Основы энергосбережения и нетрадиционные источники энергии

электропередач, электрических и тепловых сетей, центров потребления электрической энергии и теплоты.

В составе энергетической системы, обеспечивающей потребности всей экономики в электрической и тепловой энергии, функционируют следующие системы:

–электроэнергетическая система (электроэнергетика);

–теплоэнергетическая (теплоэнергетика);

–система нефте- и газоснабжения;

–система угольной (торфодобывающей) промышленности;

–ядерная энергетика;

–нетрадиционная (возобновляемая) энергетика.

На современном этапе тенденции развития энергетики как составной части человеческого развития определяются целым комплексом различных факторов, а именно:

–экономическими,

–демографическими,

–экологическими,

–технологическими,

–ресурсно-сырьевыми,

–политическими факторами.

Энергетика является одной из базовых отраслей экономики всех стран мира, и ее бесперебойное функционирование в немалой степени влияет на всю систему человеческого развития.

При рассмотрении энергетики в контексте человеческого развития особое значение придается обеспечению беспрепятственного доступа населения к энергоносителям и приемлемых цен на них для поддержки местных производителей и жизненного уровня населения.

Приоритетными направлениями развития энергетики нашей страны являются:

–совершенствование и диверсификация топливно-энергетиче- ского баланса;

–максимальное вовлечение в него собственных энергоресурсов, включая возобновляемые, нетрадиционные и вторичные источники энергии;

–реконструкция и модернизация действующих и замена выбывающих мощностей с внедрением новых научно-обоснованных энергоэффективных технологий;

11

–уменьшение расхода топлива на производство электрической

итепловой энергии.

Условное топливо. За единицу условного топлива принята теплотворная способность 1 кг каменного угля, равная 29,3 МДж (29,3·106 Дж), или 7000 ккал (табл. 1.1). Измеряется в тоннах условного топлива (т у.т.). За рубежом применяется идентичная по сути и функциональному назначению единица измерения – тонна условного топлива в нефтяном эквиваленте или проще тонна нефтяного эквивалент (т н.э.), 1 т н.э. = 41,86·106 Дж.

Таблица 1.1

Энергоемкость различных энергоносителей

1.1.3. Современное состояние энергетики. Энергетические ресурсы, структура топливного баланса и энергопотребления в мире и Республике Беларусь

Для определения энергетических ресурсов используются два показателя: доказанные запасы (З) (proved reserves (P/R)) и отношение запасов к добыче (З/Д) (reserves-to-production (R/P) ratio).

Доказанные запасы обычно принимаются равными в тех количествах, которые, как указывают геологические и инженерные данные с достаточной долей вероятности, будут извлечены в будущем из разведанных запасов при существующих экономических и производственных условиях.

Отношение запасов к добыче (З/Д) дает время, на которое хватит оставшихся запасов, если производство продолжится с такой же скоростью.

12

По данным, опубликованным в Статистическом обзоре мировой энергетики 2015 (Statistical Review of World Energy 2015), мировые доказанные запасы нефти на конец 2015 года достигли 239,8 млрд т (1700,1 млрд баррелей), что будет достаточно ориентировочно на 52 года мирового производства (R/P) (рис. 1.1) с учетом постоянного роста потребления энергоресурсов в мире.

Мировые доказанные запасы природного газа на конец 2015 года составили 186,9 трлн кубометров, что достаточно для обеспечения 55 лет мирового производства, Мировые доказанные запасы каменного угля в 2015 году были (892 млрд т) и достаточны для обеспечения 114 лет мирового производства, и на сегодняшний день это наибольшие запасы со всех видов ископаемого топлива. При этом, страны бывшего Советского Союза имеют запасы на 435 лет, страны Европейского Союза только на 110 лет.

Как видно из рис. 1.2 углеводородные источники энергии обеспечивают 78,4 % в общем мировом энергетическом балансе. Их доля в производстве электрической энергии несколько ниже (75,5 %). Хотя ежегодно увеличивается доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в ближайшие десятилетия в мировом энергетическом балансе будут превалировать углеводородные источники.

Рис. 1.1. Соотношения З/Д для ископаемых видов топлива на декабрь 2015 (в годах)

13

Направления использования торфа и продукции на его основе:

–в качестве топлива для котельных и электростанций;

–в качестве топлива для частных домовладений, в основном

всельской местности;

– в сельском хозяйстве (внесение в почву, пищевые добавки

ккормам и др.);

–сорбенты.

Рис. 1.3. Добыча и транспортировка торфа

Нефть. Потребление нефти в народном хозяйстве республики определяется объемами нефтепереработки на Мозырском и Новополоцком нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) (рис. 1.4), а также объемами ее использования в качестве топлива и сырья для нефтехимической промышленности.

