Сущность энергосбережения. Основные понятия в энергосбережении.

Энергетика – это топливно-энергетический комплекс страны, охватывающий получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов.

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

–

Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов – это использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов – это достижение максимальной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР). Восполняемые и невосполняемые энергетические ресурсы.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) – это совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в Республике.

Энергетические ресурсы являются частью всей совокупности природных ресурсов и подразделяются на восполняемые и невосполняемые .

Восполняемыми, или возобновляемыми источниками энергии называются источники, потоки энергии которых постоянно существуют или периодически возникают в окружающей среде и не являются следствием целенаправленной деятельности человека.

К восполняемым энергоресурсам относят энергию:

Мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн;

Морских течений;

Соленую;

Вырабатываемую из биомассы;

Водостоков;

Твердых бытовых отходов;

Геотермальных источников.

Недостатком возобновляемых источников энергии является низкая степень ее концентрации. Но это в значительной степени компенсируется широким распространением, относительно высокой экологической частотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рационально использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует потоки энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспределяет, но не нарушает их общий баланс.

Основным сдерживающим фактором использования возобновляемых источников энергии в мире являются высокие первоначальные инвестиции в оборудование и инфраструктуру.

Предполагается, что к 2100 году большую часть потребляемой энергии человечество будет получать именно из возобновляемых источников.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы вещества и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии.

К невосполняемым энергетическим ресурсам относят:

Каменный уголь, запасы которого в мире оцениваются в 10-12 трлн т;

Нефть, запасы которой распределены крайне неравномерно на Земле: на Ближнем и Среднем Востоке - 67, в Африке - 12,5, Юго-Восточной Азии и Дальнем Востоке - 3, Северной Америке - 9, Центральной и Южной Америке - 5,5, Западной Европе - 3 %. По уровню добычи нефти Россия занимает 3-е место в мире, уступая только Саудовской Аравии и США.

Природный газ, запасы которого сосредоточены в России (32 %), Иране (15,7 %), Катаре (6 %). Добыча газа в России составляет 25,1, в США - 24,1, Канаде -8,1 % от мировой. Владельцами крупных газовых месторождений также являются: Казахстан, Туркменистан, Ирак, Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Египет, Алжир, Ливия. Активно осваиваются газовые шельфы в Северном и Норвежском морях. Суммарные запасы природного газа здесь превышают российские.

Весь комплекс первичных энергоресурсов, ограниченных определенной территорией, объединяется понятием местные ТЭР .

Топливно-энергетический комплекс РБ. Анализ потребления ТЭР по отраслям в РБ.

В стране действует более 30 актов законодательства, регулирующих общественные отношения в сфере энергосбережения, в т.ч. международные договоры РБ, связанные с реализацией в стране политики энергосбережения (Приложение 3). В настоящее время разработана Концепция проекта нового Закона РБ «Об энергосбережении».

Структура НПА, регулирующих сферу энергоэффективности и энергосбережения

Основные принципы политики и стратегии государства в сфере энергоэффективности определены в Законе РБ «Об энергосбережении» (1998 г.).

Закон Республики Беларусь "О возобновляемых источниках энергии" 2010 г.

Директива Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 г. № 3 "Экономия и бережливость - главные факторы экономической безопасности государства",

Постановления СМ и Госстандарта.

Стандарты

Указы Президента

Принципиальными указаниями Директивы №3 являются следующие:

· Обеспечить энергетическую безопасность и энергетическую независимость страны.

· Принять кардинальные меры по экономии и бережливому использованию топливно-энергетических и материальных ресурсов во всех сферах производства и в ЖКХ.

· Ускорить техническое переоснащение и модернизацию производства на основе внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий и техники.

· Обеспечить стимулирование экономии топливно-энергетических и материальных ресурсов.

· Широко пропагандировать среди населения необходимость соблюдения режима повсеместной экономии и бережливости.

· Установить эффективный контроль за рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов.

· Повысить ответственность руководителей государственных органов и иных организаций, граждан за неэффективное использование топливно-энергетических и материальных ресурсов, имущества.

Атомные электроcтанции.

Такие электростанции действуют по такому же принципу, что и ТЭЦ, но используют для парообразования энергию, получающуюся при радиоактивной распаде. В качестве топлива используется обогащенная руда урана.

Рис. 12. Принципиальная схема АЭС.

По сравнению с тепловыми и гидроэлектростанциями атомные электростанции имеют серьезные преимущества: они требуют малое количество топлива, не нарушают гидрологических режим рек, не выбрасывают в атмосферу загрязняющие ее газы. Основной процесс, идущий на атомной электростанции - управляемое расщепление урана-235, при котором выделяется большое количество тепла. Главная часть атомной электростанции - ядерный реактор, роль которого заключается в поддержании непрерывной реакции расщепления.

Ядерное топливо - руда, содержащая 3% урана 235; ею заполняются длинные стальные трубки - тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы). Если много ТВЭЛов разместить поблизости друг от друга, то начнется реакция расщепления. Чтобы реакцию можно было контролировать, между ТВЭЛами вставляют регулирующие стержни; выдвигая и вдвигая их, можно управлять интенсивностью распада урана-235. Комплекс неподвижных ТВЭЛов и подвижных регуляторов и есть ядерные реактор. Тепло, выделяемое реактором, используется для кипячения воды и получения пара, который приводит в движение турбину атомной электростанции, вырабатывающую электричество.

33. Преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую. Ветроэнегетика и гидроэнергетика.

Основным направлением использования солнечной энергии является теплоснабжение. Для прямого преобразования солнечной энергии в тепловую разработаны и широко используются на практике установки солнечного теплоснабжения (СТО) для различных целей (горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование воздуха в жилых, общественных, санаторно-курортных зданиях, подогрев воды в плавательных бассейнах и различных процессах сельскохозяйственного производства).

По данным метеорологов в Республике Беларусь 150 дней в году пасмурно, 185 дней - с переменной облачностью и 30 - ясных, а всего число часов солнечного сияния в Беларуси достигает 1200 часов на севере страны и 1300-на юге.

Солнечная электростанция представляет собой сооружение, состоящее из множества солнечных коллекторов, ориентирующихся на Солнце. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости-теплоносителю, которая, превратившись в пар, от всех коллекторов собирается в центральной энергостанции и поступает на турбину энергогенератора.

Рисунок 13 - Последовательность приемников солнечного излучения

в порядке возрастания их эффективности и стоимости

Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости. На рисунке 13 схематически изображены различные варианты приемников солнечной энергии. Опыт эксплуатации этих установок показывает, что в системах солнечного горячего водоснабжения может быть замещено 40-60 % годовой потребности в органическом топливе в зависимости от района расположения при нагреве воды до 40 ... 60 °С.

а) открытый резервуар на поверхности земли; б) открытый резервуар, теплоизолированный от земли; в) черный резервуар; г) черный резервуар с теплоизолированным дном; д) закрытые черные нагреватели,

е) металлические проточные нагреватели со стеклянной крышкой;

ж) металлические проточные нагреватели с двумя стеклянными крышками; з) то же, с селективной поверхностью; и) то же, с вакуумом.

Воздухонагреватель представляет собой приемник, в котором имеется пористая или шероховатая черная поглощающая поверхность, нагревающая поступающий воздух, который затем подается к потребителю.

Солнечный коллектор включает в себя приемник , поглощающий солнечное излучение, и концентратор , представляющий собой оптическую систему, собирающую солнечное излучение и направляющую его на приемник. Концентратор представляет собой чаще всего зеркало параболической формы, в фокусе которого располагается приемник излучения. Он постоянно вращается, обеспечивая ориентацию на Солнце.

Фотоэлектрические преобразователи представляют собой устройства, действие которых основано на использовании фотоэффекта, в результате которого при освещении вещества светом происходит выход электронов из металлов (фотоэлектрическая эмиссия или внешний фотоэффект), перемещение зарядов через границу раздела полупроводников с различными типами проводимости (вентильный фотоэффект), изменение электрической проводимости (фотопроводимость). Методы фотоэлектри-ческого преобразования солнечной энергии в электрическую находит применение для питания потребителей в широком интервале мощностей: от мини-генераторов для часов и калькуляторов мощностью от несколько ватт до центральных электростанций мощностью несколько мегаватт.

Ветроэнергетика представляет собой область техники, использующую энергию ветра для производства энергии, а устройства, преобразующие энергию ветра в полезную механическую, электрическую или тепловую виды энергии, называются ветроэнергетическими установками (ВЭУ), или ветроустановками , и являются автономными

Энергия ветра в механических установках, например на мельницах и в водяных насосах, используется уже несколько столетий. После резкого скачка цен на нефть в 1973 г. интерес к таким установкам резко возрос. Большая часть существующих установок построена в конце 70-х - начале 80-х годов на современном техническом уровне при широком использовании последних достижений аэродинамики, механики, микроэлектроники для контроля и управления ими. Ветроустановки мощностью от нескольких киловатт до нескольких мегаватт производятся в Европе, США и других частях мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергии, как в единой энергосистеме, так и в автономных режимах.

Одно из основных условий при проектировании ветроустановок - обеспечение их защиты от разрушений очень сильными случайными порывами ветра. В каждой местности в среднем раз в 50 лет бывают ветры со скоростью, в 5-10 раз превышающей среднюю, поэтому ветроустановки приходиться проектировать с большим запасом прочности. Максимальная проектная мощность ветроустановки определяется для некоторой стандартной скорости ветра, обычно принимаемой равной 12 м/с.

Ветроэнергетическая установка состоит из ветроколеса, генератора электрического тока, сооружения для установки на определенной высоте от земли ветряного колеса, системы управления параметрами генерируемой электроэнергии в зависимости от изменения силы ветра и скорости вращения колеса.

