- •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
3.2.3. Энергосбережение при передаче электроэнергии
При передаче электроэнергии на расстояние возникают неизбежные потери, обусловленные объективными факторами и физическими законами.
Ключевыми направлениями в работе по снижению потерь в энергосетях являются:
оптимизация режимов эксплуатации электрических сетей;
снижение расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций;
внедрение энергосберегающего оборудования в процессе технического перевооружения и модернизации линий и подстанций.
Задача транспортировки электроэнергии на большие расстояния была поставлена несколько десятилетий тому назад. Обычные линии передачи электроэнергии, в которых используется переменный ток, могут передавать электроэнергию напряжением до 500 киловольт от электростанций к подстанциям для ее распределения. Но они имеют ограничения по дальности передачи электроэнергии, обычно до 1000 км. К тому же потери в таких линиях составляют около 7% от передаваемой мощности.
В поисках альтернативы рассматриваются следующие пути решения проблемы:
использование линий передачи постоянного тока, которые могут передавать электроэнергию на бóльшие расстояния, чем линии переменного тока, и потери в них меньше;
передача переменного тока сверхвысокого напряжения.
Несмотря на необходимость в преобразовательных станциях, подход с использованием постоянного тока в настоящее время примерно на 25% дешевле сверхвысоковольтных линий передачи электроэнергии переменного тока при дальности передачи электроэнергии от 2000 км и более.1
Другим важным аспектом в деле энергосбережения является применение современных аппаратов защиты и распределения энергии. Десятки тысяч кВт электроэнергии теряются в этих аппаратах на переходных сопротивлениях контактных групп, что также снижает пожаро- и электробезопасность системы.
3.2.4. Снижение пиковых нагрузок на энергосистему
Потребление электричества неравномерно в течение суток. Существуют периоды провалов и пиков, когда потребление в несколько раз превосходит среднесуточное. В связи с этим, совокупная мощность электростанций должна быть рассчитана с учетом пиковых нагрузок на энергосистему.
Пиковые нагрузки - это самое страшное для производителя электроэнергии. Самые последние 5% мощности энергосистемы – это золотые инвестиции в энергетику! Необходимая реакция со стороны потребителей - это сглаживание пиков, стабильное потребление и возможность избежать этих инвестиций, а значит, и снизить стоимость электроэнергии. Например, в США эта проблема сейчас решается следующим образом: компании организуют совместное потребление. Такой подход получил название demand response aggregate. Участники договариваются о том, что не будут создавать пиковые нагрузки для энергосети одновременно, а будут распределять их во времени, чтобы сгладить общий пик.2
Снижение пиковой нагрузки через менеджмент нагрузки может понизить стоимость производства энергии и в итоге увеличить конкурентоспособность как компании, так и экономики в целом.
Также поощряется развитие энергоемких производств, работающих в часы провала нагрузки. Тем не менее, проблема покрытия пиковых нагрузок в современной энергетике стоит очень остро. Одним из способов ее решения являются аккумулирующие электростанции, которые работают в переменном режиме: накопление энергии (заряд) сменяется отдачей энергии (разрядом). Речь о них пойдет в разделе 3.4 настоящей работы.