- •3. Краткий конспект лекций
- •Тема 1. Введение
- •1.1. Предмет, основные понятия и определения
- •1.2. Роль энергетики в жизни и развитии общества.
- •1.3. Эффективность использования и потребления энергии в мире и Беларуси
- •Тема 2. Виды энергетических ресурсов
- •2.1. Понятие энергетических ресурсов и их классификация.
- •2.2. Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы.
- •2.3. Основные источники энергии.
- •Тема 3. Топливно-энергетический комплекс республики беларусь
- •3.1. Виды топлив.
- •3.2. Условное топливо
- •3.2. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
- •3.3. Энергетическая безопасность Республики Беларусь.
- •Тема 4. ЭнергиЯ и ее основные виды.
- •4.1. Понятие энергия и ее основные виды.
- •4.2. Преимущества электрической энергии.
- •Тема 5. Традиционные способы получения энергии
- •5.1. Понятие электрических станций и их классификация.
- •5.2. Тепловые электростанции
- •5.3. Газотурбинные и парогазовые установки.
- •5.4. Атомные электростанции
- •5.5. Гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции
- •Тема 6. Нетрадиционные способы получения и использования энергии. Гелиоэнергетика.
- •6.1 Общие положения
- •6.2. Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую энергию.
- •6.3. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
- •6.4. Примеры использования солнечной энергии
- •Тема 7. Ветро- и биоэнергетика.
- •7.1. Ветроэнергетика
- •7.1.1 Ветроэнергетика и энергия ветра.
- •7.1.2 Принцип действия и классификация ветроэнергетических установок.
- •7.1.3 Опыт использования энергии ветра за рубежом и в рб.
- •7.2. Биоэнергетика
- •7.2.1. Основные понятия. Источники биомассы.
- •7.2.2. Термохимические процессы переработки биомассы.
- •7.2.3. Биохимические процессы переработки биомассы.
- •7.2.4. Агрохимические процессы.
- •Тема 8. Управление энергосбережением в Республике Беларусь.
- •8.1. Необходимость энергосбережения и его резервы в рб.
- •8.2. Структура управления энергосбережением в рб.
- •8.3. Направления совершенствования системы управления энергосбережением.
- •8.4. Финансово-экономический механизм управления энергосбережением
- •Тема 9. Вторичные энергетические ресурсы.
- •9.1. Вторичных энергетических ресурсов и основные показатели их использования.
- •9.2. Классификация вэр. Примеры использования вэр.
- •9.3. Трансформаторы тепла.
- •10. Экономика энергетики и энергосбережения
- •10.1. Определение себестоимости выработки энергии.
- •10.2. Тарифы на электрическую и тепловую энергии.
- •10.3. Экономическая и тарифная политика в энергетике.
- •11. Основы энергетического менеджмента и аудита
- •11.1. Понятие энергоменеджмента, его цели, задачи и функции.
- •11.2. Уровни деятельности энергоменеджеров.
- •11.3. Понятие энергоаудита, его цели и задачи.
- •11.4. Уровни энергоаудита и его основные объекты.
- •12. Энергетический баланс предприятия и основы нормирования расхода энергетических ресурсов.
- •12.1. Понятие энергобаланса, его составные части.
- •12.2. Электробаланс предприятия.
- •12.3. Методы учета энергии.
- •12.4. Понятие и классификация норм расхода энергоресурсов.
- •12.5. Разработка норм расхода энергии.
- •13. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве и апк
- •13.1. Системы энергоснабжения предприятия.
- •13.2. Основные направления энергосбережения в промышленности.
- •13.3. Основные направления энергосбережения в строительстве.
- •13.4. Основные направления энергосбережения в апк.
- •14. Экономия электрической и тепловой энергии в быту
- •14.1. Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом секторе.
- •14.2. Направления экономии электрической энергии.
- •14.3. Основные направления экономии тепловой энергии.
- •14.4. Экономия тепловой энергии при выборе оптимальной конструкции застекления оконных проемов.
- •15. Мировой опыт в области энергосбережения
- •15.1. Основные тенденции в мировом энергоснабжении.
- •15.2. Энергосбережение в России.
- •15.3. Опыт энергосберегающей политики сша
- •15.4. Японский опыт энергосбережения.
- •15.5. Энергосбережение в Европейских странах.
