- •Лекция 1: Использование энергии человеком.
- •2. История использования энергии человеком
- •3. Классификация источников энергии.
- •4. Характеристика основных источников энергии, используемых человеком.
- •5. Основные производители и потребители энергии в мире.
- •6. Особенности потребления энергии различными странами. Мировые цены на энергоресурсы.
- •7. Энергопотребление в рб.
- •8. Проблема исчерпаемости природных энергоресурсов
- •Тема 2: Энергосбережение и энергоэффективность как способ сокращения роста энергопотребления.
- •Энергосбережение и его задачи.
- •Прямое и косвенное энергосбережение.
- •3. Принципы энергосбережения.
- •4. Понятие энергетической безопасности.
- •Перспективы энергосбережения в различных отраслях народного хозяйства.
- •6. Мероприятия по энергосбережению.
- •Тема 3. Характеристика традиционных источников энергии
- •Твердое топливо.
- •Жидкое топливо.
- •Газообразное топливо.
- •4. Ядерное топливо.
- •Глава 1. Топливно-энергетические ресурсы
- •Глава 1. Топливно-энергетические ресурсы
- •Глава 1. Топливно-энергетические ресурсы
- •Тема 4: Альтернативные источники энергии, их характеристика.
- •Солнечная энергия
- •Б) Потенциал солнечной энергии Республики Беларусь
- •В) Основные направления использования солнечной энергии
- •Термодинамический принцип
- •Фотоэлектрический принцип
- •I 1.5.2. Низкотемпературные технологические процессы
- •1.8. Экология солнечной энергетики
- •Энергия ветра
- •2.1. Причины возникновения ветра и его характеристики
- •2.2. Состояние ветроэнергетики в различных странах
- •2.4. Ветроэлектрические станции
- •2.4.1. Размещение на суше
- •2.4.5. Парусное оснащение судов
- •Глава 3 биомасса как источник энергии
- •3.1. Источники происхождения биомассы
- •3.2. Методы конверсии биомассы
- •3.2.1. Термохимические методы
- •3.2.2. Биохимические методы
- •3.2.3. Получение жидкого моторного топлива
- •3.4. Конверсия биомассы и экология
- •4.1. Природа геотермальных явлений
- •4.3. Геотермальные источники в процессах теплофикации
- •Глава 5 энергия океана
- •5.1. Энергия приливов и течений
- •Тема 5. Характеристика энергетики рб
- •1. Характеристика топливно-энергетического комплекса рб.
- •2. Сельское хозяйство Республики Беларусь как потребитель энергии.
- •3. Перспективы развития энергетики Беларуси.
- •4. Государственная программа «Энергосбережение». Ее цели, основные направления и итоги.
Глава 1. Топливно-энергетические ресурсы
и Общий потенциал
п Технически возможный потенциал
б
• Общий потенциал
а Технически возможный потенциал
Рис. 1.2. Потенциал невозобновляемых (а) и возобновляемых (б) местных источников энергии в Республике Беларусь
Нефть и попутный газ. Месторождения нефти сосредоточены в Припятской впадине, площадь нефтегазоносной области составляет около 30 тыс. км2.
Начальные извлекаемые ресурсы нефти оценены в 362,1 млн т.
В промышленные категории переведено 45 % указанных ресурсов.
С начала разработки добыто 100 млн т нефти и 10,1 млрд м попутного газа, остаточные запасы нефти промышленных категорий составят 66,0 млн т, попутного газа - 9,6 млрд м3.
1.2. Местные топливно-энергетические ресурсы
19
Неразведанные ресурсы нефти оцениваются на уровне 170 млн т.
Основная часть нефти (96 %) добывается из активных остаточных запасов, которые составляют 30,2 млн т (45 %). Объемы добычи нефти (и соответственно попутного газа) в будущем будут постоянно снижаться. Это связано с тем, что разведанные месторождения находятся в заключительной стадии разработки, а вновь осваиваемые характеризуются малыми размерами и небольшими запасами. Кроме того, они относятся к трудноизвлекаемым, и, соответственно, для добычи этой нефти требуются новейшие технологии и оборудование.