Ветроустановки классифицируются по двум основным признакам: геометрии ветроколеса и его положению относительно направления ветра. Если ось вращения ветроколеса параллельна воздушному потоку, то установка называется горизонтально-осевой, если перпендикулярно-вертикально-осевой.

Принцип действия ветроэнергетической установки состоит в следующем. Ветряное колесо, воспринимая на себя энергию ветра, вращается и посредством пары конических шестерен и с помощью длинного вертикального вала передает свою энергию на нижний горизонтальный трансмиссионный вал и далее посредством второй пары конических шестерен и ременной передачи - электрическому генератору или другому механизму.

Поскольку периоды безветрия неизбежны, то для исключения перебоев в электроснабжении ВЭУ должны иметь аккумуляторы электрической энергии или быть запараллелены, на случаи безветрия, с электроэнергетическими установками других типов.

Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г основными направлениями использования ветроэнергетических ресурсов на ближайший период предусматривает их применение для привода насосных установок и в качестве источников энергии для электродвигателей. Эти области применения характеризуются минимальными требованиями к качеству электрической энергии, что позволяет резко упростить и удешевить ветроэнергетические установки. Особенно перспективным считается их использование в сочетании с малыми гидроэлектростанциями для перекачки воды. Применение ветроэнергетических установок для водоподъёма, электроподогрева воды и электроснабжения автономных потребителей к 2010 г. предполагается довести до 15 МВт установленной мощности, что обеспечит экономию 9 тыс. т у т. в год.

Гидроэлектростанция.

Гидроэнергетика представляет отрасль науки и техники по использованию энергии движущийся воды (как правило, рек) для производства электрической, а иногда и механической энергии. Это наиболее развитая область энергетики на возобновляемых ресурсах.

Гидроэлектростанция представляет собой комплекс различных сооружений и оборудования, использование которых позволяет преобразовывать энергию воды в электроэнергию. Гидротехнические сооружения обеспечивают необходимую концентрацию потока воды, а дальнейшие процессы производятся при помощи соответствующего оборудования.

Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища.

В гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды используется для производства электроэнергии. Турбина и генератор преобразовывают энергию воды в механическую энергию, а затем - в электроэнергию. Турбины и генераторы установлены либо в самой дамбе, либо рядом с ней.

Рис. 14. Принципиальная схема гидроэлектростанции.

Учет расхода газа

Учет расхода газа на предприятиях газового хозяйства возложен на соз­данные на каждом предприятии службы режимов газоснабжения и учета расхода газа, которые подчиняются непосредственно руководителю пред­приятия, а в производственных подразделениях предприятия - на группы режимов отдельного газоснабжения и учета расхода газа.

Подача природного газа промышленным, сельскохозяйственным пред­приятиям, предприятиям бытового обслуживания населения производствен­ного и непроизводственного характера и индивидуальным предпринимате­лям осуществляется по магистральным газопроводам через газораспредели­тельные станции (ГРС) «Белтрансгаза» на основании договоров. Количество поданного газа определяется на основании двухсторонних актов, основан­ных на показаниях приборов учета расхода газа, установленных на ГРС или на головных (промежуточных) газораспределительных пунктах (ГРП) пред­приятий газового хозяйства с введением поправочных коэффициентов.

Количество газа, отпущенного (израсходованного) потребителями за ка­лендарный месяц, определяется на основании двухсторонних актов, осно­ванных на показаниях приборов учета расхода газа, установленных у потре­бителей, с введением соответствующих поправочных коэффициентов.

При отсутствии приборов учета расхода газа, температуры, давления или при их неисправности у потребителя, а также в случаях:

Признания записей или показаний приборов недействительными;

Несвоевременного представления данных о расходе газа (картограмм, показаний счетчиков);

Отсутствия пломб;

Пользования газом через байпасный газопровод.

количество отпущенного (израсходованного) газа определяется по паспорт­ной производительности неопломбированных газоиспользующих установок и количества часов работы потребителя за время неисправности (отсутст­вия) приборов учета расхода газа или по аналогии с сутками и месяцами, ко­гда приборы работали с введением необходимых поправок.

Подача газа через байпасный газопровод может осуществляться только с разрешения поставщика. Пломбирование газогорелочных систем фиксиру­ется двухсторонними актами. Количество природного газа, использованного для нужд пищеприготовления, горячего водоснабжения, отопления и кормоприготовления определяются:

В домах (квартирах), оборудованных счетчиками - по показаниям счетчиков;

В домах (квартирах), не оборудованных счетчиками, - по нормам,

утвержденным в установленном порядке (таблица 1).

Учет количества газа осуществляется счетчиками, представляющими собой приборы, предназначенные для измерения суммарного объема газа, протекаю­щего по трубопроводу за конкретный отрезок времени (час, сутки и т. д.).

Газовые счетчики бывают ротационного и турбинного типа. Ротационные учитывают объемное количество прошедшего газа в рабочем состоянии. Турбинные газовые счетчики для узлов учета должны быть точно подобра­ны по рабочему давлению газа, его максимальному и минимальному расходу, диаметру условного прохода.

В период отключения домов от централизованного горячего водоснабжения на время ремонта тепловых сетей продолжительностью 25 и более суток качестве норм расхода газа принимаются нормы, установленные для квартир без центрального горячего водоснабжения и без проточных водонагревателей.

Экономия тепла

Утепление оконных и дверных блоков позволяет повысить температуру в квартирах и домах на 4–5 °С и отказаться от электрообогревателя, который за сезон потребляет до 4000 кВт∙ч.

Есть несколько простых способов утепления:

Заделка щелей в оконных рамах и дверных проемах. Для этого используются монтажные пены, саморасширяющиеся герметизирующие ленты, силиконовые и акриловые герметики и т.д. Результат - повышение температуры воздуха в помещении на 1–2 °С;

Уплотнение притвора окон и дверей с помощью различных самоклеящихся уплотнителей и прокладок.

Уплотнение окон производится не только по периметру, но и между рамами. Результат - повышение температуры внутри помещения на 1–3 °С;

Установка новых пластиковых или деревянных окон с многокамерными стеклопакетами, стеклами с теплоотражающей пленкой и проветривателями. Тогда температура в помещении будет стабильной и зимой, и летом, воздух - свежим, исчезнет необходимость периодически открывать окно, выбрасывая большой объем теплого воздуха. Результат - повышение температуры в помещении на 2–5 °С и снижение уровня уличного шума;

Установка второй двери на входе в квартиру (дом). Результат - повышение температуры в помещении на 1–2 °С, снижение уровня внешнего шума и загазованности;

Установка теплоотражающего экрана (или алюминиевой фольги) на стену за радиатор отопления. Результат - повышение температуры в помещении на 1 °С.

Старайтесь не закрывать радиаторы плотными шторами, экранами, мебелью - тепло будет эффективнее распределяться в помещении. Замените чугунные радиаторы на алюминиевые: их теплоотдача на 40–50% выше. Если радиаторы установлены с учетом удобного съема, имеется возможность регулярно их промывать, что также способствует повышению теплоотдачи.

Остекление балкона или лоджии эквивалентно установке дополнительного окна. Это создает тепловой буфер с промежуточной температурой на 10 °С выше, чем на улице, в сильный мороз.

Не редкость, когда есть проблема не с недостатком тепла, а с его избытком. Решением станет установка терморегуляторов на радиаторы.

Экономия воды

Обязательно установите счетчики воды. Это будет мотивировать к сокращению расхода воды.

Устанавливайте рычажные переключатели на смесители вместо поворотных кранов. Экономия воды составит 10–15% плюс удобство в подборе температуры.

Не включайте воду на полный напор. В 90% случаев вполне достаточно небольшой струи, потребление воды сокращается при этом в 4–5 раз. При умывании и принятии душа отключайте воду, когда в ней нет необходимости.

На принятие душа уходит в 10–20 раз меньше воды, чем на принятие ванны.

Существенная экономия воды происходит при применении двухкнопочных сливных бачков.

Необходимо тщательно проверить наличие утечки воды из сливного бачка, которая возникает из-за старой фурнитуры. Замена фурнитуры не слишком затратное мероприятие, а экономия воды существенная.

Через тонкую струю утечки вы можете терять несколько кубометров воды в месяц.

В целом сокращение потребления воды в 4 раза - задача вполне реализуемая и малозатратная.

Экономия газа

Экономия газа прежде всего актуальна, если в квартирах установлены счетчики газа, есть индивидуальные отопительные пункты и в частных домах с АОГВ. В этом случае все меры по экономии тепла и горячей воды приводят к экономии газа.

При приготовлении пищи также есть возможности сэкономить газ:

Пламя горелки не должно выходить за пределы дна кастрюли, сковороды, чайника, иначе вы просто греете воздух в квартире (экономия 50% и более);

Деформированное дно посуды приводит к перерасходу газа до 50%;

Посуда, в которой готовится пища, должна быть чистой и не пригоревшей. Загрязненная посуда требует в 4–6 раз больше газа для приготовления пищи;

Применяйте экономичную посуду, эти качества обычно указывает ее производитель. Самые энергоэкономичные изделия - из нержавеющей стали с полированным дном, особенно со слоем меди или алюминия.

Посуда из алюминия, эмалированная, с тефлоновым покрытием неэкономична;

Дверца духовки должна плотно прилегать к корпусу плиты и не выпускать раскаленный воздух.

В целом просто экономное использование газа дает сокращение его потребления в 2 раза, использование предлагаемых мер - примерно в 3 раза.

Парниковый эффект

Обработка сточных вод.

Основным источником загрязнения окружающей среды является автотранспорт.

Он использует 96 % всех производимых нефтепродуктов и выбрасывает затем в атмосферу тысячи тонн оксида углеводорода, оксида азота и других вредных веществ. Всего в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания содержится около 100 вредных для здоровья человека соединений. В среднем каждый автомобиль в год выбрасывает около 1т вредных веществ. Наряду с этим, автомобиль – один из самых крупных источников шума и вибрации.