- •Эффективное использование тепловой энергии в Швеции.
- •4. Практические (семинарские) занятия
- •5. Управляемая самостоятельная работа студентов дневной формы обучения
- •5.1. Методические рекомендации по выполнению работ
- •5.2. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам лекций
- •Тема 1. Введение
- •Тема 4. Энергия и ее основные виды
- •Тема 13. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве и апк
- •Тема 15. Мировой опыт в области энергосбережения
- •5.3. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам практических занятий
- •Тема 5. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 12. Приборы учета и контроля энергоресурсов, тепловой и электрической энергии
- •6. Перечень вопросов для подготовки к сдаче зачета тестированием
- •7. Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная литература
3.2. Условное топливо
Различные виды энергетических ресурсов обладают разным качеством, которое характеризуется его энергоемкость. Под удельной энергоемкостью понимают количество энергии, получаемое при использовании ресурса, отнесенное к единице его массы.
Для сопоставления различных видов органического топлива, для его суммарного учета, а также планирования потребности в различных видах энергоресурсов, энергетическую ценность ресурсов и топлива приводят к единой базе. За такую единую базу принято условное топливо (У.Т.).
В качестве единицы условного топлива в Республике Беларусь и многих других странах принимается 1 кг топлива, имеющего низшую теплоту сгорания 29,3 МДж (7000 ккал), что соответствует хорошему малозольному углю.
Соотношение между условным топливом и натуральным топливом выражается формулой:
Gу = Gн ∙ (Qн / 29,3),
где Gу – масса эквивалентного количества условного топлива, У.Т.; Gн – масса натурального топлива, т (твердое и жидкое топливо) или м3 (газообразное); Qн – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг или МДж/м3 .
В некоторых странах за рубежом, в частности, в США и странах Американского континента, применяется идентичная, по сути и функциональному назначению единица измерения – тонна условного топлива в нефтяном эквиваленте или проще тонна нефтяного эквивалента (т н.э.), 1 кг н.э. = 41,86 МДж.
3.2. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) Республики Беларусь является важной составляющей всего народного хозяйства Беларуси. Он обеспечивает функционирование экономики и способствует повышению уровня жизни населения. ТЭК представляет совокупность больших производственных систем по добыче, транспортировке, переработке, хранению и распределению всех видов энергоносителей: нефти и продуктов ее переработки, газа, твердых видов топлива, электрической и тепловой энергии.
В состав топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь входят:
1) Министерство энергетики, которому подчинены:
─ Государственное производственное объединение электроэнергетики (ГПО) «Белэнерго»;
─ ОАО по транспортировке газа «Белтрансгаз»;
─ Государственное производственное объединение по топливу и газификации (ГПО) «Белтопгаз»;
2) Белорусский государственный концерн по нефти и химии «Белнефтехим», подчиненный непосредственно Совету Министров Республики Беларусь.
На отрасли комплекса приходится 26% капитальных вложений в промышленность и 20% основных производственных фондов. Валовая продукция предприятий ТЭК составляет около 14% от валовой продукции промышленности.
Министерство энергетики Республики Беларусь (Минэнерго) является республиканским органом государственного управления, на который возложены функции по регулированию обеспечения страны топливно-энергетическими ресурсами.
В топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь входят три сектора.
Топливный сектор. Одна из важнейших задач, стоящих перед ТЭК Республики Беларусь в плане энергобезопасности, - увеличение в энергобалансе (в балансе котельно-печного топлива) страны доли собственных энергоресурсов. К 2012 году намечено увеличить долю местных ТЭР с 16,7% (2004г.) до 25%. При этом потребление местных ТЭР планируется довести до 6,7 млн. т У.Т.
Топливный сектор включает в себя нефть, торф, древесину и древесные отходы, бурый уголь, горючие сланцы и нетрадиционные источники энергии. Потенциальные запасы и экономически целесообразные объемы использования местных ТЭР приведены в таблице 3.1.
