Общество в целом и каждый человек в отдельности не может обходиться без потребления энергии.

Энергия - способность производить работу или какое-то другое действие, меняющее состояние действующего субъекта. В широком смысле это - общая мера различных форм движения материи.

Для современного общества наиболее актуальными видами энергии являются электрическая итепловая . Другие разновидности - механическая, химическая, атомная и т.д. - можно считать промежуточными или вспомогательными.

Тепловая энергия (тепло, теплота) - энергия хаотического движения микрочастиц - является первичной энергией цепи преобразования энергии, ею же эта цепь и заканчивается.

Тепловая энергия используется человеком для обеспечения необходимых условий его существования, для развития и совершенствования общества, для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд производства, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Источниками энергии могут служить вещества и системы, энергетический потенциал которых достаточен для последующего целенаправленного использования.

Энергетический потенциал является параметром, оценивающим возможность использования источника энергии, выражается в единицах энергии - Джоулях или киловатт-часах.

Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии.

Энергетические ресурсы можно разделить на:

¾ первичные, источник которых – природные ресурсы и природные явления;

¾ вторичные, куда относятся промежуточные продукты обогащения и сортировки углей; гудроны, мазуты и другие остаточные продукты переработки нефти; щепки, пни, сучья при заготовке древесины; горючие газы; тепло уходящих газов; горючая вода из систем охлаждения; отработанный пар силовых промышленных

Возобновляемые (древесина, гидроэнергия, энергия ветра, геотермальная энергия, торф, термоядерная энергия);

Вторичные (побочные)энергоресурсы (ВЭР) - это носители энергии, образующиеся в ходе производства, которые могут быть повторно использованы для получения энергии вне основного технологического процесса.

Около 90% используемых в настоящее время энергоресурсов составляют невозобновляющиеся (уголь, нефть, природный газ, уран и т.п.) благодаря их высокому энергетическому потенциалу, относительной доступности и целесообразности извлечения; темпы добычи и потребления их обусловливают энергетическую политику.

Эффективность использования энергоресурсов определяется степенью преобразования их энергетического потенциала в конечную используемую продукцию или потребляемые конечные виды энергии (механическая энергия движения, теплота для систем отопления или технологических нужд и т.д.), что характеризуется коэффициентом полезного использования энергоресурсов η эр :

ηэр = ηд ·ηп ·ηи

где η д - коэффициент добычи, извлечения потенциального запаса энергоресурса (отношение добытого ко всему количеству ресурса);

η п - коэффициент преобразования (отношения полученной энергии ко всей подведенной энергоресурсом);

η и - коэффициент использования энергии (отношение использованной энергии к подведенной к потребителю).

Для нефти η = 30…40%, для газа - 80%, угля - 40%. Современные топочные устройства при получении тепловой энергии из химической путем сжигания топлив позволяют получить ηп = 94…98%; при передачи тепла потребителю через системы теплоснабжения ηп снижается до 70…80%. Если же из тепловой энергии продуктов сгорания получается механическая с целью выработки электроэнергии (на тепловых электростанциях - ТЭС), то ηп = 30…40%; для двигателя внутреннего сгорания ηп = 20…30%. Величина ηи зависит от типа конкретного потребителя и условий эксплуатации (отопительные системы - 50%). В среднем ηэр = 36%.

1.2. Истощаемые и возобновляемые энергетические

ресурсы. Виды топлива, их состав и теплота сгорания.

Истощаемые ресурсы - это запасы топлива в недрах земли.

Мировой запас угля оценивается в 9-11 трлн.т. (условного топлива) при добыче более 4,2 млрд./год. Наибольшие разведанные месторождения уже находятся на территории США, СНГ, ФРГ, Австралии. Общегеологические запасы угля на территории СНГ составляют 6 трлн.т. /50% мировых/, в т.ч. каменные угли 4,7 и бурые угли – 2,1 трлн.т. Ежегодная добыча угля – более 700 млн.т., из них 40% открытым способом.

Мировой запас нефти оценивается в 840 млрд.т. условного топлива, из них 10% - достоверные и 90% - вероятные запасы. Основной поставщик нефти

на мировой рынок – страны Ближнего и Среднего Востока. Они располагают 66% мировых запасов нефти, Северная Америка – 4%, Россия – 8-10%. Отсутствуют месторождения нефти в Японии, ФРГ, Франции и многих других развитых странах.

Запасы природного газа оцениваются в 300-500 трлн. м3 . Потребление энергоресурсов в мире непрерывно повышается. В расчете на 1 человека потребление энергии за период 1990-2000 г.г. увеличилось в 5 раз. Однако это потребление энергоресурсов осуществляется крайне неравномерно. Примерно 70% мировой энергии потребляют промышленно развитые страны, в которых проживает около 30% населения Земли. В среднем на 1 человека приходится в Японии 1,5-5 т., в США – около 7т., а в развивающихся странах 0,15-0,3т. в нефтяном эквиваленте.

Человечество ещё, по крайней мере, 50 и более лет сможет обеспечить значительную часть своих потребностей в различных видах энергии за счет органического топлива. Ограничить чрезмерное их потребление могут два фактора:

- очевидная исчерпаемость запасов топлива;

- осознание неизбежности глобальной катастрофы из-за увеличения вредных выбросов в атмосферу.

К ресурсам возобновляемой энергии относятся:

- сток рек, волны, приливы и отливы, ветер как источники механической энергии;

- градиент температур воды морей и океанов, воздуха, недр земли /вулканов/ как источники тепловой энергии;

- солнечное излучение как источник лучистой энергии;

- растения и торф как источник химической энергии.

Топливо - вещество, выделяющее при определенных экономически целесообразных условиях большое количество тепловой энергии, которая в

дальнейшем используется непосредственно или преобразуется в другие виды энергии.

Топливо бывает:

¾ горючее - выделяет тепло при окислении, окислительобычно О2 , N2 , азотистая кислота, перекись водорода и пр.

¾ расщепляющееся или ядерное топливо (основа ядерной

энергетики 235 U (уран 235).

Горючее делят на органическое инеорганическое . Органическое горючееуглерод и углеводород. Горючее бываетприродное (добытое в недрах земли) иискусственное (переработанное природное). Искусственное в свою очередь делится накомпозиционное (полученное механической переработкой естественного, бывает в виде гранул, эмульсий, брикетов) исинтетическое (произведенное путем термохимической переработки естественного - бензин, керосин, дизельное топливо, угольный газ и т.д.).

Более 90% потребляемой энергии образуется при сжигании естественного органического топлива 3 видов:

♦ твердое топливо (уголь, торф, сланцы).

♦ жидкое топливо (нефть и газоконденсаты).

♦ газообразное топливо (природный газ, СН 4 , попутный газ нефти).

Органическое топливо состоит из следующих составляющих: горючая составляющая (органические ингредиенты - С, Н, О, N, S) и негорючая составляющая (состоит из влаги, минеральной части).

Общепринятое слово "горючее" - это топливо, предназначенное для сжигания (окисления). Обычно слово "топливо" и "горючее" воспринимаются как адекватные, т.к. чаще всего "топливо" и бывает представлено "горючим". Однако следует знать и другие разновидности топлива. Так, металлы алюминий, магний, железо и др. при окислении так же могут выделять много теплоты. Окислителем вообще могут быть кислород воздуха, чистый кислород

и его модификации (атомарный, озон), азотная кислота, перекись водорода и т.д.

Сейчас в основном используется ископаемое органическое горючее с окислителем - кислородом воздуха.

Различают три стадии преобразования исходного органического материала:

♦ торфяная стадия - распад высокомолекулярных веществ, синтез новых; при частичном доступе кислорода образуется торф и уголь, без доступа кислорода - нефть и газы;

♦ буроугольная стадия - при повышенной температуре и давлении идет полимеризация веществ, обогащение углеродом;

♦ каменноугольная стадия - дальнейшая углефикация.

Жидкая смесь углеводородов мигрировала сквозь пористые породы, при этом образовались месторождения нефти, газа; высокое содержание минеральных примесей приводило к возникновению горючих сланцев.

Твердое и жидкое органическое топливо характеризуется сложностью химического состава, поэтому обычно дается только процентное содержание (элементный или элементарный процентный состав топлива) химических элементов, без указания структур соединений.

Основной элемент, выделяющий теплоту при окислении - это углерод С, менее - водород Н. Особое внимание следует уделять сере S. Она заключена как в горючей, так и в минеральной части топлива. При сжигании сера влияет на коррозионную активность продуктов сгорания, поэтому это - нежелательный элемент. Влага W в продуктах сгорания представлена внешней ("мокрое" топливо), кристаллогидратной, образованной при окислении водорода. Минеральная часть А - это различные окислы, соли и другие соединения, образующие при сжигании золу.

