6790

установок (ВЭУ), Биогазовых установок, Солнечных электростанций (СЭС), Приливных

4

В. Введение В.0. Источники тепловой энергии

использования [1, с.8]. Под энергетическими ресурсами понимают запасы природной энергии, которые в рассматриваемый период технически и экономически доступны для достаточно длительной эксплуатации [1, с. 11]. Ресурсы источников энергии оцениваются общими запасами каждого источника и его энергетическим потенциалом.

Энергетический потенциал веществ является параметром, позволяющим оценить принципиальную возможность и целесообразность их использования как источников энергии, и выражается в единицах энергии [1, с. 10].

Первичными источниками энергии называют вещества, энергетический потенциал

которых является следствием природных процессов и не зависит от деятельности чело-

века [1, с.8]. Вторичными источниками энергии называют вещества, обладающие опре-

делѐнным энергетическим потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятель-

образовавшиеся в результате геологического развития Земли и других природных процессов, которые используются или могут быть использованы в народном хозяйстве,

делятся на природные невозобновляющиеся и природные возобновляющиеся энергетические ресурсы [1, с. 11]. Невозобновляющиеся энергетические ресурсы

подразделяются на исчерпаемые и неисчерпаемые. К практически неисчерпаемым

источникам энергии относят геотермальные воды Земли и вещества, которые могут

быть источниками получения термоядерной энергии (изотопы водорода и другие лѐгкие

элементы) [1, с. 10]. Геотермальные энергетические ресурсы делят на 4 вида: горячая

вода, сухой пар, горячая скальная порода и подземные воды под давлением.

Энергетическими ресурсами для производства термоядерной энергии являются ресурсы дейтерия, сосредоточенного в воде мирового океана, и трития, который может быть получен искусственным путѐм из лития [1, с. 17].

Исчерпаемые энергетические ресурсы, не восполняющиеся в настоящую геологи-

ческую эпоху, - это ресурсы ископаемого органического топлива (угля, нефти, газа,

сланца) и запасы расщепляющегося топлива (урана, тория) [1, с. Л1]. Отличительной особенностью исчерпаемых энергетических ресурсов являются их высокий энергетиче-

ский потенциал и относительная доступностей целесообразность извлечения. Именно

5

поэтому до 90% всех используемых в настоящее время энергетических ресурсов состав-

ляет эта группа, а в ней - ископаемые горючие органические вещества - органическое топливо [1, с. 12].

К возобновляющимся источникам энергии (ВИЭ) относят все возможные источники энергии, являющиеся продуктами непрерывной деятельности Солнца и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы (гидроэнергия рек),

океан (энергия приливов и отливов), растительные продукты биологической деятельности

(биотопливо: древесина, сельскохозяйственные растительные и животные отходы),

лучистая энергия Солнца [1, с. 10]. Отличительной особенностью возобновляющихся исчерпаемых ресурсов является их восстанавливаемость, т.е. скорость их восстановления соизмерима со скоростью расходования [1, с. 16].

Под вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР) подразумевается энергетиче-

ский потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образую-

щихся в технологических агрегатах (установках), который не используется в самом аг-

регате, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей [4, п. 2.1., с.6].

Принято условно разделять ВИЭ на две группы:

•Традиционные: гидравлическая энергия, преобразуемая в используемый вид энергии ГЭС мощностью более 30 МВт; энергия биомассы, используемая для получения тепла традиционными способами сжигания (дрова, торф и некоторые другие виды печного топлива); геотермальная энергия.

•Нетрадиционные: солнечная, ветровая, энергия морских волн, течений,

приливов и океана, гидравлическая энергия, преобразуемая в используемый вид энергии малыми и микроГЭС, энергия биомассы, не используемая для получения тепла традиционными методами, низкопотенциальная тепловая энергия и другие "новые" виды возобновляемой энергии.

Один из возможных источников энергии — вторичные энергоресурсы,

образующиеся в результате жизнедеятельности людей, а также в процессе

производства.

В жилых и общественных зданиях ВЭР в основном содержатся в удаляемом

вентиляционном воздухе. Расход теплоты на нагрев вентиляционного воздуха в жилых зданиях составляет 40–50 % расхода тепла на отопление и вентиляцию; в общественных зданиях 40–80%. Кроме этого, ВЭР в жилых и общественных зданиях заключены в

сточных водах от систем горячего и холодного водоснабжения. Их использование

возможно в том случае, если в зданиях применяются раздельные системы хозяйственной

6

Все источники энергии условно делят на первичные и вторичные. Классификация источников энергии представлена на рис. 1.

Рис.1 Классификация источников энергии

Цифры - мощность источника в ТВ г (1012 Вт)

В промышленных зданиях ВЭР; можно условно разбить на три группы: уходящие газы технологического топливо использующего оборудования и промышленно-отопительных котельных (60 % общего количества вторичных

вентиляции (30 % общего количества вторичных энергоресурсов). Обычно в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения используются ВЭР второй и третьей групп.

Важность использования ВЭР постоянно усиливается в связи с возрастанием потребления топлива в промышленности и строительстве. При общем потреблении в

ного его количества. Ориентировочные значения расхода теплоты на вентиляцию для некоторых отраслей промышленности, по данным ВНИПИЭНЕРГОПРОМ, приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

В. Проблема отходов: общие положения

Накапливающиеся в отвалах, на свалках и в различных хранилищах отходы стали одной из причин, сдерживающих развитие экономики. Кроме этого, отходы оказывают сильнейшее воздействие на природную среду. Они стали бедствием, с которым надо бороться организованно и целеустремлѐнно. Любое производство неизбежно порождает отходы. Они образуются также в сфере потребления в виде отслуживших автомобилей, старых покрышек, изношенной одежды, обуви, предметов бытовой техники. Отходы производства потребления составляют вторичные ресурсы, а та их часть, которая может быть вовлечена в переработку, является вторичным сырьем.

