Проблема повышения эффективности использования тэр в стране и основные направления ее решения

Системный подход решения проблемы энергосбережения

 В течение двух последних десятилетий в России не происходило существенного обновления энергетического оборудования. Российская энергетика в современном состоянии не сможет обеспечить значительных темпов роста промышленного производства. Для ее обновления и реконструкции нужны огромные средства. Проведение энергосберегающих мероприятий обходится намного дешевле и быстро окупается. Ввод в действие новых, современных энергетических объектов требует еще и времени. Выходом из создавшейся ситуации может быть энергосбережение.   Экономия энергии неразрывно связана не только с состоянием окружающей среды, но и со сбережением ресурсов. На добычу руды и выплавку металла, на производство бумаги, ткани, пищевых продуктов требуется значительное количество топлива, тепловой и электрической энергии. Важнейшим ресурсом, который можно и нужно экономить, является вода. Экономия ресурсов во всех отраслях хозяйственной деятельности влечет за собой существенную экономию первичного топлива. Энергосбережение - это не только техническая проблема. Она имеет и социальную и воспитательную сторону. Следует помнить, что впустую тратить энергию, питьевую воду, металл, другие ресурсы не менее аморально, чем выбрасывать хлеб. Их выработка требует не меньше труда, а холод и отсутствие света не менее страшны для человека, чем голод.

Энергосбережение может явиться одним из главных рычагов для подъема экономики, однако повсеместное применение энергосберегающих мероприятий должно сопровождаться их всесторонним и серьезным анализом. И этот анализ должен включать не только технико-экономический анализ эффективности энергосберегающих мероприятий у одного конкретного потребителя энергии. Необходимо знать, как скажутся эти мероприятия на работе источника теплоты и других потребителей, на работе сетей теплоснабжения. Возможны такие негативные последствия как работа мощностей у источников энергии на неноминальных режимах (с уменьшением к.п.д. и срока службы), разбалансировка тепловых сетей и т.д. Одновременно необходимо рассматривать технологические, экологические, социальные последствия внедрения энергосберегающих мероприятий. Таким образом, вопросы энергосбережения необходимо рассматривать в комплексе, то есть при их решении необходим так называемый системный подход.

Роль государственных органов в решении проблемы энергосбережения

Государство, региональные и муниципальные органы принимают меры призванные развивать энергосбережение. Вышли в свет такие важные законодательные документы, как Федеральный закон "Об энергосбережении", "Энергетическая стратегия России на период до 2020 года". Большая роль в решении задачи энергосбережения отводится подготовке кадров.   Специалистам в области теплоэнергетики необходимо знать основные пути использования тепловой энергии и основные способы ее экономии в тех или иных теплоиспользующих установках.   Технически труднее по сравнению с электрической энергией осуществить передачу тепла на дальние расстояния, обеспечить его учет и регулирование. Наибольшие непроизводительные затраты связаны с процессами сжигания топлива, а также выработки, передачи и использования тепловой энергии. С чисто термодинамической точки зрения теплоту, как менее организованную форму энергии труднее полезно использовать.   В технике и технологии разработано большое число энергосберегающих мероприятий. Многие из них связаны с перераспределением потоков тепловой энергии внутри установок или предприятий. Для их осуществления широко используются теплообменные аппараты. В настоящем пособии рассматриваются вопросы применения теплообменных аппаратов для экономии энергетических ресурсов в промышленных теплоиспользующих установках и в коммунальном хозяйстве, знание которых необходимо для практической реализации энергосберегающих мероприятий. Как одно из направлений снижения энергоемкости валового внутреннего продукта, рассматриваются вопросы ресурсосбережения при проектировании и изготовлении теплообменных аппаратов, которое может быть достигнуто с помощью интенсификации процессов тепло- и массообмена в их проточной части, а также за счет применения развитых поверхностей теплообмена.

Реализация активной государственной политики повышения экономической эффективности использования энергии, сочетающей как государственное управление, так и рыночные механизмы заинтересованности в энергосбережении позволит:

а) существенно сократить общенациональные затраты на обеспечение надежного энергосбережения, поскольку энергосберегающие проекты в среднем в 5 раз менее капиталлоемки, чем проекты по производству энергии;

б) сократить издержки производства и расходы населения на энергоносители, и тем самым смягчить финансовый кризис и инфляционный эффект повышения цен на энергоносители;

в) повысить экспортный потенциал страны без увеличения добычи топлива;

г) повысить конкурентоспособность российских товаров и услуг на внешних рынках;

д) существенно сократить негативное воздействие энергетики на состояние окружающей среды без дополнительны затрат на оснащение объектов, производящих и потребляющих энергию, оборудованием по улавливанию вредных отходов;

е) продлить сроки использования невозобновляемых энергетических ресурсов, имеющихся в недрах Российской Федерации;

ж) увеличить занятость, поскольку каждый рубль, вложенный в производство энергоэффективного оборудования, создает в 8 раз больше рабочих мест, чем рубль инвестированный в производство энергии.