Основным нейтрализатором вредных выбросов в атмосферу явля­ются леса, занимающие 37 % территории Республики Беларусь, и болота, которые в 7 раз эффективнее, чем лес, поглощают углекислый газ. В горо­дах основным очистителем воздуха являются тополиные насаждения: один тополь очищает воздух так, как делают это 4 сосны или 7 елей, или 3 липы.

Экологические проблемы тепловой энергетики.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Тепловая энергетика оказывает отрицательное влияние практически на все элементы окружающей среды, в том числе на человека, другие живые организмы и их сообщества.

Влияние энергетики на окружающую среду сильно за­висит от вида используемого топлива. Наиболее «чистым» топливом является природный газ, дающий, при его сжигании наименьшее количество загрязняющих атмосферу веществ. Далее следует нефть (мазут), каменные угли, бу­рые угли, сланцы, торф.

При сжигании топли­ва образуется много побочных веществ. При сжигании угля образуется значительное количество золы и шлака. Боль­шую часть золы можно уловить, но не всю. Все отходящие газы, потенциально вредны, (диоксид угле­рода СО2).

При сжигании топлива образуется теплота, часть которой выбрасывается в атмосферу, приводя к тепловому за­грязнению атмосферы, что в конечном итоге, влечет по­вышение температуры водного и воздушного бассейнов, таянию ледников.

Таким же катастрофическим может быть эффект от по­ступления в атмосферу большого количества твердых час­тиц.

Экологические проблемы гидроэнергетики .

Одно из важ­нейших воздействий гидроэнергетики связано с отчужде­нием значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища, на месте которых уничтожа­ются естественные экологические системы. Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подто­пление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных.

Со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава населяющих их живых орга­низмов.

Кроме того, в водохранилищах по разным причинам происходит ухудшение качества воды. В них резко увеличи­вается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные осадки, гумус почв и т.п.), так и в следствие их накопле­ния в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с во­досбросов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание воды, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие про­цессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает ус­ловия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых. По этим причинам, а также вследствие медленной восстанавливаемости вод резко снижается их способность к са­моочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вку­совые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кор­мовых угодий, нерестилищ и т.п.

Экологические проблемы ядерной энергетики .

До недав­него времени ядерная энергетика рассматривалась как наи­более перспективная.

К преимуществам АЭС относится также возможность их строительства, не привя­зываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транс­портировка не требует существенных затрат в связи с ма­лыми объемами (0,5 кг ядерного топлива позволяет полу­чать столько же энергии, сколько дает сжигание 1000 тонн каменного угля).

До недавнего времени основные экологические пробле­мы АЭС связывались с захоронением отработанного топ­лива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков их эксплуатации.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС такой же мощности, работающей на угле.

После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС ста­ли связывать с возможностью аварий на них. В результате аварии на ЧАЭС общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га.

Кроме страшных последствий аварийных ситуаций на АЭС можно назвать следующие их воздействия на окру­жающую среду:

Разрушение экосистем и их элементов (почв, грун­тов водоносных структур и т.п.) в местах добычи руд, особенно при открытом способе добычи;

Изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для АЭС мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800~900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 и высотой, равной 40-этажному зданию;

Изъятие значительных объемов воды из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие естественные источники, в них наблюда­ется потеря кислорода, увеличивается вероятность цвете­ния, возрастают явления теплового стресса у водных обитателей

Не исключено попадание радиоактивного загрязне­ния в атмосферный воздух, воду, почву в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

Парниковый эффект

Глобальное потепление является твердо установленным научным фак­том. Основной причиной глобальных процессов, изменение климата на нашей планете являются существующие технологии, оказывающие негативное воз­действие не только на климат, но и на здоровье людей, выбрасывая в атмо­сферу парниковые газы, которые обуславливают парниковый эффект.

Парниковый эффект- это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и, тем самым, способствовать аккумуляции тепла Землей.

В приложении к климатической Конвенции ООН названы технологиче­ские процессы, приводящие к эмиссии парниковых газов:

В энергетике - сжигание топлива, энергетическая, обрабаты­вающая и строительная промышленности;

При добыче и транспортировке топлива - твердое топливо, нефть и природный газ;

Промышленные технологии - горнодобывающая, химиче­ская, металлургическая, производство и использование галогенизированных углеродных соединений;

В сельском хозяйстве - интенсивная ферментация, хранение и использование навоза, производство риса, управляемый пал, сжигание сельскохозяйственных отходов;

Отходы - хранение и сжигание отходов,

Обработка сточных вод.

Основным загрязнителем атмосферы является С02, образующийся при выработке электроэнергии в основном огневым способом, то есть путем сжигания добываемого органического топлива.

Страны, производящие % электро­энергии на АЭС, предотвращают эмиссию С0 2 . Поэтому на конференции в Киото подчеркивалось, что только страны, имеющие ядерно-энергетические программы и поддерживающие их, располагают большими возможностями сокращения выброса парниковых газов.

Одним из самых загрязненных городов-столиц государств является Пе­кин с его 12-милионным населением. Основной причиной его загрязнения являются промышленные предприятия, густо разбросанные по городу. Во многом способствует загрязнению Пекина и отопление домов углем.

Промышленность

Основными направлениями энергосбережения в промышленности являются :

Структурная перестройка предприятий, направленная на выпуск менее энергоемкой, конкурентоспособной продукции;

Специализация и концентрация отдельных энергоемких производств (литейных, термических, гальванических и др.) по регионам;

Модернизация и техническое перевооружение производств на базе нау­коемких ресурсо- и энергосберегающих и экологически чистых технологий;

Совершенствование существующих схем энергоснабжения предприятий;

Повышение эффективности работы котельных и компрессорных установок;

Использование вторичных энергоресурсов и альтернативных видов то­плива, в т. ч. горючих отходов производств;

Применение источников энергии с высокоэффективными термодина­мическими циклами (ПТУ, ГТУ и т. п.);

Применение эффективных систем теплоснабжения, освещения, венти­ляции, горячего водоснабжения;

Расширение сети демонстрационных объектов;

Реализация крупных комплексных проектов, влияющих на уровень энергопотребления в республике, ее энергообеспеченность и эффективность использования энергии.

Первоочередными мероприятиями являются :

Модернизация термического оборудования (печей, подогревателей, утилизаторов тепла, сушильных камер и т. п.);

Утилизации тепла уходящих газов;

Повышение эффективности работы котельных путём автоматизации основных и вспомогательных процессов, оптимизации процессов горения, установки в промышленных котельных турбогенераторов малой мощности;

Снижение затрат на теплоснабжение зданий и сооружений, вентиля­цию, освещение, горячее теплоснабжение.

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве основными направлениями повышения эффектив­ности использования ТЭР на период до 2005 года являются :

Внедрение энергоэффективных систем микроклимата, кормления, по­ения, содержания молодняка;

Внедрение эффективных сушильных установок для зерна, в т. ч. на ме­стных видах топлива;

Внедрение систем обогрева производственных помещений инфракрас­ными излучателями;

Использование гелиоколлекторов для нагрева воды, используемой на технологические нужды;

Введение………………………………………………………………… 3

Раздел 1. Понятие топливно - энергетических ресурсов

на предприятии……………………………………………………….. 4

Раздел 2. Классификация топливно - энергетических

ресурсов предприятия………………………………………………… 11

Раздел 3. Роль топливно - энергетических ресурсов

в промышленности…………………………………………………… 13

Заключение……………………………………………………………. 20

Список литературы…………………………………………………… 22

Введение

Актуальность работы состоит в том, что в условиях рынка и само обеспечении промышленных предприятий России остро встал вопрос о стандартизации, использовании и эффективности топливно - энергетической политики.

Многие современные предприятии стали выделять на решение этих вопросов отдельные структуры и отделы специализирующиеся именно на топливно - энергетических ресурсах и их использовании в производственном процессе.

Так как стоимость топливно - энергетических ресурсов на мировом и внутреннем рынке постоянно меняется в сторону увеличения такая политика является обоснованной.

В данной работе рассмотрен материал о понятии, стандартизации, классификации и роли топливно - энергетических ресурсов в отечественной промышленности и основы их грамотного использования.

Работа состоит из 3 логически связанных теоретических частей в которых описаны основные составляющие объекта исследования.

Объектом исследования в работе является топливно - энергетический комплекс предприятия.

Раздел 1 Роль топливно - энергетических ресурсов на предприятии.

В начале дадим расшифровку основных терминов используемых далее в работе.

Топливно-энергетический ресурс (ТЭР) – носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе;

Эффективное использование энергетических ресурсов – достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдения требований к охране окружающей природной среды;

Показатель энергоэффективности – абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, установленная государственными стандартами;

Вторичный энергетический ресурс – энергетический потенциал основного, промежуточного, побочного продукта и отходов производства, не используемый в основном процессе, но достаточный для использования в иных;

Непроизводительный расход энергетических ресурсов – потери энергоресурсов, вызванные нарушением стандартов, норм, регламентов и бесхозяйственностью;

Прогрессивное направление и развитие промышленности – создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения полезной продукции.

Получаемая извне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть безаварийной остановки технологического процесса. Так в настоящее время используются технологические процессы производства аммиака, метанола, высших спиртов и некоторых других химических продуктов, основанные на принципе энерготехнологического комбинирования с максимальным использованием выделяемой энергии при различных реакциях. В настоящее время и в ближайшей перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными и энергетическими отходами.

На технологический процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов – теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Количество образующихся энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому полезное их использование – одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов. Утилизация этих ресурсов связана с определёнными затратами, в том числе и капитальными, поэтому возникает необходимость экономической оценки целесообразности такой утилизации.

Под энергоресурсами понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов (процессов). Термин “энергетический потенциал” здесь следует понимать в широком смысле, он означает наличие определённого запаса энергии – химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др. Химически связанное тепло продуктов топливоперерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных, углеобогатительных и др.) не относятся.

