- •Ольшанский а.И. Ольшанский в.И. Беляков н.В. Основы энергосбережения курс лекций
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Блок 1 введение в дисциплину. Энергетические ресурсы мира и рб. Тэк
- •Роль энергетики в развитии человеческого общества
- •Виды энергии и энергетических ресурсов
- •Качество энергии и энергетических ресурсов
- •Ресурсная обеспеченность мировой энергетики и перспективы ее развития
- •Невозобновляемые энергетические ресурсы Республики Беларусь
- •Энергетический кризис: суть и причины
- •Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Республике Беларусь
- •Топливно-энергетический комплекс (тэк)
- •Контрольные вопросы
- •Блок 2 станции преобразования энергии. Графики нагрузки и аккумули- рование энергии. Методы прямого преобразования энергии.
- •Тепловые, атомные и гидро электростанции
- •Газотурбинные и парогазовые установки
- •Графики нагрузки
- •Системы аккумулирования энергии
- •Механические системы аккумулирования энергии
- •Электрические системы акку- мулирования
- •Химические системы аккумулирования энергии
- •Аккумуляторы тепловой энергии.
- •2.5. Методы и перспективы прямого преобразования энергии
- •Преобразование тепловой энергии в электрическую
- •Преобразование световой энергии
- •Преобразование химической энергии
- •Контрольные вопросы
- •Блок 3 нетрадиционные возобновляемые источники энергии
- •Перспективы, достоинства и недостатки нетрадиционных возобновляемых источ- ников энергии
- •Биологическая энергия
- •Гидроэнергетические ресурсы
- •Ветроэнергетические ресурсы
- •Солнечная энергия
- •Геотермальные ресурсы
- •Твердые бытовые отходы
- •Контрольные вопросы
- •Блок 4 транспорт и распределение энергии
- •Транспортировка первичных энергоресурсов
- •Транспортировка теплоты
- •Теплоносители
- •Транспортирование электрической энергии
- •Контрольные вопросы
- •Блок 5 цены и тарифы на энергоресурсы. Ценовое и тарифное регулирование. Нормирование энергопотребления. Потенциал энергосбережения
- •Понятие тарифа. История тарифообразования на энергоносители рб
- •Виды системы тарифов на электроэнергию
- •Тарифы на природный газ и тепловую энергию
- •Регулирующая роль государства
- •О нормировании энергопотребления
- •Потенциал энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 6 основные правовые и нормативные документы в области энергосбережения. Управление тэк. Программы по энергосбережению
- •Закон «Об энергосбережении»
- •Структура управления тэк и системой энергосбережения Республики Беларусь
- •Республиканские отраслевые и региональные программы по энергосбережению
- •Система финансовой поддержки энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 7 некоторые технические направления энергосбережения в республике беларусь
- •Малые и мини-тэц, повышение эффективности котельных
- •Компрессорное оборудование и холодильная техника
- •Энергосберегающий электропривод
- •Автоматизация управления производственными процессами
- •Общие положения
- •Понятие автоматического регулирования
- •Классификация подсистем автоматизации
- •Датчики
- •Первичный приборный учет
- •Схемы автоматизации. Автоматизированные системы контроля и управле- ния различными энергообъектами
- •7.5. Приоритетные направления энергосбережения в промышленных отраслях
- •Контрольные вопросы
- •Блок 8 вторичные энергетические ресурсы
- •8.1. Общие вопросы
- •Вторичные энергетические ресурсы в промышленности
- •Вторичные энергетические ресурсы на предприятиях текстильной про- мышленности
- •Определение выхода вэр и экономия топлива за счет их использования
- •Экономическая эффективность использования вторичных энергетических ресурсов
- •8.2. Утилизация вэр
- •Теплообменные аппараты для утилизации вторичных энергоресурсов
- •Теплообменные аппараты для утилизации высокотемпературных вэр
- •Теплообменные аппараты для утилизации низкопотенциальных вэр
- •Некоторые примеры экономии тепловой энергии за счет использования вэр
- •Контрольные вопросы
- •Блок 9 основы энергетического менеджмента и аудита
- •9.1. Понятие энергетического менеджмента и аудита
- •Понятие энергетического менеджмента
- •Энергетический баланс
- •Энергетические аудиты и обследования
- •9.2. Проектный подход в энергетическом менеджменте
- •9.2.1. Планирование капиталовложений на развитие энергетических источников
- •9.2.2 Оценка и анализ рисков инвестиционных проектов
- •Схемы финансирования проектов
- •«Экономические» методы проектного анализа
- •Показатели эффективности инвестиционных проектов
- •Пример 7.