Торф. В республике разведано более 9000 торфяных месторождений общей площадью в границах промышленной глубины их залегания 2,54 млн га и первоначальными запасами торфа 5,65 млрд т. К настоящему времени оставшиеся геологические запасы оцениваются в 4,3 млрд т, что составляет 75 % первоначальных. Основные запасы торфа залегают в месторождениях, используемых сельским хозяйством или отнесенных к природоохранным объектам. Ресурсы торфа, включенные в разрабатываемый фонд, оцениваются в 260 млн т, что составляет 6 % оставшихся запасов.
Приведенные данные свидетельствуют, что республика располагает значительными запасами торфа. Однако без пересмотра направлений применения имеющихся ресурсов использование торфа для энергетических целей нереально.
Основным потребителем торфяных брикетов является население. Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что брикеты — достаточно дешевый вид топлива, можно говорить о целесообразности поддержания их производства на достигнутом уровне.
Горючие сланцы. Прогнозные запасы горючих сланцев оцениваются в 11 млрд т, промышленные - 3 млрд т. По своим качественным показателям белорусские горючие сланцы не являются эффективным топливом из-за высокой их зольности и низкой теплоты сгорания. Они
20
Глава 1. Топливно-энергетические ресурсы
требуют предварительной термической переработки с выходом жидкого и газообразного топлива. Стоимость получаемых продуктов выше мировых цен на нефть.
Бурые угли. В неогеновых отложениях Беларуси известно три месторождения бурых углей (Житковичское, Бри-невское и Тонежское) с общими запасами 151,6 млн т. Бурые угли - низкокалорийные, поэтому пригодны в основном для использования как коммунально-бытовое топливо после брикетирования совместно с торфом. Разработка угольных месторождений в ближайшей перспективе не рекомендована Республиканской экологической комиссией, поскольку при современном уровне развития технологий их энергетического использования возможный экологический ущерб значительно превысит возможные выгоды замещения экспортируемых энергоресурсов.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. С учетом природных, географических и метеорологических условий Республики Беларусь в качестве нетрадиционных и возобновляемых местных источников энергии можно рассматривать:
• малые гидроэнергетические и ветроэнергетические установки;
• биоэнергетические установки, или установки по производству биогаза;
• гелиоустановки;
• установки для сжигания отходов растениеводства и др.
Хотя эти источники могут в совокупности обеспечивать не более 5 % всей расчетной экономии расхода топлива, их применение очень важно по нескольким причинам:
• во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта;
• во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми;
• в-третьих, их применение само по себе обеспечивает воспитание у людей психологии энергосбережения и энер-
1.3. Органическое топливо
21
гоэффектгшвности, что будет способствовать переходу от расточительной к рациональной экономике.
1.3. ОРГАНИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО
Состав топлива. Твердое и жидкое органическое (ископаемое) топливо в общем случае состоит из углерода, водорода, серы, кислорода, азота, минеральных примесей А и влаги W. Состав топлива в рабочем состоянии, в том виде, в котором оно сжигается, выражается следующим образом:
CP+HP+SP+OP+NP+AP+WP=100% .
Если из рассмотрения исключить влагу, такое топливо перейдет в сухое состояние. Состав топлива как горючего материала, не содержащего минеральные примеси и влагу, определяется в сухом беззольном (горючем) состоянии. Горючими компонентами топлива являются углерод, водород и сера. Чем выше содержание углерода в топливе, тем больше выделяется теплоты при его сгорании. С возрастом топлива содержание углерода в нем увеличивается. Кислород, как и остальные элементы, содержится в виде сложных органических соединений. Чем больше в них кислорода, тем большая доля углерода и водорода топлива химически связана с ним. С увеличением возраста топлива доля кислорода уменьшается от 45 % у древесины до 2 % у антрацита в горючем состоянии.
Твердое топливо характеризуется также выходом летучих веществ при его нагреве без доступа воздуха. Летучие вещества выходят в виде газов, смоляных и водяных паров. С увеличением выхода летучих веществ проще зажечь топливо и поддерживать его устойчивое горение. У древесины выход летучих веществ составляет 85—90 %, а у антрацитов - 3-4 %.
Жидкие топлива получают путем переработки нефти. Нефть, жидкое горючее полезное ископаемое, представляет собой в основном сложную смесь углеводородов.
