Ответы к экзамену по Экономике энергетики:
1)Экономика энергетики: объект, предмет, методология изучения, структура курса.
Ответ: Основные задачи экономики энергетики - это выявление рациональных направлений развития и эксплуатации энергетического хозяйства предприятия, его отдельных элементов, установление методов эффективного использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов. Экономические знания и системный подход к решению экономических проблем особенно необходимы в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК), который является наиболее капиталоемким комплексом промышленности и связан со всеми отраслями промышленности, а также сельским хозяйством, транспортом, коммунально-бытовым сектором. Предмет изучения энергетики --- совокупность процессов получения, преобразования, распределения и использования в национальной экономике топлива, электрической энергии, теплоты, сжатого и кондиционированного воздуха, кислорода, воды и других энергоносителей. Современное энергетическое хозяйство национальной экономики включает в себя всю совокупность предприятий, установок и сооружений, а также связывающих их хозяйственных отношений, которые обеспечивают функционирование и развитие добычи (производства) энергоресурсов и всех процессов их преобразования до конечных установок потребителей включительно. Укрупненная схема основной последовательности процессов преобразования энергетических ресурсов показана на рис. 1.1.
В зависимости от стадии преобразования различают следующие виды энергии: • первичная --- энергетические ресурсы, извлекаемые из окружающей среды; • подведенная --- энергоносители, получаемые потребителями: разные виды жидкого, твердого и газообразного топлива, электроэнергия, пар и горячая вода, разные носители механической энергии и др.; • конечная --- форма энергии, непосредственно применяемая в производственных, транспортных или бытовых процессах потребителей. В состав энергетического хозяйства входят несколько элементов: • топливно-энергетический комплекс (ТЭК) --- часть энергетического хозяйства от добычи (производства) энергетических ресурсов, их обогащения, преобразования и распределения до получения энергоносителей потребителями. Объединение разнородных частей в единый хозяйственный комплекс объясняется их технологическим единством, организационными взаимосвязями и экономической взаимозависимостью; • электроэнергетика --- часть ТЭК, обеспечивающая производство и распределение электроэнергии; • централизованное теплоснабжение --- часть ТЭК, которая производит и распределяет пар и горячую воду от источников общего пользования; • теплофикация --- часть электроэнергетики и централизованного теплоснабжения, обеспечивающая комбинированное (совместное) производство электроэнергии, пара и горячей воды на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и магистральный транспорт тепла. В технологическом аспекте важнейшим элементом энергетического хозяйства являются генерирующие установки электроэнергетической отрасли. Энергетические генерирующие установки --- это установки, производящие энергетическую продукцию. К их числу относят: тепловые электростанции (ТЭС), гидравлические электростанции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС), парогазовые установки (ПГУ), газотурбинные установки (ГТУ), воздуходувные станции, кислородные станции, котельные. Генерирующие установки классифицируются по ряду основных признаков: • виду первичных энергоресурсов; • процессам преобразования энергии; • видам отпускаемой энергии; • количеству и типам обслуживаемых потребителей; • режиму работы. Комплекс единой энергетической системы (ЕЭС) России включает в себя около 600 тепловых и более 100 гидроэлектростанций. По видам использованных первичных энергоресурсов различают электростанции, применяющие: органическое топливо --- ТЭС, ядерное топливо --- АЭС, гидроэнергию --- ГЭС, приливные --- ПЭС и аккумулирующие энергию воды --- ГАЭС, солнечную энергию --- СЭС; энергию ветра --- ВЭС; подземное тепло --- геотермальные (ГЭОЭС). Электростанции, на которых применяется органическое топливо, делятся на угольные, газомазутные и работающие на местных видах топлива (сланцы, торф). По применяемым процессам преобразования энергии выделяются электростанции, в которых: • тепловая энергия преобразуется в механическую, а затем в электрическую энергию --- ТЭС, АЭС; • тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую --- СЭС с помощью фотоэлементов; • энергия воды и воздуха преобразуется в механическую энергию, а затем в электрическую --- ГЭС, ГАЭС, ПЭС, ВЭС. По видам отпускаемой энергии различают электростанции: отпускающие только электрическую энергию --- ГЭС, ГАЭС, тепловые конденсационные электростанции (КЭС), атомные КЭС; отпускающие электрическую и тепловую энергию --- ТЭЦ, атомные ТЭЦ и др. Теплоэлектроцентрали кроме электроэнергии вырабатывают тепло. Применение тепла отработанного пара при комбинированном производстве энергии обеспечивает значительную экономию топлива. Если отработанный пар или горячая вода используется для технологических процессов, отопления и вентиляции промышленных предприятий, то ТЭЦ называются промышленными. ТЭЦ, отпускающие тепло для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий городов, называются коммунальными (отопительными). Промышленно-отопительные ТЭЦ снабжают теплом как промышленные предприятия, так и население. По режиму работы электростанции бывают базовые, полупиковые и пиковые. К первой группе относятся крупные, наиболее экономичные КЭС, атомные КЭС, ТЭЦ, работающие в теплофикационном режиме; ко второй --- маневренные КЭС и ТЭЦ; к третьей --- пиковые ГЭС, ГАЭС, ГТУ. Кроме того, для каждого типа электростанций имеются внутренние признаки классификации. Например, КЭС и ТЭЦ различаются по начальным параметрам пара, технологической схеме (блочные и с поперечными связями), единичной мощности блоков и т.п. АЭС классифицируются по типу реакторов (на тепловых и быстрых нейтронах), по конструкции реакторов и др. При решении проблем экономического развития, выбора рациональной организационной схемы предприятию необходимо учитывать специфические особенности основных технологий отрасли. К технологическим особенностям энергетического производства относят: • совпадение во времени процесса производства и потребления энергетической продукции. Ни тепловую, ни электрическую энергию нельзя складировать и запасать. Энергосистемы должны выдавать столько энергии и мощности, сколько требуется в данный момент: Эпр =Эпотр+Эпот; Qпотр+Qпот. где Эпр --- произведенная электрическая энергия, кВт·ч; Эпотр --- потребленная электрическая энергия, кВт·ч; Эпот --- потери электрической энергии при транспортировке, кВт·ч; Qпр --- произведенная тепловая энергия, ГДж; Qпотр --- потребленная тепловая энергия, ГДж; Qпот --- потери тепла при транспортировке, ГДж.