Состав твердого и жидкого топлива выражается в % по массе, при этом за 100% могут быть приняты:

1) рабочая масса - используемая непосредственно для сжигания;

2) аналитическая масса - подготовленная к анализу;

3) сухая масса - без влаги;

4) сухая беззольная масса;

5) органическая масса.

Поэтому, например:

C p + Hp + Sp + NP + Ap + WP = 100

Состав топлива необходим для определения важнейшей характеристики топлива -- теплоты сгорания топлива (теплотворная способность топлива).

Теплота сгорания топлива -- это количество тепловой энергии, которая может выделиться в ходе химических реакций окисления горючих компонентов топлива с газообразным кислородом, измеряется в кДж/кг для твердого и жидкого, в кДж/м3 - для газообразного топлива.

При охлаждении продуктов сгорания влага может конденсироваться,

выделяя теплоту парообразования. Поэтому различают высшую Q В р - без учета конденсации влаги, и низшуюQ Н р - теплоту сгорания, при этом:

Q Н р = 339,1С р + 1035,94Н р − 108,86(О р − S р ) − 24,6W р

Средние теплоты сгорания, кДж/кг(кДж/м3 )Q Н р

мазут ……….………..40200 соляр…………………42000

торф………..………….8120

бурый уголь….……….7900

антрацит……………..20900

природный газ……….35800

Для сравнения различных видов топлива их приводят к единому эквиваленту - условному топливу , имеющему теплоту сгорания 20308 кДж/кг (7000 ккал/кг). Для пересчета реального топлива в условное используется тепловой эквивалент:

Твердое органическое топливо по степени углефикации делится на древесину, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит.

Важной характеристикой, влияющей на процесс горения твердого топлива, является выход летучих веществ (убыль массы топлива при нагреве его без кислорода при 850о С в течение 7 мин). По этому признаку угли делят на бурые (выход летучих более 40%), каменные (10 - 40%), антрациты (менее

10%). Воспламеняемость антрацитов поэтому хуже, но Q Н р выше. Это надо учитывать при организации процесса сжигания.

Зола - порошкообразный горючий остаток, образующийся при полном окислении горючих элементов, термического разложения и обжига минеральных примесей.

Шлак - спекшаяся зола.

Эти продукты сгорания оказывают большое влияние на КПД топочного оборудования (загрязнения, зашлаковка), надежность работы (разрушение обмуровок, пережог труб).

Нефть в сыром виде редко используется как топливо, чаще всего для этой цели идут нефтепродукты. В зависимости от температуры перегонки нефтепродукты делят на фракции: бензиновые (200-225о С); керосиновые (140300о С); дизельные (190-350о С); соляровые (300-400о С); мазутные (более 350о С). В котлах котельных и электростанций обычно сжигается мазут, в бытовых отопительных установках - печное бытовое (смесь средних фракций).

К природным газам относится газ, добываемый из чисто газовых месторождений, газ конденсатных месторождений, шахтный метан и др. Основной компонент природного газа - метан. В энергетике используется газ, концентрация СН4 в котором выше 30% (за пределами взрывоопасности).

Искусственные горючие газы - результат технологических процессов переработки нефти и других горючих ископаемых (нефтезаводские газы, коксовый и доменный газы, сжиженные газы, газы подземной газификации угля и др.).

Из композиционных топлив, как наиболее употребительное, можно назвать брикеты - механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.

Синтетическое топливо (полукокс, кокс, угольные смолы) в Беларуси не используется.

Расщепляющееся топливо - вещество, способное выделять большое количество энергии за счет торможения продуктов деления тяжелых ядер (урана, плутония). В качестве ядерного топлива используется природный

изотоп урана 235 U , доля которых во всех запасах урана менее 1%.

Природное топливо располагается в земной коре. Запасы угля в мире оцениваются в 14 триллионов тон (Азия - 63%, Америка - 27%). Основные запасы угля - Россия, США, Китай. Все количество угля можно представить в виде куба со стороны 21 км; из него ежегодно "выедается" человеком на свои разносторонние нужды "кубик" с ребром 1,8 км. Очевидно, при таком темпе потребления этого угля хватит на срок порядка 1000 лет. Поэтому, в общем разговоры о топливных и энергетических кризисах скорее имеют политическую, чем ресурсную подоплеку. Другое дело - уголь тяжелое, неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование, но главное - запасы его распределения крайне неравномерно.

Общеизвестны страны, обладающие самыми богатыми месторождениями нефти, при этом разведанные запасы нефти все время увеличиваются; прирост идет в основном за счет морских шельфов. Если некоторые страны берегут свои запасы в земле (США), другие (Россия) интенсивно их "выкачивают". Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля, но более удобное для использования топливо, особенно в переработанном виде. После подъема через скважину нефть подается потребителям в основном нефтепроводами, железной дорогой, танкерами, расстояние может достигать нескольких тысяч километров. Поэтому в себестоимости нефти существенную долю имеет транспортная составляющая. Энергосбережение при добычи и транспортировке жидкого топлива заключается в уменьшении расхода электроэнергии на прокачку (удаление вязких парафинистых компонентов, нагрев нефти, применение экономичных насосов, увеличение диаметров нефтепроводов).

Природный газ располагается в залежах, представляющих собой купола из водонепроницаемого слоя (типа глины), под которым в пористой среде (передатчик) под давлением находится газ, состоящая в основном из СН4 . На выходе из скважины газ очищается от песчаной взвеси, капель конденсата и других включений и подается на магистральный газопровод диаметром 0,5…1,5 м длиной несколько тысяч километров. Давление газа в газопроводе поддерживается на уровне 5 МПа при помощи компенсаторов, установленных через каждые 100…150 км. Компрессоры вращаются газовыми турбинами, потребляющими газ, общий расход газа составляет 10…12% от всего прокачиваемого. Поэтому транспорт газообразного топлива весьма энергозатратен. Транспортные расходы намного ниже для сжигания газа, но и доля его потребления мала. Энергосбережение при добычи и транспорте газообразного топлива заключается в использование передовых технологий бурения, очистки, распределения, повышения экономичности газотурбинных установок для привода компрессоров магистралей.

ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ

Предмет, основные понятия и определения

Энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого государства. Каждый виток вверх по спирали исторического развития человечества сопровождается более высоким уровнем потребления энергии. Подсчитано, что за 20-е столетие общее потребление первичных энергоресурсов в мире увеличилось в 13,5 раз, достигнув в 2000 году 13,5 млрд. т У.Т. Такие темпы расходования первичных энергоресурсов грозят быстрому истощению природных запасов

Энергосбережение - организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.

В состав топливно-энергетического комплекса (ТЭК) входят пять систем энергетики:

· электроэнергетическая система (электроэнергетика), в состав которой в качестве подсистемы входит теплоснабжающая система (теплоэнергетика);

· система нефтеснабжения;

· система газоснабжения;

· система углеснабжения;

· система ядерной энергетики;

Производство электроэнергии обеспечивают электрические станции, преобразование – трансформаторы, транспортирование и распределение электрической энергии – линии электропередачи, потребление – различные приемники т.е. потребители энергии.

Под электроэнергетической системой , следует понимать совокупность взаимосвязанных электрических станций, подстанций, линий электропередач, электрических и тепловых сетей, а также потребителей электрической и тепловой энергии.

1.3. Эффективность использования и потребления энергии в мире и Беларуси

Эффективность использования и потребления энергии в любой стране оценивается энергообеспеченностью или удельными затратами условного топлива на 1-го жителя страны в год. Сравнительные данные по энергообеспеченности, валовому национальному продукту (ВНП) на душу населения и по энергоемкости ВНП по некоторым странам приведены в таблице 1.1.Таблица 1.1 Данные по ВНП, обеспеченности ТЭР и энергоемкости ВНП по некоторым странам.

Анализируя данные, приведенные в таблице 1.1, необходимо отметить, что наибольшее потребление ТЭР среди приведенных стран имеют США – 11,3 т У.Т. на человека в год. В Республике Беларусь потребляется 3,6 т У.Т.. Здесь же приведено и сравнение энергоемкости ВНП стран по отношению к энергоемкости ВНП Беларуси.

