
- •Московский государственный институт международных отношений (университет) мид россии
- •«Роль энергосбережения и альтернативных источников энергии в решении глобальных проблем современной энергетики» дипломная работа
- •Москва 2012
- •Глава I. Роль энергетики в мировом хозяйстве
- •1.1. Источники энергии и их виды
- •1.2. Основные задачи энергетики
- •1.3. Взаимосвязь энергетики и уровня развития страны
- •1.6. Потребность современного мира в энергии, современное состояние и перспективы развития
- •Глава II. Проблемы традиционной энергетики
- •2.1. Геополитические противоречия и проблемы обеспечения энергетической безопасности
- •2.2. Доступ к энергосистемам
- •2.3. Исчерпаемость ископаемого углеводородного топлива
- •2.4. Проблемы большой гидроэнергетики
- •2.4.1. Экологический ущерб от больших гэс
- •2.4.2. Проблемы безопасности гэс
- •2.5. Проблемы развития атомной энергетики
- •2.6. Глобальные экологические проблемы традиционной энергетики
- •2.6.1. Негативные факторы воздействия энергетики на экологию
- •2.6.2. Влияние энергетики на изменения климата планеты
- •2.6.3. Негативные стороны глобального потепления, повышения уровня co2 в атмосфере и загрязнения окружающей среды
- •Глава III. Поиск путей решения проблем, связанных с энергетикой
- •3.1. Важность проблем энергетики для мирового сообщества
- •3.1.1. Принцип устойчивого развития
- •3.1.2. Задачи энергетики, стоящие перед мировым сообществом
- •3.1.3 Обсуждение проблем энергетики на уровне международных организаций
- •3.2 Решение проблем энергетики путем энергосбережения и повышения энергоэффективности
- •3.2.1. Энергоэффективность электростанций
- •3.2.1.1. Комбинированное производство электроэнергии и тепла
- •3.2.1.2. Новые виды энергоустановок с высоким кпд.
- •3.2.2. Теплосбережение
- •3.2.2.1. Теплосбережение при строительстве и эксплуатации зданий
- •3.2.2.2. Теплосбережение и вторичные энергоресурсы на промышленных объектах.
- •3.2.3. Энергосбережение при передаче электроэнергии
- •3.2.4. Снижение пиковых нагрузок на энергосистему
- •3.2.5. Энергосберегающие электродвигатели
- •3.2.6. Энергосбережение при освещении
- •3.2.7. Энергоэффективность транспортных средств
- •3.3. Решение проблемы энергетики путем использования альтернативных источников энергии
- •3.3.1. Новые ископаемые виды топлива
- •3.3.1.1. Горючие сланцы, сланцевый газ и битумные породы
- •3.3.1.2. Метаногидраты
- •3.3.1.3. Получение синтетических топлив из угля
- •3.3.2. Возобновляемые источники энергии
- •График 4. Соотношение стоимостей энергии из возобновляемых ресурсов2
- •3.3.2.1. Малые гидроэлектростанции
- •3.3.2.2. Солнечная энергия
- •3.3.2.3. Ветровая энергия
- •3.3.2.4. Энергия моря
- •3.3.2.5. Геотермальные источники энергии
- •3.3.2.6. Биотопливо
- •3.3.2.7 Тепловые насосы
- •3.3.3. Получение энергии при сжигании бытовых отходов
- •3.3.4. Комбинированные источники энергии
- •3.3.5. Перспективный источник энергии – термоядерный синтез
- •3.4. Решение проблем энергетики путем аккумулирования энергии
- •3.4.1. Гидроаккумулирующие электростанции
- •3.4.2. Тепловой аккумулятор
- •3.4.3. Аккумулирование энергии путем производства водорода
- •3.4.4. Аккумулирование энергии путем производства метана
- •3.4.5. Электрические аккумуляторы
- •3.4.6. Аккумуляция энергии в холодильниках
- •3.4.7. Подземное энергохранилище сжатого воздуха
- •3.4.8. Оперативное сохранение энергии в маховиках
- •3.5. Решение проблемы энергоснабжения путем децентрализации
- •3.6. Стимулирование энергосбережения и развития возобновляемых источников энергии
- •Глава IV. Энергоэффективность и альтернативные источники энергии в России
- •4.1. Особенности и проблемы российской энергосистемы
- •4.2. Задачи, стоящие перед российской энергетикой
- •4.3. Основные направления решения задач энергетики в России
- •4.4. Энергосбережение в России
- •4.4.1. Потенциал энергосбережения
- •4.4.2. Причины недостаточного внимания к вопросам энергосбережения в России
- •4.4.3. Необходимость передачи электроэнергии на большие расстояния
- •4.4.4. Теплосбережение в России
- •4.4.5. Излишняя централизация теплоснабжения
- •4.4.6. Энергосбережение на тепловых электростанциях
- •4.5. Перспективы применения альтернативных источников энергии в России
- •4.5.1. Перспективы развития энергетики на основе биотоплива
- •4.5.2. Перспективы развития ветровой энергетики
- •4.5.3. Перспективы развития малой гидроэнергетики
- •4.5.4. Перспективы развития солнечной энергетики
- •4.5.5. Перспективы развития геотермальной энергетики
- •4.5.6. Перспективы развития приливной энергетики
- •4.5.7. Перспективы внедрения теплонасосных станций для целей теплоснабжения
3.2.1. Энергоэффективность электростанций
3.2.1.1. Комбинированное производство электроэнергии и тепла
Важную роль в энергосбережении играет комбинированное производство тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ): ТЭЦ имеют значительно более высокий энергетический КПД из-за одновременного производства электроэнергии и тепла. В результате получается экономия топлива. ТЭЦ требует наличия сети районной теплоцентрали или промышленного потребителя технологического пара.