Роль топливно - энергетических ресурсов состоит в том,

1. Что они необходимы для производственного цикла и выпуска продукции предприятия.

2. Энергоресурсы напрямую влияют на себестоимость и конкурентоспособность выпускаемой и реализованной продукции.

Далее в работе рассмотрено как энергоресурсы влияют на производство и конкурентоспособность продукции предприятия. Так же какую роль играет технический персонал предприятия в использовании энергоресурсов и какие стимулирующие меры можно использовать для мотивации работников для экономии энергоресурсов.

Снижение конкурентоспособности продукции отечественной промышленности и оказываемых ею услуг тесно связано с ростом стоимости энергоносителей. Затраты на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) на многих предприятиях составляют значительную часть себестоимости продукции. Это является свидетельством осуществления в течение долгих лет устаревшей политики в промышленности, базирующейся на ошибочном представлении о дешевизне и доступности энергоресурсов. Следовательно, одним из первостепенных условий выхода из сложившейся ситуации является всемерное повышение эффективности использования ТЭР.

Повышение эффективности использования ТЭР можно осуществить различными путями. Но независимо от выбранного направления, для любого промышленного предприятия представляется целесообразной разработка Комплексной программы энергосбережения, в которую включаются мероприятия для объектов с неэффективным использованием топливно-энергетических ресурсов. При составлении Программы энергосбережения для предприятий оцениваются основные характеристики рекомендуемых мероприятий: необходимые затраты на реализацию, годовая экономическая эффективность от реализации, сроки окупаемости вложенных затрат, а также необходимые сроки на реализацию самого мероприятия (проектирование, поставку, установку, монтаж и т. д.). Мероприятия по энергосбережению подразделяются на две основные категории: первоочередные и перспективные. Экономическая целесообразность внедрения конкретных первоочередных энергосберегающих мероприятий зависит от характера промышленного объекта и его энергосберегающего потенциала. Однако существует определенная группа энергосберегающих мероприятий, внедрение которых представляется перспективным практически для всех отраслей промышленности.

В составе первоочередных энергосберегающих мероприятий важно отметить создание нормативной базы по энергопотреблению и энергосбережению. На промышленных объектах целесообразно создание рабочих технологических групп для разработки современных норм энергопотребления, включения их в технологические регламенты и контроля за их соблюдением. В создаваемую нормативную базу должны быть включены нормативные документы, содержащие нормативы энерго потребляющего и энерго производящего оборудования, энергоемкости технологических процессов и нормативы энергосбережения. В рамках подобной стандартизации необходимо выполнить анализ общего состояния энергохозяйства объекта и эффективность его функционирования, а также разработать современные показатели и нормативы экономичности энергопотребления с целью энергосбережения.

Суть подобной стандартизации в данной области заключена в правильном выборе топливно-энергетических потребностей, определении и обосновании их предельных значений с учетом конкретных условий, при которых эти нормативы выполняются, а также разработке и практическом применении методики определения этих показателей.

Весьма значимым является создание системы контроля, учета, анализа и оперативного воздействия за потреблением ТЭР на различных стадиях технологических процессов во всех цехах, службах, обеспечивающих функционирование основных производств. Причем первоочередным мероприятием является оснащение крупных потребителей существующими приборами учета и контроля расходования ТЭР. Затраты на эти мероприятия зависят прежде всего от степени оснащенности предприятия в настоящее время.

Рассмотрим некоторые конкретные энергосберегающие мероприятия, среди которых характерными могут оказаться установка (или замена) насосных установок для подачи воды различного назначения, а также вентиляционных установок. Аналогичным по эффективности применения может стать установка дополнительного (или замена на менее мощный) компрессора с малой производительностью на компрессорной станции (КС). Учитывая неоправданные потери сжатого воздуха в третью смену и в выходные дни, использование мероприятия позволит уменьшить расход электроэнергии на КС в эти периоды на 10-15%. Разумеется, величина экономической целесообразности внедрения зависит от мощности агрегатов КС и режимов потребления сжатого воздуха на конкретных объектах.

Повышение квалификации работников энергослужб предприятий и технологического персонала (за счет организации и проведения курсов и семинаров по энергосбережению) при небольших затрачиваемых на это средствах дает ощутимый выигрыш в энергосбережении. Аналогично не требует ощутимых экономических затрат разработка положений по повышению качества ремонта и техобслуживания электро - и энергооборудования.

Эффективным и малозатратным мероприятием для большинства промышленных предприятий является также снижение расхода электропотребления в осветительных установках. Например, только своевременная профилактика светильников и их замена увеличивает светопоток на 25-30% и, естественно, снижает электропотребление.

Перспективные мероприятия, как и первоочередные, могут быть рассмотрены по двум группам: общеотраслевого и индивидуального назначения.

Эффективным мероприятием общепромышленной группы, несомненно, должно стать создание комплексной системы АСКУ Энерго предприятия, которая должна полностью базироваться на современных устройствах учета, контроля, анализа и управления технологическими и вспомогательными процессами с необходимой степенью оперативности. Она должна укомплектовываться не только современными ПЭВМ, но и обеспечиваться высокоэффективными программными разработками.

Учитывая наличие весьма значительного станочного парка на промышленных предприятиях, эффективным мероприятием представляется замена электромашинных преобразователей на тиристорные приводы станочного оборудования.

Среди промышленных потребителей особое место принадлежит системам вентиляции и воздушного отопления промышленных зданий. Эти системы, являясь крупными потребителями энергии, существенно влияют на топливно-энергетический баланс предприятия и на уровень его потенциала энергосбережения. Доля потребления тепла в системах вентиляции (в том числе и кондиционирования воздуха) и воздушного отопления от общего теплопотребления предприятия для различных отраслей промышленности в зависимости от их теплоемкости колеблется в значительных пределах - от 5% до 50%.

Энергосбережение в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха промышленных зданий целесообразно проводить по следующим направлениям: уменьшение объемов вентиляционного воздуха на единицу продукции и использование вторичных производственных теплоэнергоресурсов для нагрева приточного воздуха.

От мероприятий, способствующих увеличению эффективности использования энергоресурсов, перейдем к рассмотрению вопросов материального стимулирования экономии энергоресурсов. В настоящее время, когда увеличивается роль экономии энергетических ресурсов, встает вопрос не только об устранении отмеченных выше недостатков, но и об отказе от некоторых прежних форм материального поощрения и создании Комплексной системы стимулирования, охватывающей все слагаемые эффективности использования энергоресурсов.

Для организации материального стимулирования персонала предприятия необходимо разработать Положение о премировании рабочих и инженерно-технических работников за экономию энергоресурсов, в котором должны быть указаны цель и задачи премирования, категории премируемых работников, источники премирования, порядок выплаты премий.

Основанием для премирования рабочих и ИТР должны быть утвержденные нормы расхода топлива и энергии, а также наличие контрольно - измерительных приборов или других технических средств контроля.

Премирование должно осуществляться только исходя из экономии, полученной в результате внедрения энергосберегающих технологий и оборудования, а также выполнения ремонта с высоким качеством.

Наиболее сложным и важным элементом в системе премирования персонала за экономию энергоресурсов является определение размера премии с учетом конкретного вклада работника в общие результаты работы коллектива. В зависимости от формы организации и оплаты труда могут быть применены следующие показатели и условия премирования:

1) при индивидуальной форме премия устанавливается за поддержание на оптимальном уровне первичных показателей работы оборудования;

2) при бригадной форме премия устанавливается за количество сэкономленных энергоресурсов. Надежная работа оборудования, плановый объем и качество выпускаемой продукции являются условиями премирования. Премия должна распределяться с учетом коэффициента трудового участия.

Экономия конкретных видов ресурсов определяется по итогам отчетного периода путем сравнения с технически обоснованными, утвержденными нормами расхода при наличии приборов учета или других технических средств для контроля за фактическим расходом энергоресурсов.

Пересмотр норм расхода топлива и энергии может производиться один раз в квартал при наличии объективных причин, например, в связи с изменением номенклатуры выпускаемой продукции или других факторов, вызывающих увеличение или уменьшение норм расхода.

Можно предложить следующий комплексный подход к стимулированию рационального использования энергоресурсов. Необходимо производить дифференцированное премирование работников по первичным показателям работы оборудования. Премирование служащих надо производить по общим результатам энергоиспользования. Можно создавать дополнительный поощрительный фонд за счет сверхплановой экономии энергоресурсов, направлять на премирование персонала часть прибыли, полученной предприятием от реализации продукции, изготовленной за счет сэкономленных первичных и вторичных энергоресурсов. При перерасходе энергоресурсов по вине рабочих, премируемых за поддержание первичных показателей работы оборудования, рекомендуется удерживать половину стоимости перерасходованных энергоресурсов из их заработка.

При решении вопросов увеличения эффективности использования энергоресурсов на предприятиях необходимо разработать Комплексную программу, включающую в себя как технические мероприятия по энергосбережению, так и экономические мероприятия по стимулированию персонала.

Раздел 2 Классификация топливно - энергетических ресурсов предприятия.

Классификация энергетических ресурсов промышленности.

Топливно - энергетические ресурсы промышленности делятся на три основные группы:

тепловые,

избыточного давления.

Горючие (топливные) – химическая энергия технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это:

горючие газы

горючие используются для процессов химической и термохимической переработки углеродистого сырья (синтез, отходы электродного производства, горючие газы при получении исходного сырья для пластмасс, каучука и т.д.),

твёрдые и жидкие топливные ресурсы, не используемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки,

отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.

Горючие используются в основном как топливо и немного (5%) на не топливные нужды (преимущественно в качестве сырья).

Тепловые – это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.

Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90°С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.

Следует отметить, что пока ещё большое количество тепловой энергии теряется при так называемом “сбросе” промышленных сточных вод, имеющих температуру 40 – 60 °С и более, при отводе дымовых газов с температурой 200 – 300 °С, а также в вентиляционных системах промышленных и общественных зданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этих помещений воздуха не менее 20 ч 25 °С).

