Раздел 7

Энергетические объекты городов -

Основной техногенный фактор

Воздействия на биосферу

Энергетика современного города представляет собой сложную многоуров­невую иерархическую систему, предназначенную обеспечить комфортные ус­ловия проживания населения, а также нормальное функционирование рас­положенных на его территории промышленных производств, предприятий и учреждений. Лишь на основе надежно и эффективно работающей системы обеспечения города необходимой энергией и энергетическими ресурсами возможны его жизнь и развитие как единого территориального комплекса. Все это связано с понятиями "производство" и "потребление" энергии, ко­торые входят в общее понятие "энергетики".

Энергетические объекты являются одним из главных факторов жизне­обеспечения города. В то же время они оказывают наибольшее негативное воздействие на окружающую природную среду из всех промышленных объек­тов. Это воздействие сказывается как в пределах городской территории, так и в окрестностях города.

7.1. Структура и тенденции развития энергоснабжения

Энергию в свободной форме невозможно накапливать на сколько-ни­будь длительное время. Поэтому процессы производства и потребления энергии должны совпадать во времени или следовать непосредственно друг за другом и быть связаны между собой звеном передачи. Это оказывает большое влия­ние на характер производственных, технических и экономических связей энергетики с другими отраслями материального производства, на структуру и формы развития собственно энергетики и систем энергоснабжения.

Энергоснабжение — совокупность последовательных процессов производ­ства, передачи и использования энергии.

Система энергоснабжения — совокупность установок и устройств, пред­назначенных для целей энергоснабжения.

Цепь превращения энергии. На практике часто используется термин "виды энергии", под которым понимаются различные источники энергии или виды топлива.

Топливо — горючее вещество, которое экономически целесообразно ис­пользовать для получения значительного количества теплоты.

284 Экология городов

Т еплота сгорания — количество теплоты, выделяющееся при полном сго­рании топлива. Различают высшую Q^ и низшую Q^P_H теплоту сгорания (тепло­творную способность топлива).

Высшая Q^P_B — теплота сгорания, выделяющаяся при сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 м³ газообразного топлива при превращении водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания, в жидкость. Низшая теплота сгорания меньше высшей на величину парообразования влаги, имеющейся в топливе (W^p) или образующейся в результате сгорания водорода топлива (9 Н^р).

Условное топливо как понятие используется для сравнительных расчетов.

Условное топливо — топливо, теплота сгорания которого принята равной 29,35 МДж/кг (7000 ккал/кг). Перевод действительного количества топлива в условное производится умножением количества данного топлива на его эк­вивалент Э = Q" /29,35.

Основными природными (первичными) топливно-энергетическими ре­сурсами (ТЭР), на которых базируется современная энергетика, являются ископаемое топливо (угли, торф, нефть, сланцы, горючие газы), продукты его переработки (моторное топливо, мазут, брикеты), водяные потоки (реки), ядерное горючее (уран, торий). Существуют и другие виды топлива или источники энергии, например, биомасса, энергия солнца, энергия ветра, энергия волн, гидроресурсы, геотермальная энергия. Это возобнов­ляемые, наиболее экологически чистые, так называемые альтернативные источники энергии.

Видом потребляемых ресурсов определяются направления развития энергетики: теплоэнергетика, использующаяся ТЭР и определяющая мас­штабы топливодобывающей промышленности; гидроэнергетика, развива­ющаяся на базе гидроэнергетических ресурсов как отрасль по комплексному использованию водных запасов страны; атомная энергетика, основанная на преобразовании внутриядерной энергии в другие виды; ветроэнергетика, ге-лиоэнергетика и др.

Все эти виды топлива представляют первичные энергетические ресурсы и образуют первое звено цепи превращения энергии — энергетической цепоч­ки (рис. 7.1). На диаграмме представлен путь от источника энергии до ее конечного потребления. Например, сырая нефть, добываемая из земли, явля­ется первичным источником энергии, но имеет ограниченное применение. Она может быть преобразована в более калорийные вторичные источники энергии, такие как бензин, газ, нефть, мазут, тяжелое дизельное топливо и т.д. Подобная обработка связана с определенными потерями энергии. Дове­дение вторичной энергии до потребителя также сопряжено с дополнитель­ными потерями энергии на транспортирование и распределение. На заклю­чительном этапе энергоноситель преобразуется для получения полезной энер­гии и подачи ее в пункт потребления. Например, в процессе сжигания мазута в топке отопительной котельной получаем теплоносители (водяной пар, го­рячую воду), подаваемые, в частности, на отопление и горячее водоснабже­ние городских объектов.