Одна из наиболее экономичных ТЭЦ построена в городе Гетеборге (Швеция) - ТЭЦ «Руа». Она имеет эффективность 92,5%. ТЭЦ «Руа» дополнительно обеспечивает до 35% от потребностей города Гетеборга в тепле. Это означает, что этот город может сократить выбросы углекислого газа на 600 тыс. тонн ежегодно по сравнению с раздельным производством электричества и тепла на тепловых электростанциях и котельных. Другой пример — парогазовая ТЭЦ химического концерна BASF в городе Людвигсхафен, на которой производится технологический пар. В результате эффективность составляет около 90%, при этом ежегодно выбросы CO2 снижаются более чем на 500 тыс. тонн.1
3.2.1.2. Новые виды энергоустановок с высоким кпд.
Научно-технические достижения в настоящее время позволяют создавать генерирующие электростанции с улучшенными КПД и высокими экологическими показателями.
Так, например, американская компания «Bloom Energy» продемонстрировала новую энергоустановку «Bloom Energy Server». Установка представляет собой электростанцию в контейнере, построенную на основе набора твердооксидных топливных элементов. Электричество вырабатывается в результате электрохимической реакции с участием кислорода и любого топлива (прежде всего природного газа или биогаза). КПД установки превышает 50% — больше, чем у обычных стационарных электрогенераторов, работающих на газе. При использовании в качестве топлива природного газа 1 кВт*ч обходится в 8-10 центов (25-30 коп.), а электричество «из розетки» - в 15 центов. Если же топливом служит дешевый биогаз из местного источника (поля аэрации или полигон бытовых отходов), стоимость электроэнергии еще снижается. Мощность созданного прототипа - 100 кВт (этого хватит на несколько десятков частных домов или одно офисное здание площадью 3 тыс. м2). Подобный энергомодуль в сочетании с солнечной панелью окупится для жилого поселка или многоквартирного дома примерно за 10 лет (при использовании крупными организациями нескольких миниэлектростанций срок окупаемости снизится до 3-5 лет).
Свой интерес к разработке уже проявили такие крупные потребители, как международные корпорации «Google», «Coca-Cola», «Walmart» и др.1
3.2.2. Теплосбережение
3.2.2.1. Теплосбережение при строительстве и эксплуатации зданий
Энергия, необходимая для эксплуатации зданий, составляет около 40% от всей вырабатываемой в мире энергии. Если принять во внимание, что большая часть мирового производства энергии производится за счет сжигания органического топлива (нефти или каменного угля), то становится понятной огромная роль жилья в общей эмиссии СО2.2
Энергоэффективные дома
Энергоэффективный дом, оборудованный эффективной теплоизоляцией, означает, что низкое потребление энергии в нем сочетается с хорошим микроклиматом. Экономия ресурсов в таких зданиях достигает 90%.3 Для обогрева такого помещения, достаточно тепловой энергии, рассеиваемой при работе бытовых приборов.
По итогам строительства в США пилотных энергоэффективных домов оказалось, что стоимость дополнительных мероприятий по утеплению и достижению относительной термонезависимости составляет не более 3% от общих затрат на возведение дома, а экономия энергии превышает 50% от общего среднего уровня.4
В Евросоюзе все старые здания должны приводиться в соответствие с современными Требованиями потребления энергии. Часть европейских банков, дающих кредиты на строительство, предоставляют льготы при условии, что используются энергоэффективные инновации. Инвестиции в энергоэффективность (изоляция стен, герметичные окна) окупаются через 3-5 лет.1