Особенно значительны объемы тепловых ресурсов в чёрной металлургии, в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Энергоресурсы избыточного давления (напора) – это энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.

Энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются в механическую энергию, которая или непосредственно используется для привода механизмов и машин или преобразуется в электрическую энергию.

Примером применения этих ресурсов может служить использование избыточного давления доменного газа в утилизационных бес компрессорных турбинах для выработки электрической энергии.

Раздел 3 Роль топливно - энергетических ресурсов в промышленности

Промышленность - всегда являлась ведущей и определяющей сферой экономических интересов государства, ибо именно промышленный комплекс призван обеспечивать самые разнообразные общественные и индивидуальные потребности в соответствующей продукции. Промышленность представляет собой важнейшую часть экономики страны, основу ее экономической мощи и обороноспособности.

Понятие промышленности охватывает ряд отраслей. Некоторые их группы именуются комплексами: военно-промышленный (или оборонный), лесопромышленный, топливно - энергетический, атомный, агропромышленный. Отрасли, в свою очередь, подразделяются на объединения, предприятия и организации.

Назначение промышленности - обеспечить народное хозяйство машинами, оборудованием и другими современными средствами производства, выпускать пользующиеся спросом товары для населения. Понятие промышленности охватывает ряд отраслей. Некоторые их группы именуются комплексами: топливно-энергетический, нефтехимический, военно-промышленный (или оборонный), лесопромышленный, атомный.

Отрасли, в свою очередь, подразделяются на объединения, предприятия и организации. Соответственно этому строится система управления промышленностью через отраслевые (министерства, агентства) и межотраслевые (государственные комитеты, комиссии) федеральные органы исполнительной власти, а также органы управления промышленностью субъектов Федерации и местного самоуправления.

Особое значение в силу этого приобретают проблемы организации управления процессом энергоснабжения и потребление энергоресурсов производством. Этим целям посвящен законодательный и иной нормативно-правовой материал последних лет, на основе которого строится действующая система государственного управления промышленностью.

Энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворения потребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих энергоресурсов употребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются также некоторые тепловые энергоустановки (например, горячая вода систем охлаждения для отопления). Различают следующие основные направления использования потребителями энергоресурсов:

топливное – непосредственно в качестве топлива;

тепловое – непосредственно в качестве тепла или выработки тепла в утилизационных установках;

силовое – использование электрической или механической

энергии, вырабатываемой из ВЭР в утилизационных установках;

комбинированное – тепловая и электрическая (механическая) энергия, одновременно вырабатываемые из ВЭР в утилизационных установках;

Горючие газы–отходы основного производства: Доменный и коксовый газы практически используются полностью. Использование ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё не решено. При сжигании его в печах после газоочистки теряется до 900 кг у.т./т конвертерной стали.

Теплота продуктов сгорания печей: У мартеновских печей теплота продуктов сгорания равна 12,5 ГДж/т стали, у нагревательных печей 0,8 ГДж/т проката. Использование этой теплоты возможно в котлах-утилизаторах при условии оснащения их виброочисткой, дробеочисткой, так как запылённость газов достигает 5 гр/м·м3. Возможно использование этой теплоты для нагрева шахты в шахтных подогревателях. Нагрев шихты уходящими газами экономит 12% топлива, повышает производительность печи на 15%, сравнительно быстро окупает капитальные затраты.

Теплота материалов: Потери составляют: 1 ГДж/т жидкого чугуна, 1,2ГДж/т жидкой стали, 0,8 ГДж/т жидкого шлака, 12 ГДж/т кокса, 0,6 ГДж/т агломерата. Решено только использование теплоты кокса. В установках сухого тушения получают 0,3 – 0,4 т пара/т кокса. Использование теплоты чугуна, стали, шлака не налажено. Использование теплоты агломерата повторным использованием охлаждающего воздуха для нагрева шихты на 25ч30 % снижает содержание углерода в шихте, что выгодно для основного технологического процесса. Использование теплоты шлака возможно при создании новых типов грануляторов. Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выход пара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологические вопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимально широкое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить технические решения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара, улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствовать автоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрной металлургии в химическую промышленность, машиностроение и т. д.

Большие резервы по эффективному использованию энергоресурсов имеются и на предприятиях цветной металлургии. Технически возможное и экономически целесообразное применение энергетических ресурсов в этой отрасли оцениваются примерно в 18 млн. Гкал в год.

Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжигания топлива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того, повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещё значительное количество тепловой энергии, которая может использоваться в котлах- утилизаторах для выработки пара.

Для оценки выхода и использования ВЭР применяются следующие показатели:

1) Выход энергоресурса (Qвых) – количество ВЭР, образующихся в процессе производства в данном технологическом агрегате за единицу времени.

2) Выработка энергии за счёт энергоресурса (Q) – количество энергии, получаемое при использовании. Выработка энергии отличается от её выхода на величину потерь тепла в утилизационной установке. Различают возможную, экономически целесообразную, планируемую и фактическую выработки энергии.

3) Использование энергоресурса – количество используемой у потребителей энергии.

4) Экономия топлива (В)– количество первичного топлива, которое экономится в результате использования ВЭР.

Степень использования энергоресурса – показатель представляющий отношение фактической (планируемой) выработки к выходу энергоресурса

Показатель используется, если нет ограничений по конечному температурному потенциалу, например при охлаждении нагревательных печей.

Коэффициент утилизации – отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи.

Коэффициент можно применять для сопоставления использования энергоресурса однотипных по конструкции и технологии агрегатов. Сложные и разнообразные процессы (например, цветной металлургии) нельзя характеризовать таким показателем.

Показатель использования энергоресурса – отношение фактической выработки тепла на базе энергоресурса к возможной:

При планировании топливо потребления применяют коэффициент утилизации – отношение фактической (планируемой) экономии топлива за счёт оптимизации использования энергоресурса к возможной (или экономически целесообразной)

Исходной информацией для расчёта выхода и возможного использования экономии энергоресурса служат:

тепловые и материальные балансы основного технологического оборудования; объём выпуска продукции в рассматриваемом периоде;

отчётный энергетический баланс предприятия;

технико-экономические характеристики технологических агрегатов, энергетических и утилизационных установок;

планы внедрения новой технологии и нового оборудования на перспективу.

В результате анализа всех этих материалов устанавливают виды ВЭР и их потенциал; выявляют агрегаты, ВЭР которых могут быть включены в энергетический баланс предприятия или использованы вне данного предприятия;

определяют по каждому агрегату выход ВЭР;

рассчитывают величину возможной, экономически целесообразной и планируемой выработки энергии из каждого вида ВЭР;

определяют величины фактической выработки и фактического использования ВЭР, а также возможного и планируемого использования всех видов ВЭР.

Использования энергоресурса зависит от факторов и режима работы технологической установки (агрегата). В общем случае суточный (и сезонный) потребление конкретного энергоресурса на предприятии характеризуется значительной неравномерностью. Поэтому различают показатели удельного и общего использования энергоресурсов – максимальный, средний и минимальный (гарантированный), как в суточном, так и сезонном разрезе. В любом случае утилизации энергоресурсов эффективность их использования определяется достигаемой экономией первичного топлива и обеспечиваемой за счёт этого экономией затрат на добычу, транспортирование и распределения топлива (энергии). Поэтому важное условие экономической эффективности энергоресурсов – правильное определение вида и количества топлива, которое необходимо для производственного процесса. Экономия топливо зависит от направления использования энергоресурсов и схем топливо- и энергоснабжения предприятия. При тепловом направлении использования энергоресурсов экономия топлива определяется путём сопоставления количества тепла, полученного от использования энергоресурсов, с технико-экономическими показателями выработки того же количества и тех же параметров тепла в основных энергетических установках. При силовом направлении использования электроэнергии (или механической энергии) сопоставляется с затратами топлива на выработку электроэнергии (или механической энергии) в основных энергоустановках.

При определении экономической эффективности использования энергоресурсов сопоставляют варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребности данного производства во всех видах энергии с учётом использования энергоресурсов, удовлетворяют те же потребности и без учёта использования энергоресурсов. Основными показателями сопоставимости этих вариантов служат:

Одно из основных направлений повышения эффективности производства и использование энергетических ресурсов в промышленности – увеличение единичной мощности агрегатов, концентрация производства и создание укрупнённых комбинированных технологических процессов. Особенно это эффективно для технологических процессов с большим выходом тепловых ресурсов, т.е. для предприятий химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности.

На государственном уровне в России в данный момент происходит внедрение программы следующего характера, которая ставит своей целью. Формирование современной управленческой культуры предприятий и организаций, ориентированной на последовательное снижение - в абсолютном и относительном выражении - топливно-энергетической составляющей в их производственных издержках. Программа охватывает сферы электроснабжения, теплоснабжения, а также использования горюче-смазочных материалов в транспортных и иных целях. При этом Программа ставит перед собою следующие основные задачи:

повышение эффективности использования существующего энергетического оборудования и условий приобретения топливно-энергетических ресурсов, обеспечение надлежащего квалификационного, информационного и организационного уровней служб энергоснабжения участников Программы;

организация информационной, консультационной и образовательной поддержки специалистов, отвечающих за качество энергетической стратегии предприятия, обеспечение их предельно полной информацией об оптимизационных, модернизационных и трансформационных возможностях, представленных на российском и иностранных рынках систем повышения эффективности энергетического комплекса предприятия;

разработка и реализация индивидуальных программ повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, ориентированная, в первую очередь, на системное внедрение технологий энергосбережения, энергетической оптимизации и модернизации оборудования;

поиск и организация финансирования программ внедрения новейших технологий, оборудования и материалов, способных решить проблемы полной топливно - энергетической автономии участников Программы, в том числе на основе использования альтернативных источников энергии;

разработка и реализация программ, направленных на капитализацию топливно-энергетических издержек участников Программы и обретение ими положительного баланса энергетических затрат.

