Основы энергосбережения и нетрадиционные источники энергии

Рис. 1.13. Динамика потребления топливно-энергетических ресурсов и энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) РБ:

1 – энергоемкость ВВП; 2 – ВВП; 3 – валовое потребление ТЭР

Как видно из табл. 1.2 Беларусь имеет наилучшие показатели (в сравнении с ближайшими соседями) по удельному расходу топлива на производство электрической и тепловой энергии. Показатели энергопотребления в стране ежегодно улучшаются, в том числе снижаются энергопотери (рис. 1.16).

Таблица 1.2

Удельный расход топливно-энергетических ресурсов на производство отдельных видов энергоемкой продукции в Республике Беларусь и ряде стран ближнего зарубежья*

21

ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения (вспомогательные цехи и здания, а также жилые дома).

1.1.6. Энергетическая безопасность

Определения энергетической безопасности. Мировой Энергети-

ческий Совет: «Energy security implies the availability of energy, in its different forms and at all times, to users in sufficient quantities and at reasonable prices during normal period as well as in required quantities during accidents»

Концепция Энергетической безопасности Беларуси (утвержденная Указом Президента от 17 сентября 2007 г. № 433: «Энергетическая безопасность Республики Беларусь – это состояние топливно-энерге- тического комплекса, обеспечивающее достаточное и надежное энергоснабжение страны для устойчивого развития экономики в нормальных условиях и минимизацию ущерба в чрезвычайных ситуациях».

Энергетическая стратегия России на период до 2020 года: «Энергетическая безопасность – это состояние защищенности страны, ее граждан, общества, государства, состояние защищенности экономики и населения страны от угроз национальной безопасности в сфере энергетики».

Таким образом, энергетическая безопасность – это комплексное понятие, включающее:

–политическую энергобезопасность (ассоциируется с энергонезависимостью государства, его субъекта или региона);

–экономическую энергобезопасность (включаются тарифы и запасы энергоресурсов, позволяющие решить поставленные задачи);

–техногенную энергобезопасность (подразумевает «техногенный характер рисков для человека, имущества и окружающей среды, связанный с эксплуатацией любых энергоустановок).

Всознании простых людей энергобезопасность предстает в виде горящей лампочки и теплой батареи.

Основные факторы, ослабляющие энергетическую безопасность республики:

–Низкая обеспеченность собственными ТЭР.

–Высокая энергоемкость экономики.

–Высокая доля природного газа в топливно-энергетическом балансе страны.

23

–Высокая степень износа основных производственных фондов

втопливно-энергетическом комплексе.

–Импорт ТЭР преимущественно из одной страны (России).

–Большие затраты на импортируемые энергоресурсы.

В Беларуси впервые в мировой практике на высшем уровне, указом Президента Республики Беларусь были утверждены:

–Концепция энергетической безопасности Республики Беларусь

имеханизм ее реализации.

–Государственная комплексная программа модернизации основных производственных фондов белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования собственных топливно-энергетических ресурсов в республике.

Основные направления укрепления энергетической безопасности

(рис. 1.15):

1) Энергетическая независимость, увеличение объема собственных энергоресурсов.

2) Диверсификация поставок, как по видам энергоресурсов, так

ипо странам.

3)Надежность энергоснабжения.

4)Энергоэффективность.

Рис. 1.15. Индикаторы энергетической безопасности РБ

24

Одним из приоритетных направлений обеспечения энергетической безопасности для нашей страны является диверсификация видов топлива и поставщиков энергоресурсов в энергетическом балансе, которая может быть обеспечена за счет:

1)Сокращения использования природного газа в качестве первичного топлива для производства электрической и тепловой энергии.

2)Строительства гидроэлектростанций (Западная Двина и Неман)

ииспользования местных видов топлива (древесное топливо, торф, бурый уголь, сланцы), возобновляемых источников энергии.