Разразившийся в 1973-74 годах первый нефтяной кризис заставил индустриальные страны пойти на чрезвычайные меры, начать разрабатывать новые подходы к энергопотреблению. Для этого экономики этих стран подверглись коренной структурной, технологической и технической перестройке. Начиная с 1980-х годов, они начинают наращивать валовый национальный продукт, практически не увеличивая потребление энергоресурсов. Так, например, США за период с 1973 по 1987 годы увеличили ВНП на 40,2%, а энергопотребление увеличилось всего лишь на 3,2%. Аналогичная ситуация происходила и в промышленно развитых странах Европы. При росте ВНП на 13% потребление энергии в 1985 году оказалось даже на 6% ниже, чем в 1979году. За последние 20 лет энергоемкость ВНП в мире снизилась в среднем на 18%, а в индустриальных странах – на 21 – 27%.

Аналогичная ситуация происходит и Республике Беларусь (рисунок 1.1). За период времени с 1997 года по 2007 год ВВП страны вырос на 200,5%, а потребление ТЭР осталось практически на том же уровне – 104,5%. Это способствовало снижению энергоемкости ВВП, относительно данных за 1997г., на 47,9%. Показатели энергоемкости ВВП, исчисляемые по паритету покупательской способности, по различным странам мира в 2002 году приведены на рисунке 1.2. Как видно из этих данных энергоемкость ВВП в Беларуси составила 0,73 кг У.Т./доллар США. В России этот показатель оказался равным 0,84, а на Украине – 0,89 кг У.Т./доллар США. Это означает,

Еще одной проблемой экономики Республики Беларусь является энергоемкость продукции наших предприятий. По оценкам зарубежных специалистов энергоемкость продукции в среднем в 2 – 2,5 раза выше, чем в индустриально развитых странах. Так, например, при производстве химических удобрений у нас тратится электроэнергии в 2,3 раза, а тепловой энергии в 2,6 раза больше чем за рубежом. При переработке нефти на наших нефтеперерабатывающих заводах тратится энергии в 1,8 – 2,5 раза больше чем на аналогичных зарубежных заводах. Аналогичная ситуация наблюдается и в других секторах экономики, так энергоемкость сельхозпродукции в 3 – 4 раза выше, чем в развитых странах.

Все выше сказанное показывает, что мировой уровень технологий в сложившейся структуре энергопотребления позволяет в 1,5-2 раза снизить энергопотребление в энергоемких производствах.

ТЕМА 2. ВИДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный, в котором сосредоточена энергия, используемая человеком.

Энергоресурсы можно классифицировать по следующим признакам:

1. По источникам получения ресурсы бывают ─ первичные (природные) и вторичные.

Первичные энергетические ресурсыв свою очередь разделяются:

2.По способам использования на топливные и нетопливные;

3. по признаку сохранения запасов на возобновляемые и невозобновляемые.

К топливным ресурсам относятся горючие вещества, которые сжигаются для получения тепловой энергии, например, все природные запасы топлив (нефть, газ, уголь, торф и т. п.).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный технический университет»

Кафедра: " Природопользование и защита окружающей среды "

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Экология»

На тему: «Энергетические ресурсы и их основные источники»

Преподаватель: Беляева Н.П.

Выполнил ст. группы БРТ11В: Григорьева Е.А.

Тамбов 2015

ВВЕДЕНИЕ

1. Классификация энергии

6. Пути экономии энергии

З АКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Обычно источники энергии используются тремя путями. Во-первых, получают тепловую энергию, сжигая ископаемое топливо, и используют её непосредственно для обогревания жилищ, школ, предприятий и торговых учреждений. Во-вторых, можно преобразовать заключенную в топливе тепловую энергию в работу, например, использовать продукты перегонки нефти для приведения в движение различного оборудования, а также автомобилей, тракторов, поездов, самолетов и т.д. Наконец, в-третьих, возможно преобразовать тепловую энергию, высвобождающуюся при сгорании топлива или выделяющуюся при делении ядер урана, в электрическую, а потом направить полученную электрическую энергию либо для производства тепла, либо для выполнения механической работы. Электроэнергию можно получить за счет энергии падающей воды. По существу электроэнергия играет роль удобного посредника между источником энергии и ее потребителями на месте. И как появление посредника на рынке ведет к повышению цен, так и использование энергии в форме электричества тоже приводит к подъему цен.

Преобразование различных форм энергии в электрическую практикуется в силу многих причин. В некоторых случаях просто невозможно эффективно использовать энергию, не превратив ее в электрическую. До того как было открыто электричество, энергия падающей воды (гидроэнергия) могла применяться лишь для приведения в движение механических устройств. Прядильные машины, мельницы и лесопилки на мануфактурных производствах приводились в движение энергией падающей воды. Гидроэнергия не имела другого применения до тех пор, пока не был найден способ преобразовывать ее в электричество, что сделало возможным использовать ее для приведения в движение машин, находящихся далеко от места падения воды. Сходным образом энергию деления урана невозможно использовать в сколько-нибудь крупных масштабах иным путем, чем превратив ее в электричество. И, как в случае с гидроэнергией, электричество, полученное от деления ядер урана, можно использовать не только для приведения в движение различных механизмов, но и получения тепла для обогрева домов (правда, это малоэффективно), нагревания воды и многих других целей.

В отличие от падающей воды ископаемые виды топлива применялись лишь для отопления и освещения, но не для приведения в движение различных механизмов. Дрова и уголь, а нередко и высушенный торф сжигались для обогрева жилых домов и общественных зданий, а уголь применялся и как источник тепла, необходимого при выплавке железа. Угольное масло, получаемое путем перегонки угля, заливалось в лампы. И только с изобретением парового двигателя в XVIII в. был по-настоящему раскрыт потенциал ископаемого топлива для приведения в действие разнообразных машин и механизмов. В первые десятилетия XIX в. уже использовались локомобили с паровыми двигателями, работавшие на угле. А в первые десятилетия XX в. уголь сжигался в топках котлов электростанций для производства электроэнергии, хотя такой процесс получения энергии был в то время не слишком эффективен.

1. Классификация энергии

На практике чаще всего выделяют несколько более или менее однородных форм энергии: механическую, химическую, тепловую, ядерную, световую (или лучистую) и электрическую. Механическая кинетическая энергия присуща движущимся предметам. Ею обладают такие природные явления, как течение рек, ветер, морские приливы.

Механической потенциальной энергией обладают предметы и объекты, расположенные выше уровня поверхности (т.е. такие, которым есть, куда падать). К этому виду можно отнести водные массивы, расположенные в горах или накопленные в водохранилищах (см. слайд 1).

* Химическая энергия содержится в топливе и пище и предназначена для превращения в другие формы.

* Тепловой энергией обладают хорошо нагретые предметы. Этот вид, энергии широко используется в производстве и в быту. Источники тепла могут быть найдены и в природе - это термальные источники, использовавшиеся еще древними римлянами.

* Ядерная энергия, или энергия атома, - это то, что удерживает ядра атомов, оставляя их такими, как они есть.

* Лучистая энергия, называемая также электромагнитным излучением, не только "оживляет" наши приемники и телевизоры, делает возможным беспроволочную связь, но и, в виде солнечного излучения, является главным источником энергии, движения и жизни на Земле.

Электроэнергия как правило генерируется на электрических станциях (хотя ее можно получить при помощи аккумуляторов, электрических батареек, разряда молнии или удара электрического ската). Ее роль в экономике и обществе трудно переоценить. Именно она представляет собой основу всей современной жизни.

Энергия, обеспечивающая конечные процессы производства нематериальной сферы представляет собой конечную энергию. Все такие процессы можно разделить на несколько агрегированных групп, так как:

Освещение и передача информации;

Электрофизические процессы;

Механические процессы, как стационарного (например, кузнечный пресс, металлорежущий станок и пр.), так и мобильного (например, транспорт) характера;

Тепловые процессы высокого, среднего и низкого потенциала.

Если количество конечной энергии нельзя непосредственно измерить, можно лишь вычислить, используя теоретические данные об энергоемкости отдельных процессов, то количество так называемой подведенной энергии можно определить, используя, например, счетные устройства. Подведенная энергия - это та энергия, которая обеспечивает работу конечных энергетических установок и содержится в энергоносителях - физических субстанциях, содержащих потенциальную энергию и достаточно легко преобразуемых в конечные виды. В качестве таких энергоносителей могут выступать разные факторы - различные виды топлива и электроэнергия.

2. Классификация энергоресурсов

Основой энергетического хозяйства общества, источником и энергоносителей, и, следовательно, собственно энергии являются энергоресурсы, что, очевидно означает краткое название энергетических ресурсов. Энергетический ресурс- это носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

Все энергоресурсы делятся на первичные и вторичные. Первичные ресурсы есть результат природных процессов. Первичный энергоресурс- это энергоресурс, который не был подвергнут никакой переработке. Это энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована во вторичную (электрическую, тепловую, механическую) энергию.