Около 94 % перерабатываемой на НПЗ нефти поставляется из России и только 6 % составляет нефть, добываемая в Беларуси. Ежегодная потребность нефти в республике – 21,5–22,0 млн т.

Рис. 1.4. Добыча и переработка нефти

15

Бурый уголь. На территории республики на глубинах 20–80 м разведаны 3 месторождения бурых углей в Припятском прогибе: Житковичское (запасы 70 млн т), Бриневское (30 млн т) и Тонежское (42 млн т) (рис. 1.5).

Практическое использование месторождений ограничивается вопросами экономики, так как бурые угли имеют относительно низкое качество: высокую зольность – 8–42 %, большой выход летучих веществ – 55–64 %, влажность – 38–68 %.

Горючие сланцы. В Припятском бассейне выявлено два месторождения сланцев: Любанское и Туровское с суммарными прогнозными ресурсами порядка 3,9 млрд т, из которых предварительно разведаны запасы 1,2 млрд т (рис. 1.6). По качественным показателям горючие сланцы не являются эффективным твердым топливом из-за высокой зольности (75 % и более), низкой теплоты сгорания (средняя 5,8 МДж/кг) и выхода смол (в пределах 7–8 %).

Рис. 1.5. Бурый уголь и открытый способ его добычи

Рис. 1.6. Горючие сланцы и открытый способ их добычи

16

1.1.5. Характеристика энергетической отрасли Беларуси

Министерство энергетики Республики Беларусь является государственным органом, осуществляющим организацию деятельности энергетической отрасли Беларуси (рис. 1.7). Основными предприятиями Министерства является ГПО «Белэнерго» (электроэнергетика) и ГПО «Белтопгаза» (добыча, поставка и использование в энергетических целях газа, торфа, древесины и др.). Общая среднесписочная численностьработающих в системе Минэнерго – более96 000 человек.

Рис. 1.7. Структура Министерства энергетики

Основные характеристики Белорусской энергосистемы и деятельности предприятий Минэнерго приведены на рис. 1.8–1.11. Установленная мощность энергосистемы в 2017 г. составляла немногим более 10 000 МВт. Основной объем электроэнергии производился тепловыми (4856 МВт) и конденсационными (4127 МВт) электростанциями, возобновляемыми источниками энергии – 360 МВт. Как видно из приведенных данных, основным энергоносителем в Республике Беларусь является природный газ, импортируемый из России. Это одна из проблем отечественной энергосистемы. Государственная политика в области энергопотребления направленна на диверси-

17

фикацию энергоносителей, сокращения потребления газа за счет местных источников, ввода в строй Белорусской АЭС (см. рис. 1.8, 1.9).

Рис. 1.8. Структура топливного баланса Белорусской энергосистемы в 2010, 2015, и 2020 гг.

Всего

энергетика

остальные

потребители

население

Рис. 1.9. Динамика изменения потребления природного газа

вРеспублике Беларусь до 2020 г. (млн т у.т.)

Вструктуре конечного электропотребления (см. рис. 1.10) наибольшие объемы приходятся на промышленность (53,2 %) и насе-

18

ление (24,3 %), в потреблении тепловой энергии – жилищно-комму- нальное хозяйство (57,9 %) и промышленность (26 %) (см. рис. 1.11). Поэтому важным является разработка и реализация программ энергосбережения в этих отраслях экономики.

Рис. 1.10. Структура конечного потребления электрической энергии, 2016 г.

Рис. 1.11. Структура конечного потребления тепловой энергии, 2016 г.

19

Энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) – это отношение суммарного энергопотребления к величине ВВП.

В официальной статистике ВВП определяется через совокупную стоимость конечных товаров и услуг, произведенных на экономической территории страны в течение года.

Информация об энергоемкости ВВП чаще всего представляется как отношение количества энергии (в т у.т.), затрачиваемого на производство единицы ВВП стоимостью 1000 $. Показатели энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) в мире по данным Международного энергетического агентства (МЭА) (Key World Energy Statistics) и динамика их изменения для некоторых стран мира приведена на рис. 1.12. Видно, что в последние годы Беларусь по энергоэффективности экономики достигла значительных успехов в сравнении со странами СНГ и приблизилась к развитым европейским странам. Это связано с ростом в последнее десятилетия ВВП при незначительном увеличении энергопотребления (рис. 1.13). Такие успехи Беларуси во многом связаны с успешной реализацией государственной политики в области энергосбережения.

Рис. 1.12. Показатели энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) в мире по данным Международного энергетического агентства

(Key World Energy Statistics 2017)

20