной экономии потребления электроэнергии; 2) осуществление модернизации энергетического оборудования; 3) выработка научных основ комплексной эксплуатации электростанций разных видов и мощностей; 4) реализация действенных мер по охране природы и рациональному природопользованию. Приоритетами Энергетической стратегии являются: полное и надёжное обеспечение населения и экономики страны энергоресурсами по доступным и вместе с тем стимулирующим энергосбережение ценам, снижение рисков и недопущение развития кризисных ситуаций в энергообеспечении страны; снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счёт рационализации их потребления, применения энергосберегающих технологий и оборудования, сокращения потерь при добыче, переработке, транспортировке и реализации продукции ТЭК; повышение финансовой устойчивости и эффективности использования потенциала энергетического сектора, рост производительности труда для обеспечения социально-экономического развития страны; минимизация техногенного воздействия энергетики на окружающую среду на основе применения экономических стимулов, совершенствования структуры производства, внедрения новых технологий добычи, переработки, транспортировки, реализации и потребления продукции. Главным средством решения поставленных задач является формирование цивилизованного энергетического рынка и недискриминационных экономических взаимоотношений его субъектов между собой и с государством. При этом государство, ограничивая свои функции как хозяйствующего субъекта, усиливает свою роль в формировании рыночной инфраструктуры как регулятора рыночных взаимоотношений. Основные механизмы государственного регулирования в сфере топливно-энергетического комплекса предусматривают: меры по созданию рациональной рыночной среды (включая согласованное тарифное, налоговое, таможенное, антимонопольное регулирование и институциональные преобразования в ТЭК); повышение эффективности управления государственной собственностью; введение системы перспективных технических регламентов, национальных стандартов и норм, повышающих управляемость процесса развития энергетики и стимулирующих энергосбережение; стимулирование и поддержку стратегических инициатив хозяйствующих субъектов в инвестиционной, инновационной и энергосберегающей сферах. 15. Энергосберегающие мероприятия при комбинированном производстве тепловой и электрической энергии на ТЭС. В современном мире вопросы энергосбережения стоят как никогда остро. Долгое время на тепловых электростанциях не уделялось значительное внимание энергосберегающим мероприятиям: оборудование работало на полную мощность, несмотря на изменение графика нагрузки системы. Как следствие, высокий расход электроэнергии на собственные нужды, увеличение издержек и повышение тарифов. Существует два направления энергосбережения: 1. Переход на возобновляемые источники энергии. 2. Увеличение эффективности использования энергии. Первый метод повышения энергосбережения практически не представлен в России, ввиду отсутствия нормативных актов и присутствия информационных барьеров. Снижение расхода электроэнергии на собственные нужды достигается за счет регулируемого привода. Регулирование производится как преобразователями частотами, так и гидравлическими муфтами. Реализованные проекты показали, что расход электроэнергии сокращается до 60%. Гидравлические муфты используются для регулирования двигателей большой мощности (5000 кВт). Регулируемый привод, в отличие от дросселирования, позволяет производить плавное регулирование скорости вращения электродвигателя. Уменьшение расхода топлива на тепловых электростанциях может достигаться за счет реализации комплекса экономичности горения на котлах. Экономичность горения достигается за счет улучшения коэффициента избытка воздуха. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива, что ведет к его перерасходу. Управляя дутьевыми вентиляторами, можно регулировать количество подаваемого воздуха в котел и тем самым устранять причину химического недожога. Так, внедряя комплекс на котле ТГМ 84, можно уменьшить расход газа на 140 м3/ч. Сокращение расхода условного топлива достигается и за счет внедрения системы шариковой очистки конденсатора. Шариковая очистка, в отличие от других способов очистки, не приводит к остановке турбины. Уменьшение давления в конденсаторе после шариковой очистки приводит к увеличению полезного теплоперепада турбины и, как следствие, к приращению мощности на 1% от номинальной мощности турбины и экономии 140 т.у.т./год при внедрении на турбину ПТ 65. Как показал опыт внедрения энергосберегающих мероприятий на теплоэлектроцентралях, наиболее действенным методом энергосбережения оказалось внедрение регулируемого привода и системы шариковой очистки конденсатора турбины. 16 Основные направления снижения удельных расходов топлива на ТЭС. К основным мероприятиям по экономии топлива на ТЭС относятся восстановление зажигательных поясов котла, замена и ремонт радиальных уплотнений РВП котельных агрегатов, частичная замена газоходов, восстановление обмуровки топки, кислотная промывка котлов и совершенствование системы пылеприготовления. Основным оборудованием тепловой части блока 175 МВт данной электрической станции является котельный агрегат ТП – 100 и паровая турбина К – 200 – 130 – 3. Котел, сжигающий АШ, оборудован двумя индивидуальными системами пылеприготовления с промежуточным бункером, в которых предусмотрен транспорт пыли в горелки отработавшим сушильным агентом с температурой 90-100 ºС, что не соответствует современным условиям по организации сжигания АШ ухудшенного качества на котлах с жидким шлакоудалением. Ввод в корень факела горелки аэросмеси с низкой температурой не позволяет обеспечить условия для надежного воспламенения пыли, что приводит к перерасходу топлива на подсветку. 