Нефть и попутный газ. Месторождения нефти сосредоточены в основном в пределах Припятского прогиба (Гомельская обл.). Добыча здесь ведется с 1965 года добыто свыше 100 млн. т нефти. Потенциальные запасы нефти составляют 58 млн. тонн. Оптимальным уровнем добычи нефти для нужд республики считается уровень в 1,7 - 1,6 млн. т в год. Покрытие годовой потребности нефти из собственных ресурсов составляет всего 6 – 8%. Недостающее количество нефти закупается в России и при этом тратится большая часть денежных средств из выделяемых на закупку энергоресурсов. Потенциальные запасы попутного газа составляют около 3,4 млрд. м3.
Таблица 3.1 Потенциальные запасы и экономически целесообразные объемы использования местных энергоресурсов.
Вид энергоресурсов |
Потенциальные запасы |
Годовой объем использования (производства, добычи) |
||||
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
||
Нефть, млн. т |
58 |
1,67 |
1,65 |
1,63 |
1,6 |
1,58 |
Попутный газ, млн. м3 |
3430 |
241 |
236 |
230 |
225 |
220 |
Торф, млн. т |
4000 |
2,87 |
2,98 |
3,09 |
3,2 |
3,31 |
Бурые угли, млн. т |
151 |
- |
- |
- |
- |
- |
Сланцы, млрд. т |
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
Древесное топливо и отходы деревообработки, млн. т У.Т. |
6,6 |
2,08 |
2,32 |
2,57 |
2,82 |
3,06 |
Гидроресурсы, тыс. кВт∙ч |
2270 |
36 |
120 |
227 |
327 |
390 |
Ветропотенциал, млн. кВт∙ч |
2400 |
3,04 |
3,94 |
6,62 |
6,62 |
6,62 |
Биомасса, тыс. т У.Т. в год |
1620 |
- |
6,6 |
13,2 |
19,8 |
26,4 |
Солнечная энергия, тыс. т У.Т. |
71000 |
0,01 |
0,3 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
Коммунальные отходы, тыс. т У.Т. в год |
470 |
- |
4,9 |
9,9 |
14,8 |
19,8 |
Этанол и биодизельное топливо, тыс. т У.Т. |
1000 |
- |
0,5 |
4,9 |
9,9 |
14,8 |
Источник: Семашко В. Энергетическая безопасность – основа процветания страны//Экономика Беларуси.– 2005. №3.- С.7-14.
Торф. В республике разведано большое количество торфяных месторождений с перспективными запасами около 4,3 млрд. тонн. Основные залежи торфа в Беларуси находятся в Брестской, Витебской и Могилевской областях и составляют около 70% от всех запасов. Ежегодно на топливные ресурсы расходуется 1,8 млн. т торфа. Добыча его осуществляется предприятиями концерна "Белтопгаз". Имеющиеся запасы сырья и те инвестиции, которые будут произведены в производство торфа, позволят увеличить его добычу к 2012 году до 3,3 млн. тонн.
Бурый уголь и горючие сланцы. Разведанные потенциальные запасы бурого угля оцениваются в 150 млн. т. Использование этого угля считается экономически невыгодным из-за низкого качества и больших затрат, которые требуется для его переработки. Потенциальные запасы горючих сланцев составляют около 11 млрд. т, промышленные – 3 млрд. т. Использование их из-за высокой зольности (75%) и низкой теплоты, выделяемой при сгорании, не целесообразно. При термической обработке сланцев из них получается первичный газ, являющийся газообразным топливом, и жидкая фракция - сланцевое масло (газовый бензин), являющееся жидким топливом.
Республика Беларусь обладает энергоемкими отраслями промышленности. Суммарное годовое потребление энергоресурсов составляет ~ 35-38 млн. т У.Т., из которых на долю промышленности приходится свыше 38%. Примерно такое же потребление ТЭР и в жилищно-коммунальном секторе. Доля сельскохозяйственного потребления – около 8%.
Электроэнергетика. Электроэнергетический сектор РБ представлен ГПО «Белэнерго». Белорусская энергетика располагает генерирующими мощностями, которые могут полностью обеспечить потребности республики в электрической энергии. В состав энергосистемы входит 33 тепловых электростанций с установленной электрической мощностью 7894 МВт, из них: 30 теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), 3 государственных районных электростанций (ГРЭС). Кроме того, в состав энергосистемы входят 30 промышленных электростанций (блок-станции), находящихся при крупных промышленных предприятиях, 34 районных котельных, 31 малая ГЭС суммарной мощностью 12,9 МВт. В структуре генерирующих мощностей на долю ТЭЦ приходится 52,7% мощностей от всех электростанций. Модернизация блоков Лукомльской и Березовской ГРЭС, проведенная в 2002-2003гг. позволила повысить энергоэффективность ГРЭС и увеличить мощность примерно на 55-60 МВт.