- •«Неэкономические» методы проектного анализа
- •Энергетическое планирование
- •Контрольные вопросы
- •Блок 10 вопросы эффективного использования энергии в различных сферах городского хозяйства
- •Концепция и задачи энергосбережения
- •Энергосбережение в градостроительстве и зданиях
- •Градостроительство
- •Энергосбережение при освещении
- •Теплоснабжение
- •Реконструкция и модернизация систем централизованного теплоснабжения
- •Децентрализация и регулирование теплоснабжения
- •Теплоснабжение производственных зданий
- •Автомобильный транспорт
- •Экономия энергии в быту
- •Контрольные вопросы
- •Блок 11 энергосбережение и экология
- •Экологические проблемы, связанные с работой тэс, гэс, транспорта
- •Специфические экологические проблемы ядерной энергетики
- •Парниковый эффект
- •Экологические эффекты энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 12 энергосбережение за рубежом
- •Мировой опыт энергосбережения
- •Опыт энергосберегающей политики в сша
- •Японский опыт энергосбережения
- •Опыт повышения энергоэффективности в Дании
- •Контрольные вопросы
Специфические экологические проблемы ядерной энергетики
Дешевизна ядерного топлива в сравнении с обычным и необычайная простота физиче- ских и технических принципов реакторов деления позволяли рассчитывать на экономиче- скую выгоду АЭС, а опыт реактора военного назначения и первых АЭС указал на их безо- пасность, достигаемую достаточно простыми инженерными мерами и высокой квалифика- цией персонала.
Однако эта уверенность была поколеблена большими авариями на АЭС в 70-е и 80-е годы и особенно Чернобыльской АЭС, что подчеркнуло вероятную природу проблемы безо- пасности. Поэтому некоторые страны или отказались от атомной энергии, или объявили мо- раторий на строительство новых АЭС (Австрия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Шве- ция). Перестали строить АЭС США, Канада, Англия, Германия.
После Чернобыля Россия тоже заморозила реализацию практически всех своих «атом- ных» проектов. Но в 2000 г. действующие АЭС Российской Федерации выработали 130,7 млрд. кВт • ч электроэнергии – значительно больше, чем в благополучном 1990 г. Темп роста выработки электроэнергии на АЭС в 3 раза выше, чем на тепловых станциях.
Выдержав «атомную паузу», в России решено достроить последний энергоблок на Ка- лининской АЭС, расконсервировать незаконченное строительство всех 10 АЭС, начатое в годы советской власти, В ближайшее время эти объекты должны быть введены в эксплуата- цию. И роль атомной энергетики в этой стране будет возрастать, что подтверждено на засе- дании Совета Министров Российской Федерации, прошедшем в середине мая 2001 г. К 2020 г. ее доля составит треть общего производства.
Принятые меры по совершенствованию конструкции и эксплуатации АЭС позволили снизить вероятность тяжелых аварий и продолжать эксплуатацию и строительство АЭС тра- диционных типов. Реально общая мощность всех АЭС в мире поставляет 352 ГВт.
В настоящее время строительство АЭС продолжают топливодефицитные Япония и Южная Корея, а также многие развивающиеся страны. К концу 2010 г. в Японии планирует- ся построить от 16 до 25 АЭС. В настоящее время суммарная электрическая мощность всех энергоблоков АЭС Японии составляет около 45 000 МВт. Продолжают ранее начатое строи- тельство и установку новых реакторов в Аргентине, Бразилии, Чехии, Украине, Иране, Сло- вакии.
Во Франции первый ядерный реактор был сооружен в 1958 году, а в настоящее время эксплуатируется 58 ядерных энергоблоков, суммарная мощность которых достигла 63 ГВт. На них производится 76 % всей вырабатываемой во Франции электроэнергии. Все ядерные реакторы имеют запланированный срок службы на менее 40 лет. Атомная энергетика Фран- ции обеспечила стране около 100 000 рабочих мест, а при проведении планово- предупредительных работ на АЭС привлекаются еще примерно 100 000 специалистов из других отраслей.