Таким образом, в первой части работы был рассмотрен материал касающийся теоретических аспектов использования энергоресурсов предприятия, влияние использования «топливно - энергетических» ресурсов на производственный процесс и конечную конкурентоспособность продукции в частности и предприятия в целом. Так же в первой части работы дана классификация энергоресурсов предприятия их роль и использование в промышленности в целом. Кратко описан механизм государственного регулирования процесса потребления предприятиями энергоресурсов и программа, которую сейчас внедряет правительство России для оптимизации схем тепло - энергетического потребления предприятиями.

Заключение

В данной работе рассмотрены главные понятия темы, сущность и значение топливно - энергетических ресурсов в производственной деятельности предприятия

Энергосбережение – реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов;

топливно - энергетический ресурс (ТЭР) – носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе;

эффективное использование энергетических ресурсов – достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдения требований к охране окружающей природной среды;

показатель энергоэффективности – абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, установленная государственными стандартами;

вторичный энергетический ресурс – энергетический потенциал основного, промежуточного, побочного продукта и отходов производства, не используемый в основном процессе, но достаточный для использования в иных;

непроизводительный расход энергетических ресурсов – потери энергоресурсов, вызванные нарушением стандартов, норм, регламентов и бесхозяйственностью;

потребитель ТЭР – юридическое лицо (организация), независимо от форм собственности, использующее топливно-энергетические ресурсы для производства продукции и услуг, а также на собственные нужды;

При определении эффективности использования энергоресурсов сопоставляются варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребности данного производства во всех видах энергии с учётом использования энергоресурсов, удовлетворяют те же потребности и без учёта использования энергоресурсов. Основными показателями сопоставимости этих вариантов служат:

создание оптимальных (для каждого из вариантов) условий их реализации;

обеспечение одинаковой надёжности энергосбережения;

достижение необходимых санитарно-гигиенических условий и безопасности труда;

наименьшее загрязнение окружающей среды.

Список литературы

«Состав и структура ТЭР промышленного предприятия», Р.И. Арннов. М; Информ, 2007 г.

«Использование ТЭР в промышленности» С.И. Петронев. Спб; Пресс, 2008 г.

«Экономическая сущность ТЭР» Л.Ф. Мартынова, М; Бизнес, 2007г.

«Использование ТЭР на предприятиях», С.Д. Разенгольц, Киев, 2005г.

«Грамотное использование ТЭР в рыночных условиях» В.В. Митрофин, М; Пресс-Издат, 2007г.

«Экономичное использование ТЭР» Т.Р. Бицшпольц, Спб; Релиз, 2007г.

«ТЭР или сырьевая база? Отличия и использование» В.Э Миронин, 2006 г.

«Топливные и энерго ресурсы, их источники и понятие» Л.Ю. Тавронов, М; Къ, 2007 г.

РЕФЕРАТ

Топливные ресурсы. Классификация топлив. Состав топлива

Топливом называется горючее вещество, используемое в качестве источника получения теплоты в энергетических, промышленных и отопительных установках.

В зависимости от типа реакций, в результате которых выделяется теплота из топлива, различают органическое и ядерное топливо.

В настоящее время и по прогнозам до 2030 г. органическое топливо является основным источником энергии (теплоты) для промышленного использования. В органических топливах теплота выделяется в результате химической реакции окисления его горючих частей при участии кислорода, а в ядерных топливах - в результате распада (деления) ядер тяжелых элементов (урана, плутония и т.д.).

Таблица 1

Добыча органического топлива в 2007 г.

Вид топливаТвердоеЖидкоеГазообразноеВо всем мире, млрд.т5,13,82,6 трлн.куб.мРоссия, млн.т314,4491653,1 млрд.куб.м.

В 2008 г. добыча нефти в России достигла 504,1 млн. т., газа 635 млрд. куб.м., угля 322 млн. т. По мировым оценочным прогнозам геологические запасы минерального (органического) топлива превышают 12,5 трлн.т. (12500 млрд.т). При современном уровне добычи этих ресурсов должно хватить примерно на 600-1000 лет. Эти запасы состоят на 60% из угля, 27% нефти и газа, а также сланцев и торфа. С разведанными запасами дела обстоят не так оптимистично. Следует иметь ввиду, что приведенные ниже данные достаточно ориентировочные. Разведанные запасы угля составляют 5 трлн.т., а достоверные около 1,8 трлн.т. По достоверным разведанным запасам Россия (200 млрд. т) занимает третье место в мире после США (440 млрд.т) и Китая (272 млрд.т). При современных темпах добычи угля хватит на 400 лет. Запасы нефти на начало столетия оценивались в 139,7 млрд.т. Кроме того, прогнозные запасы нефти из горючих сланцев и битуминозных песков оцениваются в 750 млрд.т. Но затраты на добычу такой нефти будут значительно выше. По разведанным запасам на первом месте стоит Саудовская Аравия (25,4 млрд. т), Ирак (11 млрд.т), Кувейт (9,3), Иран (9,1), Венесуэла (6,8), Россия (4,8 млрд.т), Китай (2,4 млрд.т), США (2,4 млрд.т) и др. Обеспеченность мировой экономики разведанными запасами нефти составляет примерно 45 лет. Для России этот показатель составляет 23 года, для Саудовской Аравии 90 лет и т.д. Разведанные запасы газа на начало века составили 144 трлн. куб.м. На Россию приходится 39,2%, Западную Азию 32%, Северную Африку 6,9%, Латинскую Америку 5,1% и т.д. По странам: Россия 47 600 млрд. куб. м., Иран 21200 млрд. куб. м, США 4654 млрд. куб. м., Алжир 3424 млрд. куб. м, Туркмения 2650 млрд. куб.м., Норвегия 3800 млрд. куб. м, Казахстан 1670 млрд. куб. м. и т. д. Но ситуация на мировом газовом рынке начинает принципиально меняться, причем не в пользу России. В 2009 г., несмотря на кризис, добыча газа в Катаре увеличилась на 37,6%, в Норвегии - на 13%, а в США - на 3,7%. В России за тот же период она рухнула на 12,4%.

США подняли добычу газа на своей территории вплотную к уровню собственного потребления, составляющего около 650 млрд. кубометров в год, и многие эксперты склонны говорить о революционных изменениях на американском, а возможно и мировом газовом рынке. Это подтверждается намерениями США отказаться от закупок сжиженного газа за рубежом, в том числе и от поставок с российского Штокмановского месторождения.

Причиной прорыва стали принципиальные изменения в технологии добычи так называемого сланцевого газа. Это горючий природный газ, содержащийся в сланцевых породах. Его промышленная добыча долгое время была затруднена из-за высокой сложности и стоимости извлечения. Ситуация изменилась в начале 2000-х, когда получили развитие новые технологии добычи.

До последнего времени основным способом добычи природного газа было вертикальное бурение, позволяющее извлекать газ из природных подземных резервуаров, встречающихся далеко не везде. Это обеспечивало существенные преимущества странам, на территории которых имеются такие месторождения. Со сланцами все обстоит иначе - они есть практически везде. Современные технологии горизонтального бурения и гидравлического разрыва пластов позволяют создавать в них искусственные полости, в которые устремляется газ, содержащийся в сланцевой породе. Важной особенностью данного способа остается пусть и не самая низкая, но относительно стабильная стоимость добычи, составляющая около $100-120 на 1000 кубометров. При этом используемая технология существенно расширяет географию добычи, снижая привязку потребителей к крупнейшим поставщикам, диктующим цены.

Все это существенно бьет по позициям "Газпрома". Его основные месторождения, осваиваемые обычным способом, находятся в труднодоступных местах, что требует значительных капитальных затрат на их содержание. Не меньше затрат связано и с необходимостью строительства протяженных трубопроводов.

Отказ США от сжиженного газа уже привел к резкому падению спотовых (текущих, срочных) цен на голубое топливо. В результате в проигрыше оказались европейские клиенты "Газпрома", заключившие долгосрочные контракты по высоким ценам по принципу take-or-pay ("бери или плати"), привязанным к стоимости нефти. Серьезные проблемы могут ждать в скором времени и самого газового монополиста, а возможно и весь российский ТЭК. Если в странах Европы развернется собственная добыча и импорт сланцевого газа, потребность в газпромовском топливе будет сокращаться. Российской компании придется снижать цены до уровней, сопоставимых с ценами на сланцевый газ. В условиях строительства новых дорогостоящих газопроводов в обход Белоруссии, Польши и Украины это может обернуться невосполнимыми убытками. Возможно, скоро эти перемены потребуют от "Газпрома" изменения принципа take-or-pay или даже упразднения системы долгосрочных контрактов.

Пока же российская сторона продолжает отстаивать прежние позиции. В декабре прошлого года заместитель главы "Газпрома" Александр Медведев заявил, что компания отклонила все запросы европейских потребителей на изменение принципа take-or-pay в уже заключенных контрактах. По его словам, европейский спотовый рынок по своей структуре не может служить альтернативой поставкам в рамках долгосрочных контрактов. В минувшую субботу в пользу долгосрочных контрактов высказался и глава Минэнерго РФ Сергей Шматко, по словам которого, эта система является "одним из самых великих завоеваний нашего сотрудничества с Европой". Министр четко дал понять, что "Газпром" не готов учитывать снизившиеся спотовые цены в текущих долгосрочных контрактах. "Газпром" должен оперативно реагировать на изменившиеся условия на рынке, но ни в коем случае систему долгосрочных контрактов, которая у нас была создана, разрушать нельзя", - подчеркнул министр, при этом не уточнив, в чем конкретно должна заключаться реакция на изменения.