17 Новые технологии в производстве тепловой и эл. энергии на ТЭС Современная жизнь невозможна без использования электрической энергии, в условиях быстрого технического роста спрос на нее постоянно увеличивается. Энерговооружённость во многом определяет технический прогресс, помогает обеспечить благосостояние и жизненный комфорт населения. Однако удорожание природных источников энергии — угля, нефти и газа ведёт к постоянному повышению тарифов на электроэнергию, что отрицательно сказывается на реализации упомянутых положений, на деятельности мелких и средних промышленных производств, а также фермерских хозяйств. В то же время технический прогресс сопровождается глобальным изменением климата, истощением углеводородных энергоресурсов и экологическим ущербом, связанным с использованием электроэнергии. Поэтому вопрос о дешевых и экологически чистых источниках энергии становится все более актуальным. Говорить о необходимости человечеству электроэнергии следуют в контексте увеличения её потребления с каждым годом. На сегодняшний день важно найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций. Малая энергетика, малые электростанции — это источники энергии, экономически рентабельные, социально приемлемые и экологически чистые, это мощный рычаг для возрождения промышленности и развития строительства, это освобождение от оков зависимости предприятий и хозяйств, это экономическая и энергетическая мощь страны. сновным видом деятельности мини-ТЭС будет оказание услуг по электро- и теплоснабжению. Проблемы доступности электроэнергии на территории Российской Федерации актуальны сейчас как никогда. Современный человек не представляет свою жизнь без электричества. А тепловая энергия жизненно необходима в любой климатической зоне России. Качественное и бесперебойное электроснабжение и теплоснабжение необходимо в одинаковой мере как промышленным потребителям, так и населению. Теплоэлектростанция (ТЭС) использует в практических целях отработанное тепло двигателей, вращающих электрические генераторы, что носит название теплофикация. Теплофикация — централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла на ТЭС. Термодинамическая эффективность производства электроэнергии по теплофикационному циклу обусловлена исключением, как правило, отвода тепла в окружающую среду, неизбежного при производстве электроэнергии по конденсационному циклу. Благодаря этому существенно (на 40-50%) снижается удельный расход топлива на выработку электроэнергии. Комбинированное производство энергии двух видов способствует более экономному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии на конденсационных электростанциях и тепловой энергии на местных котельных установках. Замена местных котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих атмосферу городов и посёлков, централизованной системой теплоснабжения способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению санитарного состояния населённых мест. 21. Водные ресурсы России. Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам, а также внутриматериковому Каспийскому морю. На территории России насчитывается свыше 2,5 млн. больших и малых рек, более 2 млн. озер, сотни тысяч болот и других объектов водного фонда. В народном хозяйстве страны в количественном отношении потребление воды превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов. Это во многом определяется сложившейся структурой производства во многих отраслях промышленности. Одним из важнейших направлений использования водных ресурсов является гидроэнергетика, которая обладает несомненными преимуществами перед иными способами получения электроэнергии (ТЭС, ГРЭС, АЭС). Водные акватории широко используются как транспортные артерии. При этом себестоимость перевозок водным транспортом в среднем на 45% ниже железнодорожных и в 3-5 раз дешевле автомобильных. Большое значение водные ресурсы оказывают на рекреационный потенциал территории. В количественном отношении водные ресурсы слагаются из статических и возобновляемых запасов. Первые считаются неизменными и постоянными в течение длительного времени; возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. 22. Нетрадиционная энергетика и ее характеристика Главным фактором роста энергопроизводства является рост численности населения и прогресс качества жизни общества, который тесно связан с потреблением энергии на душу населения. Сейчас на каждого жителя Земли приходится 2 кВт, а признанная норма качества – 10 кВт (в развитых странах). Если все население Земли рано или поздно должно иметь душевое потребление 10 кВт, то с учетом теплового барьера численность населения не должна превышать 10 млрд. чел. Таким образом, развитие энергетики на невозобновляемых ресурсах ставит жесткий предел численности населения планеты. Однако уже через 75 лет население Земли может достигнуть 20 млрд. чел. Отсюда видно: уже сейчас надо думать о сокращении темпов прироста населения примерно вдвое, к чему цивилизация совсем не готова. Очевиден надвигающийся энергодемографический кризис. Это еще один веский аргумент в пользу развития нетрадиционной энергетики. 