
- •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
1.2. Основные задачи энергетики
Задача энергетики состоит в том, чтобы с помощью технических средств преобразовать энергию неравновесной системы в необходимые формы энергии до того как она превратилась в тепло.
Практически все стороны жизни человека связаны с потреблением энергии. Обеспечение пищей, одеждой, строительство, поддержание в жилищах комфортных условий, транспорт грузов и перемещение людей, производство различных материалов, связь и обмен информацией – все это примеры сфер деятельности, требующих существенных затрат энергии.
Энергию, которой пользуются люди, можно разделить на две части. Первая – это, так называемая, бытовая энергия. Она непосредственно обеспечивает культурный образ жизни. Эта энергия используется для освещения и питания бытовых приборов. Используемая в быту мощность исчисляется обычно киловаттами. Другой вид энергии – это промышленная энергия, энергия больших мощностей.
Следует, однако, подчеркнуть, что понятие «потребление» применительно к энергии нужно понимать условно. В действительности, в любом процессе энергия не расходуется, а лишь переходит из одной формы в другую (преобразуется). Именно при этом переходе производится работа (электроэнергия, механическая энергия), создаются новые материалы, или производится тепло.
На современном этапе перед энергетикой стоят две основные задачи:
совершенствовать производство энергии, т.е. наиболее эффективно производить требуемое количество необходимых энергоносителей с учетом всей цепочки преобразования энергии, включая ее «экологическую стоимость»;
совершенствовать потребление энергии, т.е. наиболее эффективно использовать потребляемые энергоносители.
Каждая из этих задач предполагает возможность применения широкого спектра различных технологий, отбор которых должен производиться исходя из технико-экономической эффективности, социальной значимости, влияния на окружающую среду, отвечать условиям устойчивого развития.1
1.3. Взаимосвязь энергетики и уровня развития страны
Энергетика, являясь технической основой цивилизации, напрямую определяет уровень и темпы технологического и социально-экономического развития стран современного мира.2 Существует взаимосвязь между ростом потребления энергии и экономическим ростом. Годовое потребление энергии (особенно электроэнергии) в стране в расчете на одного человека (кВт ч/(чел. год)) называется «удельной энерговооруженностью».3 Удельная энерговооруженность, характеризует уровень развития страны и уровень жизни людей. Сегодня этот критерий для разных стран различается более чем в 20 раз (см. график 1). В ООН разработан обобщенный критерий - индекс развития человеческого потенциала (ИРЧП), рассчитываемый для каждой страны и учитывающий продолжительность жизни людей, образовательный уровень и жизненные стандарты, а также валовой национальный доход, приходящийся на душу населения.
Линейной зависимости ИРЧП от энерговооруженности нет: примерно при 5000 кВтч/(чел. год) наступает насыщение. Выше этого уровня удельного энергопотребления помимо стран «золотого миллиарда» находится Кувейт, Россия, Саудовская Аравия и ряд других стран. Однако их ИРЧП не относится к очень высоким. Эти данные говорят о том, что не следует стремиться к чрезмерно высокому удельному потреблению энергии, достигнутому высокоразвитыми странами мира. Уровень жизни людей на современном этапе развития в большей степени определяется не количеством потребляемой энергии на душу населения, а тем, насколько эффективно она используется.
Золотой миллиард
График 1. Связь между ВВП и удельным энергопотреблением1
Для оценки эффективности использования энергии применяется энергоемкость ВВП (затраты энергии на производство 1000 долл. ВВП). Этот критерий является производной от двух макроэкономических показателей: удельного значения ВВП, приходящегося на душу населения (долл./(чел. год)) и удельного энергопотребления (т н. э./(чел. год)). Энергоемкость ВВП страны зависит, в частности, от климатических условий. Для северных стран, где велики затраты энергии на отопление, энергоемкость ВВП увеличивается.
На энергоемкость ВВП большое влияние оказывает структура экономики: за счет каких производств образуется ВВП. Если в стране превалируют энергоемкие производства (металлургия, промышленность строительных материалов, нефтехимия), то энергоемкость ВВП окажется выше, чем в стране, формирующей свой ВВП за счет наукоемких производств. Немаловажным фактором являются также географические особенности страны. Для такой огромной страны как Россия заведомо велики транспортные расходы.
Высокий уровень жизни населения может быть достигнут при ограниченном удельном энергопотреблении. Важно, исходя из особенностей страны и структуры ее экономики, определить те действительно необходимые и разумные уровни удельного энергопотребления, которые обеспечили бы людям достойную жизнь.
При этом следует учитывать, что энергоемкость ВВП является важным интегральным показателем эффективности использования энергии, который косвенно характеризует энергоэффективность страны. Для вскрытия имеющихся резервов повышения эффективности использования энергии требуется детальный анализ структуры экономики, ее внешнего торгового баланса, климатических и географических особенностей, сравнительное исследование эффективности энергетических процессов и балансов в отдельных секторах экономики и регионах.1
Удельное энергопотребление может быть снижено двумя путями:
повышением энергоэффективности, т.е. снижением объема потребления энергии при сохранении уровня производимого блага;
изменением структуры экономики определенных рынков, например, путем перехода от высокого уровня удельного энергопотребления (при производстве) к низкому (при торговле услугами), сохраняя такой же или больший уровень ВВП.1