В то же время глава Минэнерго признал растущую роль на рынке сланцевого газа, отметив, что американский сланцевый газ стал перенаправляться в Европу. "США займут свое место в европейском балансе, но мы должны беречь, обстраивать и развивать дальше принципиальную систему долгосрочных контрактов с Европой, и наши европейские коллеги прекрасно это понимают", - пояснил Шматко.

Завидное упорство, проявляемое российскими газовиками, может объясняться лишь уверенностью в том, что российский газ по-прежнему будет составлять значительную долю в газовых балансах европейских стран.

В отличие от США, в Европе разработка сланцевых полей затруднена высокой заселенностью территорий. Добыча сланцевого газа требует бурения большого количества скважин, с закачиванием в них воды и различных химических веществ. Экологов пугает опасность обводнения подземных пластов и прочие побочные эффекты процесса добычи. Все это создает множество проблем правового и экологического характера.

Но будет ли все так оставаться и далее, не очевидно. Применяемые технологии и материалы постоянно совершенствуются. Возможно, в скором времени из процесса удастся исключить использование вредных веществ. Весьма вероятны и другие усовершенствования метода. Уверенность в этом подтверждается высочайшим технологическим потенциалом, накопленным в нефтегазодобывающей и сервисной отраслях, а также стоящими на кону колоссальными выгодами.

Согласно данным Международного энергетического агентства, запасы сланцевого газа в Европе составляют 16 трлн. кубометров. Европейцы уже приступили к их исследованию на предмет промышленного использования. В настоящий момент этим активно занимается Исследовательский центр по вопросам геологии в Потсдаме. Первые результаты его работы будут сформулированы в 2012 году.

Даже с учетом не до конца ясных перспектив добычи сланцевого газа в Европе вся эта история показывает, как наличие высоких технологий позволяет теснить тех, кто ими не обладает, с их традиционных рынков. Фактический отказ США от импорта сжиженного газа и связанное с этим подвисание Штокмановского месторождения, должно стать для "Газпрома" поводом задуматься над собственной политикой - теперь уже в отношении Европы и Китая. В запасе у российского концерна не так уж много времени. Технологии добычи газа находятся в постоянном развитии, и то, что еще недавно казалось невозможным, в скором времени может оказаться свершившимся фактом. А Северный и Южный "потоки" - самым дорогим в мире металлоломом. По суммарным разведанным запасам нефти и газа на первом месте стоит Россия, на втором Саудовская Аравия, на третьем Иран. Но условия добычи этих видов топлива в России значительно более тяжёлые (заболоченные места Сибири, низкая температура в течение большей части года и т.п.). Запасы ядерного (неорганического) топлива оцениваются в 4 млн.т. Австралия обладает 23% всех запасов, страны СНГ 33% (на долю России приходится 4,3%, 170000 т.), 16% имеет ЮАР и Намибия, 11% Канада и 9% США. При современных темпах потребления ядерного топлива (55000 т в год) его хватит на 70 лет. Следует, однако иметь в виду, что общие геологические запасы урана оцениваются в 40 000 млрд.т условного топлива, что в несколько раз превышает запасы органического топлива. Но для использования природного урана нужны другие реакторы, чем используемые в настоящее время (об этом подробнее будет сказано при изучении ядерных реакторов).

топливо добыча сланцевый газ

Таблица 2

Классификация органических топлив по агрегатному состоянию

ТопливоАгрегатное состояниеТвердоеЖидкоеГазообразноеПриродноеДрова, торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцыНефтьПриродный газИскусственноеДревесный уголь, полукокс, кокс, угольные и торфяные брикетыМазут, керосин, бензин, соляровое масло, газойльГазы нефтяной, коксовый, генераторный, доменный, газ подземной газификации

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода - С, водорода - Н, летучей серы - S) и негорючих (азота - N и кислорода - О) элементов и балласта (золы - А, влаги - W). Сера состоит из двух компонентов-органической и колчеданной.

Элементарный состав твердого и жидкого топлива дается в процентах к массе 1 кг топлива. При этом различают рабочую, сухую, горючую и органическую массу топлива.

Рабочая масса - это масса и состав топлива, в котором оно поступает к потребителю и подвергается сжиганию.

Состав рабочей, горючей, сухой и органической массы обозначается соответственно индексами "р", "с", "г" и "о" и выражаются следующими равенствами:

Ср + Нр + Sрл + Nр + Oр + Aр + Wр = 100 %;

Сс + Нс + Sсл + Nс + Oс + Aс = 100 %;

Сг + Нг + Sгл + Nг + Oг = 100 %;

Со + Но + Sоорг + Nо + Oо = 100 %.

Органическая масса топлива в отличии от горючей массы содержит только органическую серу и не включает колчеданную. Коэффициенты пересчета состава топлива из одной массы в другую приведены в табл. 1.

Таблица 3

Заданная масса топливаКоэффициенты пересчета на массурабочуюгорючуюсухуюРабочая1100/100/(100 - Wр)Горючая/1001(100 - Aс)/100Сухая(100 - Wр) / 100100 / (100 - Aс)1

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Горючая часть состоит из предельных (СnH2n+2) и непредельных (СnH2n) углеводородов, водорода Н2, окиси углерода СО, и сернистого водорода (Н2S). В состав негорючих элементов входит азот (N2), углекислый газ (СO2) и кислород (О2). Составы природного и искусственного газообразных топлив различны. Природный газ характеризуется высоким содержанием метана (СH4), а также небольшого количества других углеводородов: этана (С2H6), пропана (С3H8), бутана (С4H10), этилена (С2H4), и пропилена (С3H6). В искусственных газах содержание горючих составляющих (водорода и окиси углерода) достигает 25-45%, в балласте преобладают азот и углекислота 55-75%.

Состав газообразного топлива задается в объемных долях и в общем виде можно записать следующим образом:

ΣСnH2n+2 + ΣСnH2n + Н2 + СО + Н2S + О2 + N2 + CО2 = 100%,

где ΣСnH2n+2 - предельные углеводороды; ΣСnH2n - непредельные угловодороды; Н2S - сернистый водород. СО - окись углерода; CО2 - углекислый газ

1. Теплотехника - Баскаков А.П. 1991г.

Теплотехника - Крутов В.И. 1986г.

Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция - Тихомиров К.В. 1981г.57.

Теплотехнические измерения и приборы - Преображенский В.П.1978г.

Экономическая, экологическая и природная классификации природных ресурсов. Изменяющаяся роль отдельных видов ресурсов в эпоху НТР.

Классификация природных ресурсов.

1. Природная:

Минеральные (рудные, топливные, нерудные);

Земельные (почвенные);

Биологические (растительные, животные);

Мирового Океана;

Климатические и космические;

Рекреационные.

2. Хозяйственная (экономическая):

- ресурсы материального производства : промышленные (топливно-энергетические, рудные, нерудные), сельскохозяйственные, строительные;

- ресурсы непроизводственной сферы :

прямого потребления (минеральные источники, питьевая вода, съедобные растения, рыба, промысловые животные, лечебные грязи, лекарственные травы и др.);

косвенного потребления (рекреационные);

эстетического потребления (природные и антропогенные ландшафты, музеи, произведения искусства и т.п.).

3. Исчерпаемость ресурсов (экологическая классификация):

1) исчерпаемые ресурсы. Потребности в таких ресурсах значительно превышают объемы и скорости естественного восполнения, что ведет к их истощению. На основе интенсивности и скорости естественного образования исчерпаемые ресурсы можно подразделить на:

· невозобновляемые (все виды минеральных ресурсов);

· возобновляемые (ресурсы растительного и животного мира, почвенные и водные).

2) неисчерпаемые ресурсы :

· климатические ресурсы (запасы тепла и влаги в данной местности);

· нетрадиционные энергоресурсы (солнечная, ветровая, приливная энергия, энергия морских волн и океанических течений, геотермальная энергия Земли, биологическая (энергия биомассы), энергия температурного градиента океанских вод).

4. По степени изученности и разведанности (для полезных ископаемых):

Разведанные – выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные (категории А+ В + С1);

Предварительно оцененные (категория С2) – установленные на основе теоретических расчетов и обследований, включающие точно установленные технически извлекаемые запасы сырья или резервов, а также ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим причинам;

5. По величине запасов и хозяйственной значимости:

Крупнейшие - мирового или общегосударственного значения;

Крупные – регионального значения;

Небольшие – местного значения.

НТР предъявляет новые требования к природным ресурсам, направленные на:

- все более полное использование неисчерпаемых природных ресурсов;

Ресурсосберегательные работы по возобновлению ресурсов (земельных, водных, биологических);

Более полная, безотходная переработка минеральных ресурсов;

Более полное использование ресурсов Мирового океана;

Дальнейшее развитие рекреационных ресурсов;

Поиск новых источников ресурсов и энергии.

Минеральные ресурсы – это учтенные запасы месторождений полезных ископаемых, это природные вещества минерального происхождения, находящиеся в земной коре, используемые человеком в качестве сырья в различных отраслях материального производства. Ежегодно в мире из недр извлекается около 300 млрд.т более 200 различных видов минерального сырья. Распространение полезных ископаемых в земной коре подчиняется геологическим (тектоническим) закономерностям.

Топливные полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф) имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ, их внутренним и краевым прогибам. Горючие сланцы и торф относят к местным видам топлива.

Угольные бассейны одного геологического возраста нередко образуют пояса угленакопления, протягивающиеся на тысячи километров. На земном шаре известно более 3600 угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают около 15% земной суши. Основная часть угольных ресурсов приходится на северное полушарие – Азию, С.Америку, Европу. Мировые запасы угля оцениваются: общегеологические 5500 млрд.т.; разведанные - 1750 млрд.т, из них извлекаемые 2/3 (52% каменные и 48% бурые угли). Большая часть запасов в сосредоточена в 10 бассейнах: Аппалачский (США), Рурский (ФРГ), Верхне-Силезский (Польша и Чехия), Донецкий (Украина), Кузнецкий и Печорский (Россия), Карагандинский (Казахстан), Шаньсийский и Фушуньский (Китай), Боуэн и Сидней (Австралия).