23. Ветроэнергетика Ветроэнергетика. Ветровая энергетика – это получение механической энергии от ветра с последующим преобразованием ее в электрическую. Имеются ветровые двигатели с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Энергию ветра можно успешно использовать при скорости ветра 5 и более м/с. Недостатком является шум. Потенциал энергии ветра в мире огромен. Теоретически эта энергия могла бы удовлетворить все потребности Европы. Последние инженерные успехи в строительстве ветровых гене-раторов, способных работать при низких скоростях, делают ис-пользование ветра экономически оправданным. Однако, ограни-чения на строительство ВЭС, особенно в густонаселенных райо-нах, значительно снижают потенциал этого источника энергии. Опыт освоения энергии ветра в развитых государствах показывает, что наиболее оптимальными являются ветроустановки мощностью более 100 кВт, особенно в диапазоне 200—500 кВт. При этом в Дании, например, стоимость 1 кВт·ч. электроэнергии, произведенной на ветроэлектростанции, дешевле, чем на теплоэлектростанции. 25. Солнечная энергетика. Гелиоэнергетика – получение энергии от Солнца. Имеется несколько технологий солнечной энергетики. Фотоэлектрогенераторы для прямого преобразования энергии излучения Солнца, собранные из большого числа последовательно и параллельно соединенных элементов, получили название солнечных батарей. Получение электроэнергии от лучей Солнца не дает вредных выбросов в атмосферу, производство стандартных силиконовых солнечных батарей также причиняет мало вреда. Но производство в широких масштабах многослойных элементов с использованием таких экзотических материалов, как арсенид галлия или сульфид кадмия, сопровождается вредными выбросами. Солнечные батареи занимают много места. Однако в сравнении с другими источниками, например с углем, они вполне приемлемы. Более того, солнечные батареи могут помещаться на крышах домов, вдоль шоссейных дорог, а также использоваться в богатых солнцем пустынях. Особенности солнечных батарей позволяют располагать их на значительном расстоянии, а модульные конструкции можно легко транспортировать и устанавливать в другом месте. Поэтому солнечные батареи, применяемые в сельской местности и в отдаленных районах, дают более дешевую электроэнергию. И, конечно, солнечных лучей по всему земному шару найдется больше, чем других источников энергии. Жители отдаленных районов используют энергию солнечных батарей для освещения, радиовещания и других бытовых нужд. Практическое применение солнечной энергии следует отметить также при подъеме воды из скважин и на нужды здравоохранения. Главной причиной, сдерживающей использование солнечных батарей, является их высокая стоимость, которая в будущем, вероятно, снизится благодаря развитию более эффективных и дешевых технологий. Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долларов за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1 кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива. Когда же цена производства солнечной энергии сравняется с ценой энергии от сжигания топлива, оно получит еще более широкое распространение, причем с начала 90-х гг. темпы роста гелио-энергетики составляют 6% в год, в то времякак мировое потребление нефти растет на 1,5% в год. Возможно использование солнечной энергии для получения тепловой, в частности, для отопления жилищ. 20. Управление расходом электроэнергии на собственные нужды ГЭС. Экономия электроэнергии на собственные нужды на гидростанциях обеспечивается снижением расходов на технологию производства, отопление и освещение. Снижение расходов электроэнергии на технологию производства воз- можно за счет оптимизации режимов охлаждения оборудования. 1. Снижение расходов электроэнергии на технологию производства осуществляется: за счёт оптимизации режимов охлаждения оборудования (вода, масло, воздух; например, охлаждение обмотки статора гидрогенератора); уменьшения времени работы компрессорных установок вследствие уменьшения протечек в системах воздухообеспечения в ОРУ или замены ВВБ на элегазовые выключатели, уменьшения времени работы гидрогенератора в режиме синхронного компенсатора. 2. Снижение расходов электроэнергии на отопление обеспечивается: выбором оптимального режима отопления машинного зала, производственных и служебных помещений; автоматизацией контроля и управл температурным режимом помещений; управлением режимом работы вентиляции помещений; использованием в качестве отопления машинного зала работы системы охлаждения генераторов. 3. Снижение расходов электроэнергии на освещение осуществляется путем: оптимизации уровня освещения в соответствии с нормативами; автоматизации управления освещением наружным и помещений большой площадью; своевременной чистки светильников, витражей; замены светильников на современные с высокой светоотдачей.__ 24. Геотермальная энергетика. В ядре нашей планеты максимальная температура достигает 4000 °С. Выход тепла через твердые породы суши и океанского дна происходит глав- ным образом за счет теплопроводности (геотермальное тепло) и реже – в ви- де конвективных потоков расплавленной магмы или горячей воды. Качество геотермальной энергии обычно невысокое, и лучше его использовать непосредственно для отопления зданий и других сооружений или же для предварительного подогрева рабочих тел обычных высокотемпературных установок. Принято выделять три класса геотермальных районов. 1. |