Эта особенность технологии обусловливает высокие требования к надежной работе энергосистем и качеству электроэнергии. Надежность является одним из важнейших требований в энергетике. Для обеспечения надлежащего уровня надежности в энергосистеме используют: • резервирование, т.е. создание резервов мощности, необходимых для замены вышедших из строя агрегатов, для проведения ремонта энергосистем и для поддержания качества выдаваемой энергии (частоты и напряжения в электрической сети), а также формирование резервных запасов топлива, воды и т.п.; • широкую взаимозаменяемость генерирующих установок в энергосистеме. Так, электроэнергию производят на конденсационных электростанциях, теплоэлектроцентралях, гидростанциях, атомных электростанциях, а тепло отпускают теплоэлектроцентрали, котельные или утилизационные установки. На этих станциях и котельных могут быть установлены агрегаты различных типов, работающие на разных параметрах пара и различных видах топлива. Многовариантность имеется и на стадиях транспорта энергии и использования ее потребителями;
взаимозаменяемость видов продукции, т.е. возможность применения различных энергоносителей в установках. Например, использование природного газа или электрической энергии в нагревательных печах, парового или электрического привода компрессоров и др.; • высокую динамичность энергопотребления. Это обусловливает высокие требования к маневренности генерирующих установок, так как в каждый момент времени необходимо производить такое количество энергии, которое требуется потребителю. Маневренность агрегата должна обеспечить возможность работы энергосистемы по заданному графику. В связи с тем что система работает с переменным режимом и в течение суток, и в течение недели, месяца, года, генерирующие установки должны иметь широкий диапазон регулирования нагрузки. Наилучшими маневренными свойствами обладают ГЭС. Запуск в работу гидроагрегата составляет несколько минут. На тепловых станциях это более длительный процесс, так как котел требуется нагревать или, наоборот, остужать в течение 15...20 ч; • необходимость создания энергосистем, включающих генерирующие установки разных типов. В результате повышается надежность, уменьшаются резервы, а следовательно, экономятся средства, увеличивается единичная мощность установок, снижаются годовой и удельный расходы топлива, повышается эффективность ремонтных работ, осуществляется более полное и рациональное использование ресурсов. Промышленность выступает основным потребителем энергетических ресурсов. Цель промышленного производства --- выпуск определенной продукции в запланированном объеме, определенного качества, с максимальной экономичностью. Функция энергетики --- это бесперебойное снабжение потребителей энергией в нужном количестве, требуемого качества, с максимальной экономичностью. Промышленная энергетика является составной частью промышленного производства и одновременно завершающим звеном ТЭК, которое относится к потребителям. Это та часть энергетики, которая преследует производственно-хозяйственные цели и в промышленности, и в энергетике. Ее функция --- обеспечение выпуска промышленной продукции в запланированном объеме, определенного качества, в результате бесперебойного снабжения потребителей энергией при минимуме материальных, энергетических, трудовых и денежных затрат. Промышленной энергетике как обеспечивающему хозяйству присуща взаимосвязь с основным производством. Например, затраты на энергоснабжение и использование энергии при производстве продукции должны окупаться эффективностью основного производства. Промышленная энергетика имеет ряд особенностей. К технологическим особенностям промышленной энергетики относят: • единовременность и взаимоувязку процессов производства, распределения и потребления энергоносителей, а значит, невозможность выбраковки некондиционной энергии. Отсутствие возможностей аккумулирования энергии в значительных размерах, что вызывает необходимость создания резервов генерирующих мощностей, топлива, а также требует более точного прогнозирования объемов энергопотребления; • зависимость режима потребления энергии от режима промышленного производства; • возможность взаимозаменяемости энергоресурсов, создания и использования вторичных энергоресурсов; • связь энергетики предприятия с централизованными системами энергоснабжения; • необходимость опережающего развития промышленной энергетики по отношению к основному производству, что позволяет увеличить выпуск технологической продукции, повысить надежность энергоснабжения. Каждое промышленное предприятие имеет собственное энергетическое хозяйство. Энергетическое хозяйство предприятия --- это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств, предназначенных для обеспечения данного предприятия энергией различного вида. Схемы энергоснабжения промышленного предприятия зависят от многих факторов, поэтому их выбор осуществляется на основе техникоэкономических расчетов.