Коксующими углями богаты Австралия, Германия, Китай, США. Ежегодно добывается угля, млрд.т: каменного – 3,5, бурого – около 1. Крупнейшие экспортеры Австралия, ЮАР, Канада, Колумбия.

Нефтегазовых бассейнов разведано более 600, разрабатываются 450, общее число месторождений достигает 50000, основные запасы находятся в северном полушарии, преимущественно в отложениях мезозоя. Главная часть этих запасов также сконцентрирована в относительно небольшом числе крупнейших бассейнов: районы заливов - Персидского, Гвинейского, Мексиканского, морей - Карибского, Северного, Каспийского, Южно-Китайского, Западная Сибирь РФ и Северная Африка.

Мировые запасы нефти оцениваются: общегеологические 500 млрд.т.; разведанные -140 млрд.т и распределяются: Северная Америка – 4,3 млрд.т (3,5%); Латинская Америка – 17 млрд.т (11,3%); Зарубежная Европа – 2,7 млрд.т (2%); СНГ – 9 млрд.т (6,3%); Средний Восток и Сев. Африка – 96,8 млрд.т (69,3%), остальная Азия– 5,4 млрд.т (4%), ост. Африка – 4,7 млрд.т (3,3%).

Запасы нефти в странах, млрд.т.: Саудовской Аравии 35,8, Канада – 28,3, Иране – 18,2, Ираке – 15,5, Кувейте – 14, ОАЭ – 12,9, Венесуэле – 11,4, РФ – 14,7, Ливии – 5, Нигерии – 4,8, Казахстан – 4,2, Китае – 3,9, Мексике – 2,0, США – 3,0, Норвегии и Алжире по 1,2. На ОПЕК приходится 77% мировых запасов нефти и 41% газа.

Топливно-энергетические ресурсы. Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы

Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы

Почти вся энергия поступает на поверхность Земли от Солнца, за исключением небольшого количества теплоты за счет радиоактивности земной коры, наличия раскаленного земного ядра, а также гравитационной энергии взаимодействия Земли с Луной и Солнцем. Даже органическое топливо, используемое сегодня, обязано своим происхождением фотосинтезу растительности болот доисторической эпохи. Однако не весь поток энергии солнечного излучения, интенсивность которого составляет примерно 1,4 кВт/м2, утилизируется. Примерно 30-40% этого потока энергии рассеивается прямым отражением. Коэффициент отражения (альбедо) зависит от характерных особенностей поверхности, на которую падают лучи Солнца: от того, является ли она песчаной пустыней, снежной равниной, водной гладью, облачностью и т. д.

Возможная для практического использования человеком энергия сосредоточена в материальных объектах называемых топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР).

Топливно-энергетические ресурсы совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

Топливо горючее вещество, применяемое для получения теплоты путем его сжигания.

Энергия способность тела или системы тел совершать работу.

Энергетический ресурс носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

В настоящее время основными потребляемыми энергетическими ресурсами являются природные виды топлива и энергия потоков воды, которые представляют собой не что иное, как преобразованную (саккумулированную) энергию Солнца.

Предварительно переработанный, преобразованный энергетический ресурс, непосредственно используемый на стадии конечного потребления, а также природный энергетический ресурс, потребляемый на этой стадии, называется энергоносителем. Примеры энергоносителя природный газ, мазут (котельное топливо), горячая вода и пар в системах центрального теплоснабжения и т. д.

Энергетические ресурсы по способу преобразования заключенной в них энергии делятся на первичные и вторичные. Первичный энергоресурс, который не был подвергнут какой-либо переработке. Вторичный энергоресурс, получаемый в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемый в этом технологическом процессе.

По возобновляемости энергетические ресурсы разделяют на возобновляемые и невозобновляемые.

Невозобновляемые это естественно образовавшиеся и накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных условиях высвобождать заключенную в них энергию. Но образование новых веществ и накопление в них энергии происходит значительно медленнее, чем их использование. К ним относятся ископаемые виды топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Особыми видами невозобновляемых энергетических ресурсов являются расщепляющиеся (радиоактивные) вещества, находящиеся в недрах нашей планеты.

Возобновляемые это те энергетические ресурсы в которых происходит постоянное восстановление энергии. Источниками возобновляемой энергии являются солнечное излечение, энергия приливов и отливов, энергия химических реакций и радиоактивного распада в недрах Земли (проявляется в виде геотермальных источников), энергия Солнца (проявляется в виде энергии ветра, гидроэнергии и биомассы).

На классификационной схеме невозобновляемые й возобновляемые виды энергетических ресурсов обозначены соответственно белыми и серыми прямоугольниками.

Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное, ядерное)

По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».

В настоящее время термин «топливо» распространяется на все материалы, служащие источником энергии (например, ядерное топливо).

Топливо по происхождению делят на:

1. природное топливо (уголь, торф, нефть, горючие сланцы, древесина и др.)
2. искусственное топливо (моторное топливо, генераторный газ, кокс, брикеты и др.).

По своему агрегатному состоянию его делят на твердое, жидкое и газообразное топливо, а по своему назначению при использовании на энергетическое, технологическое, бытовое. Наиболее высокие требования предъявляются к энергетическому топливу, а минимальные требования к бытовому.

Твердое топливо древесно-растительная масса, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь.

Жидкое топливо - продукты переработки нефти (мазут).

Газообразное природный газ; газ, образующийся при переработке нефти, а также биогаз.

Ядерное расщепляющиеся (радиоактивные) вещества (уран, плутоний).

Органическое топливо, т. е. уголь, нефть и природный газ, составляет подавляющую часть всего энергопотребления. Образование органического топлива является результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все это топливо имеет углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода.

Твердое топливо. Ископаемое твердое топливо (за исключением сланцев) является продуктом разложения органической массы растений. Самое молодое из них торф представляет собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется («выветривается») и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них антрацитов претерпела наибольшие изменения и на 93% состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.

Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 14000 млрд. т, из которых половина относится к достоверным (Азия 63%, Америка 27%). Наибольшими запасами угля располагают США и Россия. Значительные запасы имеются в ФРГ, Англии, Китае, на Украине и в Казахстане.

Все количество угля можно представить в виде куба со стороной 21 км, из которого ежегодно изымается человеком «кубик» со стороной 1,8 км. При таких темпах потребления угля хватит примерно на 1000 лет. Но уголь тяжелое неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование. Запасы его распределены крайне неравномерно. Известнейшие месторождения угля: Донбасский (запасы угля 128 млрд. т), Печорский (210 млрд. т), Карагандинский (50 млрд. т), Экибастузский (.10 млрд. т) Кузнецкий (600 млрд. т), Канско-Ачинский (600 млрд. т), Иркутский (70 млрд. т) бассейны. Самые крупные в мире месторождения угля Тунгусское (2300 млрд. т свыше 15% от мировых запасов) и Ленское;Д800 млрд. т почти 13% от мировых запасов).

Добыча угля ведется шахтным методом (глубиной от сотен метров до нескольких километров) или в виде открытых карьерных разработок, Уже на этапе добычи и транспортировки угля, применяя передовые технологии, можно добиться снижения потерь при транспортировке, уменьшения зольности и влажности отгружаемого угля.

Возобновляемым твердым топливом является древесина. Доля ее в энергобалансе мира сейчас чрезвычайно невелика, но в некоторых регионах древесина (а чаще ее отходы) также используется в качестве топлива, В качестве твердого топлива могут быть также использованы брикеты механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.

Жидкое топливо. Практически все жидкое топливо пока получают путем переработки нефти. Нефть, жидкое горючее полезное ископаемое, представляет собой бурую жидкость, содержащую в растворе газообразные и легколетучие углеводороды. Она имеет своеобразный смоляной запах. При перегонке нефти получают ряд продуктов, имеющих важное техническое значение: бензин, керосин, смазочные масла, а также вазелин, применяемый, в медицине и парфюмерии.

Сырую нефть нагревают до 300—370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции^ конденсирующиеся при различной температуре tk; сжиженный газ (выход около 1%), бензиновую (около 15%, tk = 30—180 °С), керосиновую (около 11%, tk = 120—135 °С), дизельную (около 18%, tk = 180—350 °С. Жидкий остаток с температурой начала кипения 330—350 °С называется мазутом. Мазут, как и моторное топливо, представляет собой сложную смесь углеводородов, в состав которых входят, в основном, углерод (84-86%) и водород (10-12%).

Мазут, получаемый из нефти ряда месторождений, может содержать много серы (до 4,3%), что резко усложняет защиту оборудования и окружающей среды при его сжигании.

Зольность мазута не должна превышать 0,14%, а содержание воды должно быть не более 1,5%. В состав золы входят соединения ванадия, никеля, железа и других металлов, поэтому ее часто используют в качестве сырья для получения, например, ванадия.

В котлах котельных и электростанций обычно сжигают мазут, в бытовых отопительных установках печное бытовое топливо (смесь средних фракций).

Мировые геологические запасы нефти оцениваются в 200 млрд. т, из которых 53 млрд. т составляют достоверные запасы. Более половины всех достоверных запасов нефти расположено в странах Среднего и Ближнего Востока: В странах Западной Европы, где имеются высокоразвитые производства, сосредоточены относительно небольшие запасы нефти. Разведанные запасы нефти все время увеличиваются. Прирост происходит в основном за счет морских шельфов. Поэтому все имеющиеся в литературе оценки запасов нефти являются условными и характеризуют только порядок величин.

Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля. Но нефть более удобное для использования топливо, особенно в переработанном виде. Поcле подъема через скважину нефть направляется потребителям в основном по нефтепроводам, железной дорогой или танкерами. Поэтому в себестоимости нефти существенную часть имеет транспортная составляющая.