К первичным энергоресурсам относится природное топливо, а также энергия солнца, ветра, водных ресурсов, биомассы и др.

Энергоресурсы можно также разделить на топливные и нетопливные. Первичные энергоресурсы могут быть возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые природные ресурсы это такие объекты, о восстановлении запаса которых заботится сама природа. Многие из них практически не зависят от того, в какой мере общество вовлекает их в хозяйственный оборот: солнечная энергия, гидроресурсы, ветер. Есть и другие - такие, использование которых ведет к уменьшению их запаса в краткосрочном и даже достаточно длительном времени. Пример - биомасса. Они, однако, могут рассматриваться как возобновляемые в длительной перспективе .

Невозобновляемые энергоресурсы это такие ресурсы, запас которых принципиально исчерпаем, - минеральное топливо, уран.

Если коротковолновое излучение связано с прямым отражением солнечной радиации, то длинноволновое излучение является результатом природных процессов и техногенной деятельности человека.

Вторичный энергоресурс (ВЭР) (внутренний энергоресурс) - это энергоресурс, получаемый в виде побочного продукта основного производства или являющийся таким продуктом (отходы производства). Это энергетический потенциал отходов продукции, побочных и промежуточных отходов, образующихся в технологических установках (системах), который не используется в самой установке, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других установок. К вторичным энергетическим ресурсам относятся все переработанные иные или преобразованные виды топлива, а также побочная энергия производственных процессов или процессов в сфере потребления может быть утилизирована и использована вторично. Эта категория включает продукты нефтепереработки, облагороженное топливо, а также отработанный пар, отходы тепла, горячие газы. Следуя этой логике, ко вторичным энергоресурсам следует отнести также сберегаемую энергию.

3. Классификация вторичных энергоресурсов

Технологический агрегат или установка, являющаяся источником отходов энергии, которую можно использовать как полезную, называется агрегатом- источником или установкой-источником ВЭР.

Энергетический потенциал отходов и продукции классифицируется по запасу энергии в виде химически связанной теплоты (горючие ВЭР), физической теплоты (тепловые ВЭР), потенциальной энергии избыточного давления (ВЭР избыточного давления).

Горючие ВЭР.К горючим ВЭР относятся образующиеся в процессе производства основной продукции газообразные, твёрдые или жидкие отходы, которые обладают химической энергией и могут быть использованы в качестве топлива.

Источником горючих ВЭР являются лесная и деревообрабатывающая промышленность, химическая промышленность, сельское и коммунальное хозяйство.

В настоящее время большое внимание уделяется утилизации твердых древесных отходов, отходов сельскохозяйственного производства и т. п. В лесной и деревообрабатывающей промышленности приблизительно половина заготавливаемой древесины идет в отходы. Одной из первостепенных задач является их утилизация путем сжигания с целью получения теплоты.

Тепловые ВЭР. К тепловым ВЭР относится физическая теплота отходящих газов котельных установок и промышленных печей, основной или промежуточной продукции, других отходов основного производства, а также рабочих тел, пара и горячей воды, отработавших в технологических и энергетических агрегатов.

Для утилизации тепловых ВЭР используют теплообменники, котлы-утилизаторы или тепловые агенты.

Тепловые ВЭР делятся на высокотемпературные (с температурой носителя выше 500°С), среднетемпературные (при температурах от 150 до 500°С) и низкотемпературные (при температурах ниже 150 °С).

ВЭР избыточного давления. ВЭР избыточного давления могут быть использованы для производства механической работы, теплоты или холода. В первом случае для преобразования используется турбина, сопряженная на одном валу с электрическим генератором. Во втором случае энергия избыточного давления может быть также преобразована в теплоту или холод.

С техногенной деятельностью человека в первую очередь связано преобразование в тепловую энергию химической энергии органического топлива и ядерной энергии. Данные технологии преобразования первичной энергии называются традиционными технологиями.

В меньшей степени техногенная деятельность человека связана с прямым использованием солнечной энергии и использованием продуктов её конверсии. Соответственно данные технологии преобразования первичной энергии называются нетрадиционными технологиями.

Вместе с тем основной ресурс традиционных технологий преобразования первичной энергии - органическое (твёрдое, жидкое, газообразное) ископаемое топливо - ограниченный (истощаемый) энергоресурс и возможности его использования не бесконечны во времени.

В связи с этим можно более оправданным является разделение первичного энергоресурса на возобновляемыйиневозобновляемый.

Возобновляемый источник энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является её отличительным признаком.

Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличии от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

К нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков.

Хотя эти источники могут в совокупности обеспечить не более 5% всей расчетной экономии расхода топлива, их применение очень важно по нескольким причинам:

· во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые в последствии могут стать предметом экспорта;

· во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми;

· в-третьих, их применение само по себе обеспечивает воспитание у людей психологии энергосбережения и энергоэффективности, что будет способствовать переходу от расточительной к рациональной экономии.

4. Технологии использования ВЭР

Использование ВЭР является важнейшим направлением экономии энергии на промышленном предприятии.

Под агрегатом-источником ВЭР следует понимать агрегат, в котором образуется и получает потенциал носитель ВЭР (технологические печи, реакторы, холодильники, пароиспользующие установки и т. п.) (см. слайд 7).

Вторичные энергетические ресурсы могут использоваться непосредственно без изменения вида энергоносителя для удовлетворения потребности в топливе и теплоте, либо с изменением энергоносителя путем выработки тепловой энергии, электроэнергии, холода или механической работы в утилизационных установках.

Принципиальная схема использования энергетических ресурсов и распределения энергетических потоков при утилизации ВЭР показана на слайде 8. На схеме указаны названия отдельных потоков и даны сечения, по которым определяются количественные значения этих показателей, причем наименования справа относятся только к правому потоку, а наименования слева - к обоим потокам.

При утилизации ВЭР следует различать следующие термины и понятия:

Выход ВЭР - количество ВЭР, образующихся в процессе производства в данном технологическом агрегате за единицу времени.

Выработка за счет ВЭР - количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы, получаемых за счет ВЭР в утилизационных установках.

Различают возможную, экономически целесообразную, планируемую и фактическую выработку.

Возможная выработка - максимальное количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы, которые могут быть практически получены за счет данного вида ВЭР с учетом режимов работы агрегата-источника ВЭР и утилизационной установки. Экономически целесообразная выработка - максимальное количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы, целесообразность получения которых в утилизационной установке (в течение рассматриваемого периода) подтверждается экономическими расчетами.

Для проектируемых установок экономически целесообразная выработка - такое количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы, получение которого за счет ВЭР и использование потребителями дает наибольший экономический эффект. Поскольку параметры утилизационных установок выбирают из условия их наибольшей эффективности, то возможная выработка тепловой энергии в данной утилизационной установке экономически целесообразна.

Планируемая выработка - количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы, которое предполагается получить за счет ВЭР при осуществлении плана развития данного производства, предприятия, отрасли в рассматриваемый период с учетом ввода новых, модернизации действующих и вывода устаревших утилизационных установок.

Фактическая выработка - фактически полученное количество теплоты, холода, электроэнергии или механической работы на действующих утилизационных установках за отчетный период.

Коэффициент выработки за счет ВЭР - отношение фактической (планируемой) выработки к экономически целесообразной (возможной).

Коэффициент выработки может определяться для одного агрегата-источника ВЭР, для группы однотипных агрегатов, для цеха, предприятия, отрасли по каждому виду ВЭР.

Использование ВЭР - количество используемой у потребителей энергии, вырабатываемой за счет ВЭР в утилизационных установках, а также топлива и теплоты, получаемых непосредственно как ВЭР.

Использование ВЭР так же, как и выработка за счет ВЭР, может быть возможное, экономически целесообразное, планируемое и фактическое (см. рис.).

При определении возможного и экономически целесообразного использования ВЭР учитывают наличие технически разработанных и проверенных методов и конструкций по утилизации ВЭР, наличие места для размещения утилизационных установок, наличие потребителей энергии и пр.

При использовании ВЭР с преобразованием энергоносителя в утилизационной установке возможное использование ВЭР равнозначно возможной выработке за счет ВЭР и численно равно ей.

Экономия топлива за счет ВЭР - количество первичного топлива, которое экономится за счет использования вторичных энергетических ресурсов. Экономия топлива, соответственно использованию ВЭР, также может быть возможная, экономически целесообразная, планируемая и фактическая. По величине экономии топлива осуществляют суммирование различных видов ВЭР.

Коэффициент утилизации ВЭР - отношение фактической (планируемой) экономии топлива за счет ВЭР к экономически целесообразной (возможной). Коэффициент утилизации может определяться для одного агрегата-источника ВЭР или для группы агрегатов, для предприятия, отрасли по каждому виду ВЭР и суммарно - для всех видов ВЭР.

5. Утилизация вторичных (побочных) энергоресурсов

Если в каком-либо производстве не удаётся полностью использовать всю энергию, нужно попытаться не сбрасывать её в окружающую среду, а продать эти ненужные вторичные (побочные) для данного производства энергоресурсы другим потребителям, либо организовать у себя специальное производство, потребляющее эту энергию. Такой подход не даёт экономии топлива в самом технологическом процесс, но может существенно улучшить экономические показатели производства за счёт средств, полученных от реализации ВЭР.

Выработка энергоносителей (водяного пара, горячей или охлаждённой воды, электроэнергии, механической работы) за счёт снижения энергетического потенциала носителя ВЭХР осуществляется в утилизационной установке.

Главная трудность при решении проблемы утилизации ВЭР обычно состоит в поисках потребителя. Приходится анализировать уже не только своё производство, но и в первую очередь сопутствующие, а иногда и совершенно не связанные. Нередко для утилизации ВЭР создают тепличные хозяйства, рыбоводные пруды и т.д. Способ утилизации ВЭР выбирают в зависимости от требований потребителя в виде вторичной энергии.

Если на производстве имеются горючие отходы - топливные ВЭР, то использовать их обычно не представляет труда. В крайнем случае, если не удастся сжечь топливные ВЭР в обычных топках, создают специальные, например топки с кипящим слоем для сжигания высокозольных твёрдых остатков углеобогатительных фабрик.

За счёт ВЭР избыточного давления в расширительных турбинах обычно получают электроэнергию. Наибольшую долю составляют тепловые ВЭР. Часто, говоря о ВЭР, только их и имеют в виду.

Тепловые ВЭР газовых потоков с высокой температурой (> 400 °С) и средней (100-400 °С) обычно используют для производства пара или подогрева воды с помощью паровых или водогрейных котлов-утилизаторов. Водогрейные котлы-утилизаторы предназначены для подогрева воды, идущей на теплофикацию жилых и общественных зданий. Конструктивно они представляют собой систему труб, через которые просачивается сетевая вода, поэтому нередко водогрейные котлы-утилизаторы называют утилизационными экономайзерами.

Широкое распространение в настоящее время получили системы испарительного охлаждения элементов высокотемпературных печей. В печах многие элементы приходится делать из металла - прежде всего это несущие и поддерживающие балки, на них ложится большая нагрузка, которую не выдержат огнеупорные материалы. Практически невозможно делать из огнеупоров и подвижные элементы, особенно те, которые должны герметично закрываться, например завалочные окна, шиберы, перекрывающие походное сечение газоходов и т.д. Но металлы могут работать только при умеренных температурах до 400-600 °С, а температура в печи намного выше. Поэтому металлические элементы печей делают полыми и внутри них циркулирует охлаждающая вода. Для исключения образования накипи и загрязнений внутри охлаждаемых элементов вода должна быть специально подготовленной. Кроме того, эту воду нужно охлаждать или сбрасывать. И в том и в другом случае происходит загрязнение окружающей среды.

Все эти недостатки исключаются, если в охлаждаемые элементы печи подают воду из контура циркуляции парового котла-утилизатора. Охлаждаемые элементы печи здесь выполняют роль испарительной поверхности, в которой теплота уже не сбрасывается в окружающую среду, а идёт на выработку пара. Питание котлов осуществляется химически очищенной водой, поэтому накипи и загрязнений внутри охлаждаемых элементов не образуется и срок их службы в 1,5-3 раза больше, чем при охлаждении проточной водой.

Система испарительного охлаждения может работать и как самостоятельный паровой котёл, но мощность его будет слишком малой. При комплексном подходе к утилизации теплоты от газов и охлаждаемых элементов конструкции печи значительно сокращаются затраты на вспомогательное оборудование, коммуникации, обслуживание и т. д.

В ряде случаев удаётся использовать теплоту раскаленных твердых продуктов. На многих металлургических комбинатах сейчас работают установки охлаждения (технологи говорят “сухого тушения”) кокса (УСТК) (рисунок 1), в которых охлаждается кокс с температурой свыше 1000°С, выгружаемый из коксовых батарей. Особая сложность этой установки состоит в том, что кокс - горючий материал. Поэтому для его охлаждения используют инертный азот, а всю установку герметизируют, по возможности предотвращая утечки азота.

Рисунок 1 - Установка охлаждения кокса.

Раскаленный кокс в специальных вагонах быстро (поскольку на воздухе он горит) транспортируется от коксовой батареи и загружается в герметичную камеру 1, затем поступает в камеры тушения 2, в которой он снизу вверх продувается инертным газом. За счёт постепенной выгрузки снизу кокс плотным слоем движется сверху вниз противотоком к охлаждающему газу. В результате кокс охлаждается от 1000-1050°С до 200-250°С, а газ нагревается от 180-200 °С до 750-800°С. Через специальные отверстия 3 и пылеосадительную камеру 4 газы попадают в котёл утилизатор 5. В нем за счет охлаждения 1 тонны кокса получают примерно 0,5 тонну пара достаточно высоких параметров p=(3,9 ё4,0) МПа и °С =(440ё450) °С. После котла-утилизатора охлажденный газ ещё раз очищают от пыли в циклоне 6 и вентилятором 7 вновь направляют в камеру тушения под специальный рассекатель для равномерного распределения по сечению камеры.

Сухой способ охлаждения по сравнению с традиционным, когда раскалённый горящий кокс действительно “тушат”, поливая водой, позволяет не только получить дополнительную энергию (утилизировать ВЭР), но и повышает качество кокса, уменьшает его потери за счёт выгорания в процессе тушения, исключает расход воды, а главное - позволяет избежать загрязнения атмосферы паром и коксовой пылью.

Аналогичные схемы утилизации теплоты других твёрдых веществ можно использовать только при достаточно большой производительности, иначе это будет экономически невыгодно по причинам, указанным выше. Производительность УСТК по коксу составляет 50-56 т/ч .

Наиболее сложно найти применение низкопотенциальным тепловым ВЭР (t<100°С). В последнее время их все шире используют для отопления и кондиционирования промышленных и жилых зданий, применяют тепловые насосы для повышения температурного потенциала или для получения холода. Непосредственно используют такие ВЭР только на отопление близко расположенных теплиц или рыбоводных хозяйств.

6. Пути экономии энергии

Общество стоит перед необходимостью поиска альтернативных источников энергии. Поиск и освоение новых источников энергии - одна из глобальных проблем современности. При многообразии представлений об энергетике будущего доминирует тенденция всемирной экономии ископаемого топлива с учетом его неизбежного удорожания, дефицита и экономических трудностей добычи и использования.

Мировая энергетическая система, основанная на высокоэффективном использовании возобновляемых источников энергии, должна быть не только менее централизованной, но и менее уязвимой при различных экономических потрясениях.

По прогнозу к 2020 г. эти источники заменят около 2,5 млрд. т топлива, их доля в производстве электроэнергии и теплоты составит 8%.

На земную поверхность в течение года поступает солнечное излучение, эквивалентное 178 тыс. ГВт лет (что примерно в 15 тыс. раз больше энергии, потребляемой человечеством). Однако 30 % этой энергии отражается обратно в космическое пространство, 50 % -- поглощается, 20 % -- идет на поддержание геологического цикла, 0,06 % -- расходуется на фотосинтез. Из всей получаемой человечеством энергии 18 % приходится на восстанавливаемые источники (включая электроэнергию), а удельное количество на единицу площади земли зависит от географического местоположения и времени года, причем количество, которое может быть преобразовано в электроэнергию, зависит от эффективности технологии по ее восприятию и преобразованию.

Многообещающим направлением представляется выращивание растений, идущих в переработку для производства энергии, на маргинальных землях, не задействованных в производстве продуктов питания. Сегодня на дрова и древесный уголь приходится 12% мирового производства энергии. В перспективе использование энергии биомассы увеличится. Уже разработана технология получения этанола из древесины, который будет стоить 2,8 дол. за 1 л и снизит потребность в бензине.

