- •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
3.3.2.7 Тепловые насосы
Тепловые насосы - это компактные, экономичные и экологически чистые системы, позволяющиеся получать тепло для отопления и горячего водоснабжения за счет низкопотенциального источника тепла (НПИТ) - воды, грунта, сточных вод, отработанного теплого воздуха.2
Преимущество теплового насоса — высокая экономическая эффективность. Расход электроэнергии на работу компрессора компенсируется «прибылью» от теплоотдачи — на 1кВт*ч электроэнергии можно получить 3—6 кВт*ч тепла.1
Другими преимуществами системы являются повсеместность ее применения (черпать тепло из грунта можно в любом месте) и возможность использовать ее как для обогрева, так и для охлаждения здания. Затраты на охлаждение помещений в данном случае составляют всего 5—10% от затрат стандартной системы кондиционирования.
Тепловые насосы имеют большой срок службы без капитального ремонта (10-15 лет) и работают в автоматическом режиме. Отопление и горячее водоснабжение, работающее на базе солнечных коллекторов в сочетании с тепловыми насосами окупаются, в среднем, за 3,5 года.2
Включение теплонасосных установок (ТНУ) в схему теплофикации городов позволяет исключить котельные установки и потери тепла при транспортировке по трубопроводам, снизить расход топлива и улучшить экологическую обстановку в городах.
В 30 странах мира действует более 2 млн тепловых насосов суммарной тепловой мощностью более 30 ГВт.3 ТНУ выпускаются и широко используются в США, Японии, Германии, Франции, Норвегии, Швеции и других странах.
Самая мощная ТНС в Стокгольме (Швеция) имеет теплопроизводимость 320 МВт и в качестве НПИТ использует теплоту морской воды. Общая теплопроизводительность ТНС, действующих в зоне Большого Стокгольма, превышает 800 МВт, что соразмерно с теплопроизводительностью всех районных котельных г. Москвы.
По прогнозу Международного энергетического агентства по тепловым насосам доля ТНУ в системах теплоснабжения развитых стран к 2020 г. достигнет 75 %.
Зарубежный опыт наглядно показывает, что применение ТНУ является экономически эффективным средством теплоснабжения.1
3.3.3. Получение энергии при сжигании бытовых отходов
Современные города производят громадное количество твердых бытовых отходов (ТБО). К концу ХХ века мировое производство ТБО за год достигло 3 млрд т. В состав ТБО входят горючие вещества – макулатура, пищевые отходы, древесина, их теплота сгорания равна 7…12 МДж/кг. Отходы в свалках перерабатываются микроорганизмами с выделением метана. Общее количество антропогенных выбросов метана в атмосферу с очистных сооружений, свалок, нефтепромыслов превышает 200 млн. т. в год, а ведь метан, как и диоксид углерода, является парниковым газом и вносит свой вклад в потепление климата планеты.
Во многих странах мира ТБО используют в качестве дополнительного источника энергии. Для этого практикуется раздельный сбор отходов в местах их образования. Переработка макулатуры и стекла из ТБО достигает 50%. После отделения вторичных ресурсов ТБО сжигают в специальных котельных установках. Сжигание мусора происходит за счет его внутренней температуры. В результате сжигания мусора вырабатывается электроэнергия и тепловая энергия для нужд города.
В Швеции объем сжигаемых ТБО достигает 60%, в Швейцарии – 75%, в Японии – 80%. В США работают несколько ТЭС на биогазе свалок.2