Всего в мире по состоянию на I января 2001 года эксплуатировалось 436 ядерных энер- гоблоков на 247 АЭС, которые вырабатывали 17 % электроэнергии в мире. В некоторых странах АЭС составляют основу национальной энергетики. Это обусловливает тот факт, что ядерная энергетика обладает техническим и топливно-ресурсным потенциалом для внесения значительного вклада в ограничение выбросов, загрязняющих атмосферу, при выработке электроэнергии и энергообеспечении производства и быта людей.
В процессе работы АЭС образуются жидкие, газообразные, аэрозольные нетвердые радиоактивные отходы. Присутствие в этих отходах долгоживущих изотопов продолжи- тельное время сохраняет их активность на достаточно высоком уровне. При эксплуатации АЭС осуществляется тщательный контроль за образованием радиоактивных отходов, а перед поступлением их во внешнюю среду устанавливается многобарьерная система фильтров и защитных устройств.
Твердыми отходами являются детали загрязненного радиоактивными веществами де- монтированного оборудования, отработанные фильтры для очистки воздуха, сорбенты, спец- одежда, мусор. Их захоронение осуществляется в специальных траншеях. Объем их может быть уменьшен прессованием или сжиганием при соответствующей очистке продуктов сго- рания.
Радиоактивные воды АЭС перерабатываются с помощью спецводоочисток. Их принцип работы – испарение воды, осаждение твердой фазы и ионный обмен. Образующиеся концен- траты и растворы реагентов направляются в хранилище жидких отходов.
Газовые и аэрозольные отходы подвергаются очистке на многоступенчатых фильтрах, выдержке в очистных устройствах и выбрасываются в атмосферу через высокие трубы (100– 150м). Возможна также сорбция радиоактивных газовых составляющих активированным уг- лем.
Для АЭС основным фактором радиационной опасности является внешнее ионизирую- щее излучение. С точки зрения радиационного загрязнения окружающей среды АЭС – более чистые по сравнению с угольными электростанциями: в угле содержатся естественные ра- диоактивные элементы – радий, торий, уран, полоний и др., которые вместе с золой выбра- сываются в атмосферу (пылеугольная ТЭС мощностью 1200 МВт, потребляя 3,4 млн т угля в год, выбрасывает в атмосферу ежегодно 130 тыс. т золы). Их активность составляет 100 мбэр/год, для АЭС аналогичной мощности величина радиоактивных выбросов – 0,5–1 мбэр/год.
Основной принцип при переработке и захоронении радиоактивных отходов заключает- ся в их концентрировании в малых объемах с последующим вечным захоронением в таких местах, где обеспечивается полный радиоактивный распад вне контакта с биосферой (600 лет).
Отходы отверхдаются (битумируются и остекловываются) для связывания радиоактив- ных веществ. Последующее хранение – в герметических железобетонных емкостях или ме- таллических контейнерах. Лучшими местами для захоронения являются заброшенные соля- ные копи (отсутствие воды, спокойные в сейсмическом отношении районы, большие объемы подземных пустот).
Исходя из экономической целесообразности, в настоящее время потребность республи- ки в электроэнергии удовлетворяется на 77 % за счет выработки на собственных электро- станциях (в основном на импортном газе) и 23 % за счет импорта электроэнергии. Если учесть, что импорт электроэнергии, по оценкам специалистов из России к 2015 г. будет сни- жен, то большая часть электроэнергии должны покрываться за счет собственного производ- ства. Кроме того, велика изношенность энергетического оборудования. В перспективе за счет всех местных видов топлива и возобновляемых источников энергии с учетом выбы- вающих запасов нефти, попутного газа и торфа и увеличением использования возобновляе- мых источников их объем в топливном балансе может составить 5-6 млн. т. у. т. в год.
Реалии сегодняшнего дня диктуют необходимость строительства в Республике Бела- русь АЭС. Сроки строительства АЭС будут определяться Правительством Республики Бела-
русь с учетом технических, экологических, социальных и экономических предпосылок. Строительство ее может осуществляться в течение 5-7 лет, а стоимость составит 3-4 млрд. долларов.