Устойчивое развитие экономики зависит, в том числе, и от сокращения отходов. По оценкам специалистов, их можно легко уменьшить - в промышленности более чем на 1/3 за счет перестройки производственных процессов. Другое важное направление уменьшения количества отходов состоит и упрощении упаковки продовольственных товаров: переход от многослойной упаковки товаров к однослойной; замена различных по размеру и форме емкостей из-под напитков на ряд стандартных многоразового пользования. Реализация этих мер позволит сэкономить большое количество энергии и материалов.

Политика энергосбережения является выгодной и с экономической, и с природоохранной точек зрения. Ведь чем меньше сжигается топлива, тем меньше загрязнение среды. К тому же экономия, полученная при отказе от строительства новых электростанций, облегчит финансирование установки скрубберов и других очистных сооружений на уже действующих объектах.

На пути экономии энергии и перехода к возобновляемым источникам энергии стоит ряд серьезных препятствий. Вот некоторые их них:

· мощные, разветвленные концерны сделали огромные капиталовложения в традиционную энергетическую технику;

· энергетика, в том числе в ФРГ и Франции, имеет большие избыточные мощности, следствием чего является "подавление" альтернативных источников энергии;

· производящие энергию предприятия хотят продавать ее во все возрастающих количествах, поэтому они не заинтересованы в экономии;

· законодательство, стимулирующее развитие энергетики, основанное на законах пятидесятилетней давности, а также современные законы о налогах и субсидиях все еще ориентируют на рост энергопотребления, на монополизацию ископаемых и ядерных энергоносителей;

· государственная бюрократия и компетентные научные организации в результате длительной привычки ориентированы на развитие техники, обеспечивающей преобразование ископаемого и ядерного топлива;

· мощное и успешно действующее угольное лобби в интересах сохранения "статус-кво" и рабочих мест требует гарантировать в долгосрочном плане высокий сбыт каменного угля, прикрываясь национальными интересами;

· привычный для цивилизации способ промышленного производства и потребления (отношение к природе как к работающей «а человека машине, безудержное повышение материального потребления и т.д.);

· отсутствие политической воли как решающей предпосылки для развития новой энергетической политики и эффективной защиты окружающей среды (по-прежнему решающей является догма "экономический рост", а вопросы защиты окружающей среды и экономии энергии обсуждаются символически).

В России накоплен определенный опыт в области нетрадиционной энергетики. Уже разработаны проекты и осуществляется строительство геотермальных электростанций, мощность которых составит к 2020 г. 250 мегаватт, в ветроустановок - 200 мегаватт. Многие российские установки не имеют аналогов в мировой практике. В первую очередь, это ветроустановки с повышенным сроком службы, применением специальных зеркал и комплексное оборудование для геотермальных электростанций.

Следует отметить, что одновременно с использованием новых видов энергии возникает новый тип экологических последствий, который затрагивает природные процессы. Так, загрязнение окружающей среды, связанное с возведением солнечных электростанций, носит вполне традиционный характер. Оно является результатом хозяйственной деятельности по добыче руды и другого сырья, а также их переработки в сталь, медь, стекло и т.д. Строительство ветроустановок создает шумовое загрязнение окружающей среды, производимое лопастями пропеллеров, вызывает помехи для воздушного сообщения и для. распространения радио- и телеволн: в местах работы ветроустановок значительно ослабевает сила воздушных потоков, что может оказать влияние на климат, а также ограничть "проветривание" близлежащих промышленных районов. К возобновляемой энергии, уже применяемой на практике, относится также геотермальная. Отрицательными экологическими последствиями ее использования являются: возможность пробуждения сейсмической активности в районах электростанций; опасность локального оседания грунтов; сильный шум, вызванный расширением газов на поверхности земли; эмиссия отравляющих газов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Энергетические проблемы сегодня один из актуальнейших вопросов международной политики и одна из тем саммита «Большой восьмерки» 2006 года в России. При всей сложности международных переговоров в данной сфере, вызванной объективным несовпадением интересов потребителей и поставщиков энергоносителей, необходимость ведения постоянного диалога очевидна всем сторонам. Экологический вызов, прежде всего в виде исчерпания природных ресурсов, чрезмерного загрязнения окружающей среды и изменения климата предопределит результат переговоров, пусть даже в настоящий момент общая картина будущего глобальной энергетики с трудом просматривается за узкогрупповыми и национальными политическими интересами. энергия вторичный невозобновляемый

Даже не рассматривая здесь подробно проблему глобального изменения климата, ясно, что есть множество других факторов, которые переводят проблему энергетической безопасности в плоскость необходимости смены «сырьевой парадигмы» - постепенного отхода от потребления невозобновляемых ископаемых видов энергоресурсов. Не так далек момент, когда энергетические затраты на добычу, транспортировку и потребление ископаемого топлива превысят энергетический же эффект от использования энергоносителей. Не могут бесконечно продолжать свой рост и цены на ископаемое топливо. Налицо масса объективных факторов, связанных с освоением новых месторождений: удаленность, климатические условия, трудности добычи и др. Кроме того, возрастают масштабы отрицательных экологических последствий, связанные с освоением новых месторождений природных ресурсов.

На фоне неизбежного увеличения затрат на добычу и транспортировку ископаемого топлива в мире Россия может оказаться одной из первых из стран, где рентабельность добычи и использования ископаемых энергоносителей станет критически низкой. Поэтому Россия нуждается сегодня в разработке собственной политики энергобезопасности, которая может идти в одном направлении с политикой других стран «Большой восьмерки».

Глобальная энергетическая политика, имеющая в своей основе только декларации и договоренности добровольного порядка, вряд ли сможет стать реальным фактором снижения энергопотребления на уровне предприятий и государств. Рано или поздно потребуется выработка экономических механизмов, стимулирующих снижение энергопотребления. При этом движущие мотивы стран - производителей и потребителей энергоресурсов различны. Для стран-экспортеров затраты на энергоэффективность могут быть менее рентабельны, так как низкие внутренние тарифы на энергоносители определяются во многом социальными и экономическими интересами. В такой ситуации возможно использовать международные механизмы выравнивания затрат и выгод. Достаточно очевидны первоочередные практические действия в развитии глобальной энергетической политики: это работа по внедрению более эффективных методов использования ископаемого топлива и международная инвентаризация возможностей развития альтернативных источников энергии. Для придания политического веса целесообразно решить вопрос о создании при Организации Объединенных Наций Международного агентства по возобновляемой энергетике.

Международное сотрудничество обеспечивается сложным, многоуровневым механизмом межгосударственного, научного, делового, информационного взаимодействия. Одним из достаточно новых и эффективных его компонентов являются международные партнерства и инициативы. Организуемые на самом разном уровне - от частного, коммерческого или научного до межгосударственного, партнерства и инициативы исполняют роль органа для работы с информацией, организации переговорного процесса, обеспечения взаимодействия экспертов и лиц, принимающих решения. Они призваны поддерживать политический диалог в целях достижения общего решения.

В энергетической области существует широкое поле для организации совместной работы в форме партнерств, инициатив и сетевых организаций. Наиболее эффективными областями приложения их усилий являются:

Информирование участников энергетического рынка путем распространения объективной и достоверной информации о состоянии, прогнозах и перспективах глобального рынка энергоносителей. Это позволит вырабатывать более правильную политику всем участникам рынка, снизит риск непредсказуемых колебаний, вызванных субъективными факторами.

Раскрытие информации на взаимной (паритетной) основе, борьба с закрытостью информации, порождающей спекуляцию, коррупцию и другие неблаговидные явления.

Пропаганда и внедрение экологически чистой энергетики путем создания сетей экспертов, банков данных, обучения специалистов, обмена опытом и лучшими примерами, демонстрация возможностей рентабельного использования возобновляемых источников энергии, способствование повышению энергоэффективности.

Подготовка переворота в сознании, в понимании истинной цены энергоресурсов, включающей экологическую составляющую, с учетом интересов живущего и последующих поколений. Создание моды, спроса на использование энергии из возобновляемых и экологически чистых источников энергии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Баскаков, А.П. Теплотехника. 2-е издание, переработанное./ Баксаков А.П. - Москва, «Энергоатомиздат», 2005, 209 с.

2. Агеев, В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии./ В.А. Агеев - Москва, «Энергоиздат», 2006, 163 с.

3. Сибикин, Ю.Д. Технология энергосбережения./ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин - Москва, «ФОРУМ-ИНФРА-М»2006, 262с.

4. Плюто, М.В. Рациональное использование электрической и тепловой энергии./ М.В.Плюто, Р.В. Клавсуть. - Минск, «Полымя», 1993,118 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Источники энергии в Мировом океане. Основные формы энергии морей и океанов. Особенности энергии волн, приливно-отливных движений воды, течений. Использование температурного градиента, ресурсы тепловой энергии океана. Соленая энергия морей и океанов.