В.1. Размеры бедствия

В народном хозяйстве нашей страны ежегодно масса отходов достигает

8

астрономической величины – 9 млрд. т. Годовой выход шлаков чѐрной и цветной металлургии составляет около 100 млн. т, отходов заготовки и переработки древесины –

автомобильных шин – 1,2 млн. т, макулатуры – более 4 млн. т. Значительные массы отходов накоплены и в отвалах: металлургических шлаков – около 500 млн. т, золы ТЭС

– свыше 1 млрд. т. Эти объѐмы сопоставимы с производством первичных сырья и материалов. Только эксплуатационные затраты на содержание в отвалах каждой тонны металлургических шлаков обходятся не менее, чем в 1 руб.

Влияние отходов на окружающую среду проявляется по-разному. Это и пыльные

бури, раздувающие отвалы промышленных предприятий, и накапливание отходов в

почве, водоѐмах и воздухе до опасных концентраций.

В.2. Неторопливая борьба

Проблема использования отходов сложилась в период экстенсивного развития

экономики. По действующим инструкциям и правилам, переработка отходов нередко оказывалась для предприятий убыточной или же приносила очень маленькую прибыль.

Затраты на добычу природного сырья давали больший эффект, чем работа с отходами. К

Решение этой задачи предусматривалось постановлением Совета Министров СССР от 25

января 1980 г. «О мерах по дальнейшему улучшению использования вторичного сырья в

народном хозяйстве». Успех должно было обеспечить централизованное в

государственном масштабе планирование использования вторичного сырья, которое началось с плана на 1931 г. Лѐд, как говорится, тронулся.

В настоящее время отходы стали одним из основных источников удовлетворения потребности в сырье и материалах. Переработка отходов, предусмотренная планом, в

1987 г. высвободила на 13,4 млрд. руб. природного сырья. Повышается их значение как дополнительного источника энергии. Особенно перспективно внедрение технологий

получения биогаза из отходов животноводческих комплексов и непосредственно на городских свалках (см. рис. 2), а также применение твѐрдых бытовых отходов в качестве топлива. Резервы для увеличения объемов использования вторичного сырья все

ещѐ весьма велико, Ведь уровень использования большинства ресурсов пока невысок. Как

9

известно, динамика материалоѐмкости, энергоѐмкости и металлоѐмкости продукции

является одним из основных показателей интенсификации производства.

Динамика отходоѐмкости национального дохода, подсчитанная как отношение стоимости вовлеченных в оборот отходов к производственному национальному доходу

может дать обобщенную характеристику положения с переработкой отходов. Поскольку

не на все виды вторичного сырья установлены цены, в расчѐтах удобнее применять

стоимость первичного сырья, которое высвобождается при использовании отходов.

одновременном неполном вовлечении ресурсов свидетельствует о том, что данный

резерв повышения интенсификации использован недостаточно.

В.З. Нужно добиться перелома

Изменения в использовании отходов должны быть радикальными, ведь это тот резерв интенсификации, реализация которого хоть и требует определенных затрат, но значительно меньших, чем реализация других резервов. И отдачу можно ожидать значительно быстрее.

На первое место должна быть поставлена разработка и внедрение стимулов

для увеличения заинтересованности предприятий в переработке отходов. Основой

механизма заинтересованности является объективное ценообразование на вторичное сырье, поскольку сложившиеся цены на большинство его видов не имели достаточного экономического обоснования.

Нам неплохо бы перенять опыт Польши, где в 1983 г. учреждѐн так называемый фонд вторичного сырья, в который по установленным правилам предприятия и организации перечисляют средства за неиспользованные или недостаточно полно использованные отходы собственного производства. Средства межотраслевого фонда направляются тем предприятиям, которые нуждаются в них для организации переработки вторичного сырья.

Видимо, следует продумать вопрос экономической ответственности для пред-

приятий, не предусматривающих разработки технологий и создания мощностей по переработке отслуживших изделий, ранее выпущенных этими предприятиями. Мы

уже свыклись с совершенно нетерпимыми фактами потери огромного количества ценных

элементов.

Экономический интерес предприятий к переработке отходов должен быть

10

повышен с помощью совершенствования ценообразования на сырьѐ и материалы, которое предстоит осуществить в ближайшие годы. Эта заинтересованность должна базироваться на увеличении (по сравнению с существующим) разрыва между уровнем оптовых цен на отходы и заменяемое ими первичное сырьѐ.

Значительное количество ВЭР может быть получено за счѐт переработки отходов растениеводства (солома, стержни початков кукурузы, отходы древесины и др.) и животноводства (навоз животных и птиц, сточные воды и др.), а также бытовых отходов и мусора. Они могут быть утилизированы прямым сжиганием или химической и биологической обработкой, в результате которых получают новые полезные вещества (например, более качественные удобрения) и энергоресурсы. В

частности, в ряде стран (Индия, Китай и др.) анаэробным сбраживанием отходов животных получают биогаз, являющийся основным топливом в малых населенных местах. В США, Англии, Франции и других развитых странах в последние годы построили несколько биогазовых комплексов, вырабатывающих топливо для жилищно-

коммунальных и промышленных нужд, а также заводов по переработке и сжиганию мусора.

1. Состояние и перспективы использования нетрадиционных и

возобновляемых источников энергии (НВИЭ)

1.1 Традиционные и нетрадиционные источники энергии [19, 8, 9]

При существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счѐт использования органических топлив (уголь, нефть, газ),

гидроэнергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако, по результатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счѐт других источников энергии - нетрадиционных и возобновляемых.

Возобновляемые источники энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является еѐ отличительным признаком.

Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия

невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий