§ В.З. Современная система высшего технического и энергетического образования

§ 1.1. Энергоресурсы и их использование

Под энергоресурсами понимаются материальные объекты, в ко­торых сосредоточена возможная для использования энергия. Энергия — количественная оценка различных форм движения мате­рии, которые могут превращаться друг в друга, — условно подраз­деляется по видам: химическая, механическая, электрическая, ядер- па я и т. д.

Из большого разнообразия энергоресурсов, встречающихся в природе, выделяют основные, используемые в больших коли­чествах для практических нужд.

К основным энергоресурсам относят энергию рек, во­допадов, различные органические топлива, такие, как уголь, нефть, газ; ядерное топливо — тяжелые элементы урана и тория, а в пер­спективе— легкие элементы, и т. д. Энергоресурсы разделяют на возобновляемые и невозобновляемые. К первым от­носятся те, которые природа непрерывно восстанавливает (вода, ветер и т. д.), а ко вторым — ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (например, каменный уголь).

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топ­лива, воды, ветра, тепла Земли, ядерная), называется первичной.

Энергия, получаемая человеком после преобразования первич­ной энергии на специальных установках — станциях, — называется вторичной (энергия электрическая, пара, горячей воды и т. д.).

Станции в своем названии содержат указание на то, какой вид первичной энергии в какую вторичную энергию на них преобра­зуется. Например, тепловая электрическая станция (сокращенно ТЭС) преобразует тепло (первичную энергию) в электрическую энергию (вторичную), гидроэлектростанция (ГЭС)—механиче­скую энергию движения воды в электрическую, атомные электри­ческие станции (АЭС) — атомную энергию в электрическую; кроме того, первичную энергию приливов преобразуют в электрическую на приливных электростанциях (ПЭС), аккумулируют энергию воды —на гидроаккумулирующих станциях (ГАЭС) и т. д.

Получение энергии необходимого вида и снабжение этой энер­гией потребителей происходят в процессе энергетического ^ПР ои з в о д с т в а, в котором можно выделить пять стадий.

1. Получение и концентрация энергетических ресурсов- чпб,„,'

" обогащение тошжпа, концентрация напора с помощью гвдпотм нических сооружений и т. д. /фетех-

2. Передача энергетических ресурсон к установкам, преобразую 11ШМ энергию, осугцестпляемли перевозками по суше и воде или перекачкой по каналам, трубопроводам воды, угля, газа и т. д.

3. Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую наиболее удобную в данных условиях для распределения и потреб­ления форму, обычно в электрическую энергию и тепло.

4. Передача и распределение преобразованной энергии.

5. Потребление энергии, осуществляемое как в той форме, в ко­торой ома доставлена потребителю, так и в еще раз преобразован- ной.

Как распределяются при потреблении тепло и энергия, показано на рис. 1.1, я.

Примерная (средняя) структура потребления энергетических ресурсов в мире приведена на рис. 1.1,6. При этом надо учесть, что если общую энергию применимых первичных энергоресурсов при­нять за 100%, то полезно используемая энергия составит только 35—40%. Остальная часть теряется, причем большая часть в виде

тепла.

Возможности уменьшения потерь энергии ограничиваются тех­ническими характеристиками энергетических машин, существую­щими в настоящее время. Для выработки электроэнергии кроме основных энергоресурсов используются механическая энергия вет­ра («голубой уголь»), энергия приливов и отливов («синий уголь»), тепловая энергия земных недр (геотермальная энергия), лучистая

энергия Солнца («желтый уголь»).

Различные виды энергоресурсов неравномерно распределены по районам Земли, по странам, а также внутри стран. Места их наи­большего сосредоточения обычно не совпадают с местами потреб­ления, что наиболее заметно для нефти. Больше половины всех мировых запасов нефти сосредоточено в районах Среднего и Ближ­него Востока, а потребление энергоресурсов в этих районах в четы­ре с лишним раза ниже среднемирового (см. введение, рис. В.2).

Концентрация потребления энергоресурсов в наиболее развитых странах привела к такому положению (рис. 1.2), когда 30% всего населения в мире потребляет 90% всей вырабатываемой энергии, а 70% населения — только 10%. Эти цифры определенным образом характеризуют социальное неравенство, отраженное в неравномер­ности потребления энергоресурсов. Тенденция к увеличению нерав­номерности общего потребления энергии на душу населения иллю­стрируется рис.. 1.2, где зависимость коэффициента К от времени отражает особенности капиталистической системы

Несовпадения мест сосредоточения и потребления энергоресур­сов вызывают необходимость в транспортировке энергии 4епп я может передаваться п различной фопме Нппп«_Мйп энергия

зить нефть и уголь от месторождений до Kiwmnfv ’ ° ^ПеРеВ°‘

центров и городов и затем сжигап промышленных

ига iii и_Х на электростанциях, полу*

.52 ■

чая электрическую энергию и тепло. Возможен и другой вариант, когда электростанция сооружается вблизи месторождений топлива, а электрическая энергия передается по проводам к удаленным про­мышленным предприятиям и городам.

Ц

^ь*ча тех- '

V ГО- ТЛИ

ую

еб-

елесообразность передачи на расстояние тех или иных носите­лей энергии определяется их энергоемкостью, под которой пони­мается количество энергии, приходящееся на единицу массы фи-

Добываемые энергетичес­кие ресурсы

Механи чес- пая

ооооооооооооооооооо о Оо О 00ОООО ооооооооо оооо /30~№и%оооооооо

OOOOQOOOOOOOOOOOOOO

О ООО jQQ°/₀ ОООООООООО

о-

н-

ю

гх

о

о о О О ^,ии /° о о о о о о_ою о о ооооооообооооо сго|о

' о о

Потери при додыче, хранении и транс - . —портировке

tii'f, кроме СЛИЛ, высокоразвитые в экономическом отношст.,. дарст#*** Сегодня сбываются сказанные па VIII Всероссийском съезде Советов слова В. И. Ленина: «Нели Россия покроется густой i’etwo электрических станций и мощных технических оборудова­нии, то наше коммунистическое хозяйственное строительство станет образцом для грядущей социалистической Европы и Азии» *.