реферат , добавлен 10.07.2011


Причины перехода на возобновляемые источники энергии. Возможные источники энергии. Энергия воды. Солнечная энергия. Энергия ветра. Другие источники энергии (биомасса).

реферат , добавлен 21.12.2002


Анализ возможности применения энергии солнца и ветра как совместно с традиционным источником энергии, так и автономного энергоснабжения совместного использования энергии солнца и ветра. Сравнение по более экономному использованию энергии ветра и солнца.

контрольная работа , добавлен 03.11.2013


Природные ресурсы, их рациональное использование и воспроизводство. Экономическое регулирование охраны окружающей среды. Основные виды используемой человеком энергии. Энергия термоядерного синтеза, способы ее получения. Альтернативные источники энергии.

контрольная работа , добавлен 30.04.2009


Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (солнечная, ветровая и геотермальная энергию, энергию морских приливов и волн). Их плюсы и минусы. Как может осуществляться альтернативное использование солнечной энергии при эксплуатации зданий.

реферат , добавлен 26.12.2010


Использование ветра и ветряных установок. Сооружение гигантских ветроэнергетических установок для получения энергии. Способы преобразования солнечных лучей в электрический ток. Использование и получение энергии приливных и отливных морских течений.

реферат , добавлен 09.11.2008


Источники радиоактивного загрязнения. Экологические проблемы тепловой энергетики и гидроэнергетики. Приливные электростанции и их экологическая оценка. История использования энергии ветра. Экологическая оценка использования лучистой энергии Солнца.

реферат , добавлен 02.12.2014


Понятие геотермальной энергии как энергии внутренних областей Земли. Перспективы использования геотермальных источников энергии, характеристика их преимуществ. Развитие и совершенствование геотермальных технологий. Экологические фонды: назначение, виды.

реферат , добавлен 15.01.2014


Вклад теплоэнергетики в загрязнение атмосферы. Использование теплонасосной установки как альтернативного экологически чистого источника энергии в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий. Применение нетрадиционной энергетики.

реферат , добавлен 26.09.2016


Дом как важнейший символ земного существования. Формирование массового движения в защиту природы. Основные виды экологических домов. Проекты энергоэффективных домов. Возобновляемые источники энергии. Фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии.

2. Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов........... 3

3. Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика........................4

4. Решение проблемы энергоресурсов............................................................8

5. Альтернативные источники энергии………………………………………………10

6. Заключение....................................................................................................16

7. Список использованной литературы...........................................................17

1. Введение.

Для современной цивилизации в наступившем XXI в. характерно возрастание роли мировой политики и международных отношений, взаимосвязанность и масштабность мировых процессов в экономической, политической, социальной и культурной жизни планеты, включение в международную жизнь и общение всё больших масс населения Земли. Всё это свидетельствует о наличии объективных предпосылок для появления в современном мире таких проблем, которые имеют глобальный, планетарный характер. Они затрагивают интересы всего человечества. К таким проблемам относятся: предотвращение мирового ядерного конфликта, мировых и локальных войн, сохранение природной среды, надёжное обеспечение человечества энергией, сырьём, продовольствием, пресной водой, управление демографическими процессами, хозяйственное освоение Мирового океана и космического пространства.

При изучении глобальных проблем необходимо учитывать как общие закономерности и общие тенденции развития производительных сил, в том числе под воздействием научно – технической революции, так и действие социальных факторов развития: быстрого роста населения планеты, увеличение межгосударственного взаимовлияния. Произошёл крупный качественный скачок во всех сферах человеческой деятельности. Крупные масштабы и динамизм экономической деятельности в современных условиях повлекли за собой не только положительные, но и отрицательные последствия: резкое и не всегда оправданное увеличение расходования природных ресурсов, отрицательное воздействие производственной сферы на природную среду, ухудшение экологии, усиление неравномерности в уровне социально – экономического развития между развитыми и развивающимися странами и др.

Все эти факторы в немалой степени способствовали появлению и обострению глобальных проблем. Уже сейчас существуют: угроза необратимых изменений экологических свойств среды обитания, угроза нарушения формирующейся целостности мирового сообщества, угроза самоуничтожения цивилизации.

В последнее время также всё острее встаёт проблема нехватки природных ресурсов, в особенности, энергетических. Хотя в настоящее время нехватка энергетических ресурсов почти не ощутима, данная проблема требует немедленного рассмотрения и решения, так как большинство таких ресурсов не возобновляемы, а запасы их весьма невелики. От того, насколько быстро и качественно будет решена данная проблема зависит, сможет ли человечество в ближайшие 100 –150 лет стабильно получать тепло и свет, то есть те минимальные удобства, без которых современные люди попросту не смогут выжить. Таким образом, решение ресурсной проблемы для энергетики – вопрос жизни и смерти для человечества.

2.Классификация и экономическая оценка энергетических ресурсов.

Природная среда является местом обитания человека и источником всех благ. Развитие человеческого общества во все века было связано с использованием разнообразных ресурсов. Степень использования ресурсов определяется социально – экономическими потребностями.

За XX в. из недр Земли извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации. За последнее столетие потребление ископаемого топлива возросло почти в 30 раз. Объём мирового промышленного производства вырос в 50 раз. Причём ¾ роста потребления топлива и 4/5 увеличения объёма промышленного производства произошло за период с начала 1950 – х годов. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше. Наиболее необходимыми, а, следовательно, и наиболее ценными, для человечества являются так называемые энергетические ресурсы.

Существуют несколько классификаций энергоресурсов по разным направления:

1. Первичными, т. е. теми, которые человек использует в большей степени, энергетическими ресурсами признаются – нефть, природный газ, каменный и бурый угли, горючие сланцы торф, древесина, гидроэнергия, а также энергия атомного распада и ядерного синтеза. Вторичными, соответственно, называют все прочие ресурсы, такие как: солнечная, ветровая, геотермальная энергия и др.

2. Возобновляемым или восполняемым ресурсом, т. е. ресурсом, количество которого возможно увеличить естественным или искусственным путём за достаточно краткосрочный период времени, является древесина. К не возобновляемым ресурсам относятся нефть, природный газ, уголь, сланцы и торф.

3. Неисчерпаемыми ресурсами, т. е. ресурсами, запас которых практически и физически не ограничен, принято считать гидроэнергию, атомную энергию, энергию ветра, солнца, а также геотермальную энергию. Все прочие энергетические ресурсы – исчерпаемы.

4. Выделяют «альтернативные» или нетрадиционные источники энергии: гидроэнергия, геотермальная, ветровая, приливная, солнечная энергия.

Полное название этих ресурсов – топливно-энергетические (по направлению их использования), горючие (по составу и особенностям использования) природные ресурсы. Кроме подразделения энергетических ресурсов на исчерпаемые и неисчерпаемые, они также подвергаются экономической оценке – установлению возможности и целесообразности их вовлечения в производство при современном уровне развития науки и техники. При этом оцениваются размеры запасов (объёмы ресурсов) в целом и концентрацию их на единицу площади (например, газовое месторождение); качественный состав (например, для нефти – качественный состав, степень вязкости, сернистости и т. д.); условия эксплуатации (глубина залегания, трудность разведки, освоения месторождений и разработки); степень освоенности и заселённости территории, на которой имеется месторождение (уровень обеспеченности региона трудовыми ресурсами); условия транспортировки, к местам сбыта и использования (наличие необходимой транспортной и иной инфраструктуры); расходы производства или добычи на единицу продукции (себестоимость); наличие других природных ресурсов и полезных ископаемых, их сочетание; требования по охране окружающей среды и рекультивации территории.

Экономическая оценка энергетических природных ресурсов позволят производить их добычу по минимальной цене, таким образом добиваясь рационального использования, что является основой для их полного или частичного сохранения. Грамотная экономическая оценка – основа максимального показателя ресурсообеспеченности территории, то есть отношения между величиной разведанных запасов ресурсов и масштабами их использования.

3. Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика.

В ми­ре дей­ст­ви­тель­но су­ще­ст­ву­ет ряд при­род­ных ог­ра­ни­че­ний. Так, ес­ли брать оцен­ку ко­ли­че­ст­ва то­п­ли­ва по трем ка­те­го­ри­ям: раз­ве­дан­ные, воз­мо­ж­ные, ве­ро­ят­ные, то уг­ля хва­тит на 600 лет, неф­ти – на 90, при­род­но­го га­за – на 50 ура­на – на 27 лет. Ины­ми сло­ва­ми, все ви­ды то­п­ли­ва по всем ка­те­го­ри­ям бу­дут со­жже­ны за 800 лет. Пред­по­ла­га­ет­ся, что к 2010 г. спрос на ми­не­раль­ное сы­рье в ми­ре уве­ли­чит­ся в 3 раза. Сей­час в ря­де стран бо­га­тые ме­с­то­ро­ж­де­ния вы­ра­бо­та­ны до кон­ца или бли­з­ки к ис­то­ще­нию. Ана­ло­ги­ч­ное по­ло­же­ние на­блю­да­ет­ся и по дру­гим по­лез­ным ис­ко­па­е­мым. Ес­ли энер­го­про­из­вод­ст­во бу­дет рас­ти се­го­д­няш­ни­ми тем­па­ми, то все ви­ды ис­поль­зу­е­мо­го сей­час то­п­ли­ва бу­дут ис­т­ра­че­ны че­рез 130 лет, то есть в на­ча­ле ХХII в.

И все же вряд ли пра­во­мер­но го­во­рить о де­фи­ци­те при­род­ных ре­сур­сов на на­шей пла­не­те. Че­ло­ве­че­ст­во во­вле­к­ло в хо­зяй­ст­вен­ный обо­рот мень­шую часть ре­сур­сов Зе­м­ли: глу­би­на раз­ре­зов не пре­вы­ша­ет 700 м, шахт – 2,5 км, сква­жин – 10 тыс. м. На­ко­нец, ос­нов­ные ре­зер­вы сбе­ре­же­ния ре­сур­сов со­дер­жат­ся в от­ста­лой тех­но­ло­гии, из-за ко­то­рой не ис­поль­зу­ет­ся зна­чи­тель­ная часть при­род­ных ре­сур­сов. Так, ис­поль­зу­е­мая ны­не тех­но­ло­гия из­вле­ка­ет не бо­лее 30 – 40% по­тен­ци­аль­ных за­па­сов неф­ти, а ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го ис­поль­зо­ва­ния до­бы­тых энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов ог­ра­ни­чен 30 – 35%.

Неф­тя­ная про­мыш­лен­ность.

Неф­тя­ная про­мыш­лен­ность се­го­д­ня - это круп­ный хо­зяй­ст­вен­ный ком­п­лекс, ко­то­рый жи­вет и раз­ви­ва­ет­ся по сво­им за­ко­но­мер­но­стям.

Что зна­чит нефть се­го­д­ня для хо­зяй­ст­ва лю­бой стра­ны?

Это: сы­рье для неф­те­хи­мии в про­из­вод­ст­ве син­те­ти­че­с­ко­го ка­у­чу­ка, спир­тов, по­ли­эти­ле­на, по­ли­про­пи­ле­на, ши­ро­кой гам­мы раз­ли­ч­ных пла­ст­масс и го­то­вых из­де­лий из них, ис­кус­ст­вен­ных тка­ней; ис­то­ч­ник для вы­ра­бот­ки мо­тор­ных то­п­лив (бен­зи­на, ке­ро­си­на, ди­зель­но­го и ре­а­к­тив­ных то­п­лив), ма­сел и сма­зок, а так­же ко­тель­но-пе­ч­но­го то­п­ли­ва (ма­зут), стро­и­тель­ных ма­те­ри­а­лов (би­ту­мы, гу­д­рон, ас­фальт); сы­рье для по­лу­че­ния ря­да бел­ко­вых пре­па­ра­тов, ис­поль­зу­е­мых в ка­че­ст­ве до­ба­вок в корм ско­ту для сти­му­ля­ции его ро­с­та. Нефть - на­ци­о­наль­ное бо­гат­ст­во, ис­то­ч­ник мо­гу­ще­ст­ва стра­ны, фун­да­мент ее эко­но­ми­ки.

До­ка­зан­ные за­па­сы неф­ти в ми­ре оце­ни­ва­ют­ся в 140 млрд. т, а еже­год­ная до­бы­ча со­ста­в­ля­ет око­ло 3.5 млрд. т. Од­на­ко вряд ли сто­ит пред­ре­кать на­сту­п­ле­ние че­рез 40 лет гло­баль­но­го кри­зи­са в свя­зи с ис­чер­па­ни­ем неф­ти в не­драх зе­м­ли, ведь эко­но­ми­че­с­кая ста­ти­сти­ка опе­ри­ру­ет циф­ра­ми до­ка­зан­ных за­па­сов то есть за­па­сов, ко­то­рые по­л­но­стью раз­ве­да­ны, опи­са­ны и ис­чи­с­ле­ны. А это да­ле­ко не все за­па­сы пла­не­ты. Да­же в пре­де­лах мно­гих раз­ве­дан­ных ме­с­то­ро­ж­де­ний со­хра­ня­ют­ся не­уч­тён­ные или не впол­не уч­тен­ные неф­те­но­с­ные се­к­то­ры, а сколь­ко ме­с­то­ро­ж­де­ний еще ждет сво­их от­кры­ва­те­лей

Возобновляемые), а также гидроэнергия (ресурсы , неисчерпаемые) и др. Запасы энергии атомного распада и ядерного синтеза являются физически неисчерпаемыми.

Вплоть до начала XX в. основным энергетическим ресурсом на планете была древесина. Затем ее значение начало падать, и стал заметен первый «энергетический переход» - к широкому использованию угля. Однако на смену ему пришли добыча и потребление иных видов топлива - нефти и , использование ядерной энергии.

«Эра нефти» дала толчок интенсивному развитию экономики, что потребовало, в свою очередь, увеличения производства и потребления ископаемого топлива. Увеличивается количество потребляемой на планете энергии (причем в последние десятилетия потребность в ней удваивается каждые 13-14 лет).

Согласно последним данным Мирового энергетического совета (МИРЭС), доказанные извлекаемые запасы органического топлива в мире составляют 1220 млрд тонн «условного» топлива (т у. т.), тогда как конечные (общие) извлекаемые ресурсы, оценены весьма условно - в 4,5 раза больше. То есть доказанные запасы органического топлива достаточны для удовлетворения ожидаемого роста мирового спроса на них в течение многих десятилетий.

Общемировые запасы органического топлива слагаются в первую очередь из запасов угля (до 60%), нефти и газа (около 27%), причем все пересчитывается в эквиваленте «условного топлива». В совокупном мировом их производстве (т. е. добыче) картина по удельному весу энергоносителей складывается иная - на уголь приходится более 30%, а на нефть и газ - более 67% от общей добычи топливных ресурсов.

В общемировых разведанных (т. е. конечных извлекаемых) запасах выделяют еще достоверные (извлекаемые при современном уровне развития техники). В середине 1990-х гг. достоверные запасы нефти в мире определялись в 130-140 млрд т или 200 млрд т у. т. (а общие разведанные - в три раза больше), природного газа - в 140 трлн м3 (или 150 млрд т у. т.).

При этом только на долю стран, входящих в экономическую группировку (Организацию стран-экспортеров нефти), приходится около 77% мировых запасов нефти и 41% мировых запасов природного газа.
В 1960 г. мировая добыча нефти и газового конденсата составляла 1053 млн т, а природного газа - 454 млрд м3; в 1994 г. ее объем увеличился до 3000 млн т и 2215 млрд м3 (соответственно).

Обеспеченность текущей добычи нефти достоверными запасами в настоящее время определяется в целом по миру в 45 лет. При этом в странах крупнейших производителях нефти обеспеченность запасами выше среднего уровня. Так, при нынешних темпах разработки запасов и добыче нефти в (которая является одним из основных экспортеров этого ценного сырья в мире) ее хватит примерно на 90 лет. Эксперты полагают, что резервы истощатся приблизительно через 140 лет, - через 70 лет и т. д.

Единой системы учета запасов угля и его классификации по видам не существует, поэтому и статистические данные, публикуемые в разных изданиях, существенно различаются. Так, например, мировые ресурсы (конечные извлекаемые) каменного и бурого угля в середине 1990-х гг. оценивались МИРЭС в 4850 млрд т у. т. А доказанные извлекаемые запасы угля и лигнита оценивались в 870 млрд ту. т. (т. е. немногим более 1 трлн метрических тонн).

Наиболее крупными запасами всех видов углей из зарубежных стран обладают , КНР, . Более 90% достоверных запасов (извлекаемых с использованием существующих технологий) сосредоточено в США (1/4), на территории республик (более 1/5), КНР (1/5) и ЮАР.

Само же понятие «энергетический кризис» можно определить как напряженное состояние, сложившееся в результате несовпадения между потребностями современного общества в энергии и запасами энергоресурсов, в т. ч. вследствие нерациональной структуры их потребления.