Твердое топливо

Запасы этого вида топлива составляют более 98% мировых запасов углеродистых топлив.

Месторождения твердого топлива широко географически распространены, но доступность их для практического использования связана со значительными трудностями и большими затратами.

Каменные угли. Этот вид твердого топлива занимает большой объем в общей массе потребляемых топлив. Термин «каменные угли» объединяет большую семью горючих ископаемых: собственно каменные угли, бурые угли, угли для коксования, антрациты и некоторые другие виды. В практическом применении резко отличают один вид углей от других. В пособии не рассматриваются отдельно классы углей, а только некоторые общие показатели этого вида топлива в целом.

Важнейшими техническими качествами углей являются содержание влаги (W), золы (А), летучих (V) и уже характеризованная выше теплота сгорания (Q). Для углей, имеющих технологическое применение, имеет важное значение характеристика коксового остатка при определении летучих.

Влага и зола являются балластными веществами Влага резко понижает полезную теплоту сгорания топлив не только за счет понижения количества топлива в весовой единице но и расходует значительную часть полезной теплоты на испарение воды что ведет к резкому снижению энергетических качеств топлива При содержании влаги выше 30% применение топлива мало эффективно Зола является негорючим балластом также понижающим теплоту сгорания топлива При значительном содержании золы (30% и выше) качество топлива ухудшается не только за счет снижения теплоты сгорания но и за счет трудностей удаления золы из топки загрязнения воздушного пространства нарушений в работе котельных установок за счет сплавления низкоплавкой золы и тп

Летучие характеризуют топлива по их способности выделять в топочном пространстве значительное количество летучих горючих компонентов за счет термического разложения органических веществ угля или других видов топлива Горение существенным образом улучшается так как практически сгорание топлива ведется в этом случае в смеси газ – твердое тело Горение газообразных веществ резко повышает температуру твердых частиц в результате чего легко преодолевается уровень минимальной энергии активации для сжигания твердого углерода Эти обстоятельства очень важны при сжигании пылевидного или мелкозернистого топлива (основной вид сжигания твердого топлива в настоящее время). Содержание летучих также характеризует топливо как технологическое сырье для производства газа или смолы. В результате определения летучих в тигле после прокаливания остается твердый остаток – кокс. Характер этого остатка характеризует способность данного типа или марки угля давать металлургический кокс для выплавки чугуна, стали и других металлов.

Бурые угли. Этот вид углей отличается от каменных более ранним метаморфизмом, в отличие от каменных в них содержится значительно больше менее измененных геологических остатков исходных растений. В настоящее время бурые угли рассматриваются в основном как топливо для ТЭС и других нужд промышленности.

Органическая масса (горючая) бурых углей обладает высокими достоинствами как топливо и как химическое сырье. Значительное количество летучих (до 50%), высокий выход смолы при полукоксовании, наличие в углях растворимых битумов делают бурые угли важным сырьем для химической переработки. Эти угли дают большой выход высококалорийного газа при газификации и полукоксовании.

Торф широко распространен и легко доступен для использования, однако этот вид топлива имеет также недостатки в эксплуатации, которые практически уже давно низвели его на положение второсортного топлива местного значения. Важнейшими недостатками являются – сезонность добычи и зависимость ее от погоды, высокая влажность (до 80%), необходимость затрат для доведения топлива до кондиционных норм и т.д. Торф мало транспортабелен и плохо сохраняется.

Горючие сланцы также как и бурые угли, содержат горючую массу с большим выходом летучих, причем их, так называемое, сапропелитовое происхождение, с сохранением значительной части высоконасыщенных соединений, позволяет получать из них значительные количества (до 22% к натуральному топливу) смолы, близко напоминающей нефть. В некоторых случаях производство такой искусственной нефти оказывается рентабельным. В США, например, готовятся к производству жидкого топлива, взамен нефтяного, из горючих сланцев в количествах, удовлетворяющих основное потребление страны.

Как топливо горючие сланцы обладают рядом недостатков, прежде всего высокой зольностью (до 70%).