Сетевое хозяйство представлено различными видами линий электропередач.
Общая длина линий электропередач (ЛЭП) составляет 268 тыс. км из них: ЛЭП с напряжением 220-750 кВ 6,95 тыс. км; и 16,57 тыс. км — 110 кВ. Беларусь связана с энергосистемами России (2 линии на 330 кВ и линия на 750 кВ), стран Балтии (4 линии на 330 кВ и линия на 750 кВ), Украины (2 линии на 330 кВ) и Польши (2 линии на 220 кВ).
Генерирующие источники концерна «Белэнерго» в основном работают на двух наиболее качественных видах топлива: природном газе (92-95%) и мазуте (различных марок), которые импортируются в Беларусь, в основном из Российской Федерации. Кроме того, с целью диверсификации топливно-энергетического баланса энергосистемы и обеспечения энергетической безопасности республики ГПО «Белэнерго» приобретает электроэнергию из-за пределов республики.
Потребление электроэнергии в РБ в 2007 году составило 36,14 млрд. кВт∙ч. Из этого количества 31,8 млрд. кВт∙ч было произведено на электростанциях страны, а недостающая часть электроэнергии в количестве 4,34 млрд. кВт∙ч импортирована из соседних стран. Таким образом, на каждого жителя РБ приходится около 3600 кВт·ч в год электроэнергии.
Одной из наиболее важных и сложных проблем электроэнергетики является старение основного оборудования электростанций. В настоящее время износ основных фондов генерирующих мощностей составляет около 62%, а сетевого хозяйства около 50%. К 2010 г. необходимо будет обновить основные производственные фонды, снизив их износ до 46% (на 16%). Планируется модернизация многих действующих энергообъектов республики. Так, например, ведутся работы по модернизации минской ТЭЦ-3 на основе ввода в эксплуатацию современной парогазовой установки мощностью 230 МВт, на минской ТЭЦ-4 и гомельской ТЭЦ-2 будут установлены газотурбинные установки мощностью по 110 и 70 МВт и т.д.. Все эти мероприятия позволят поднять эффективность топливоиспользования до 70 – 80%.
Стоимость одного кВт·ч белорусской электроэнергии составляет 0,034 USD; средняя стоимость импортного кВт·ч электроэнергии — 0,029 USD. Но сегодня около 85% энергопотребления обеспечивается за счет поставок энергоносителей из-за рубежа. В общем, объеме импорта, их доля в денежном выражении достигает 60% и составляет более 2 млрд. дол. США.
Теплоэнергетический сектор. Эффективность и надежность теплоснабжения также является одной из проблем, так как на него приходится более половины топливопотребления, значительные материальные и трудовые ресурсы.
За год Беларусь потребляет около 313 млн. ГДж тепловой энергии. Существенное повышение надежности и экономичности теплоснабжения достигается при переходе на сооружение бесканальных теплотрасс из предварительно изолированных трубопроводов (ПИ-труб), обеспечивающих потери тепла на уровне 2% на протяжении всего срока службы. Осуществляется замена устаревших котлов на более экономичные, перевод их на местные виды топлива, повсеместной установкой приборов учета и автоматического регулирования потребления тепловой энергии. Предусматривается переоборудование существующих котельных в мини-ТЭЦ за счет внедрения в котельных электрогенерирующего оборудования, что значительно повышает эффективность топливоиспользования. Предусматривается широкое использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии.
Структура потребления энергии по отраслям экономики в 2007 году в республике представлена в таблице 3.2.
Таблица 3.2 Структура потребления энергии в РБ в 2007 году
Отрасль экономики |
Электроэнергия |
Тепловая энергия |
Промышленность |
60,7% |
27,0% |
Коммунально-бытовой сектор |
19,4% |
60,0% |
Непромышленные потребители |
12,0% |
12,0% |
Сельское хозяйство |
5,3% |
1,0% |
Транспорт |
2,6% |
- |
Источник: Материалы 13 Международной специализированной выставки "Энергетика. Экология. Энергосбережение. Атомная энергия".