Вовлечение в энергобаланс ядерного топлива:

–замещается значительная часть импортируемых органических энергоресурсов (4,1–4,2 млн т у.т.);

–ядерное топливо дешевле органического в несколько раз и может быть закуплено не только в России, но и в других странах;

–имеется возможность закупать ядерное топливо на 5–10 и более лет вперед с частичной перегрузкой топлива каждые 1,5–2 года;

–введение в энергобаланс АЭС приведет к снижению себестоимости производимой электроэнергии по сравнению с другими вариантами за счет уменьшения затрат на топливо, несмотря на более высокие капитальные затраты.

1.2.Способы получения и транспортирования энергии

1.2.1. Энергия и ее виды. Назначение и использование. Общая характеристика способов получения энергии.

Преимущества электрической энергии

Энергия (от греч. energeie – действие, деятельность, впервые появилось в работах Аристотеля, представляет собой общую количественную меру движения и взаимодействия всех видов материи. Это способность к совершению работы, а работа совершается тогда, когда на объект действует физическая сила (давление или гравитация).

Работа – это энергия в действии. Различают следующие основные виды энергии: механическая; электрическая; тепловая; магнитная; атомная.

Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную энергетику, основанную на использовании органического (уг-

25

леводородного) и ядерного топлива, и нетрадиционную энергетику, основанную на использовании возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии.

Производство энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей происходит в процессе энергетического производства,

вкотором можно выделить пять стадий:

1.Получение и концентрация энергетических ресурсов: добыча и обогащение топлива, концентрация напора воды с помощью гидротехнических сооружений и т. д.

2.Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энергию (перевозка по суше и воде или перекачка по трубопроводам воды, нефти, газа, передача по проводам электрической энергии и т. д.).

3.Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую наиболее удобную для распределения и потребления в данных условиях форму (обычно в электрическую и тепловую энергию).

4.Передача и распределение преобразованной энергии.

5.Потребление энергии, осуществляемое как в той форме, в которой она доставлена потребителю, так и в преобразованной форме.

Потребителями энергии являются: промышленность, транспорт, сельское хозяйство, жилищно-коммунальное хозяйство, сфера быта и обслуживания.

Если общую энергию применяемых первичных энергоресурсов принять за 100 %, то полезно используемая энергия составит только 35–40 %, остальная часть теряется, причем большая часть – в виде теплоты.

Наиболее широко применяемыми видами энергии являются электрическая и тепловая, и, соответственно, традиционную энергетику, главным образом, разделяют на электроэнергетику и теплоэнерге-

тику (рис. 1.21).

Тепловая энергия широко используется на современных производствах и в быту в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива.

Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности,

вэлектрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содержат указания на то, какой вид первичной энергии преобразуется на них в электрическую:

26

–на тепловой электрической станции (ТЭС) – тепловая;

–гидроэлектростанции (ГЭС) – механическая (энергия движения воды);

–атомной электростанции (АЭС) – атомная (энергия ядерного топлива).

Электрическая энергия является одним из совершенных видов энергии. Ее широкое использование обусловлено следующими факторами:

–получением в больших количествах вблизи месторождения ресурсов и водных источников;

–возможностью транспортировки на дальние расстояния с относительно небольшими потерями;

–способностью трансформации в другие виды энергии: механическую, химическую, тепловую, световую;

–отсутствием загрязнения окружающей среды (при потреблении);

–внедрением на основе электроэнергии принципиально новых прогрессивных технологических процессов с высокой степенью автоматизации.

Уровень развития стран в значительной степени определяется потреблением электрической энергии. Как видно из рис. 1.16 страны, имеющие высокий уровень развития экономики и социальной сферы (Норвегия, Швеция и др.) имеют и большее удельное потребление энергии. Поэтому, увеличение использования электрической энергии в Республике Беларусь, которое планируется к 2020 г., позволит поднять нашу страну в этом рейтинге.

Единицы измерения энергии:

–в системе СИ – джоуль (Дж). 1 Дж – это работа силы в 1 Н

(ньютон) при перемещении точки ее приложения на 1 м, то есть

1Дж = 1 Н·м;

–калория (ккал), 1 ккал = 4,1868 Дж;

–ватт-секунда (Вт·с) – работа, которая производится в течение

1с при мощности в 1 Вт, 1 Вт·с = 1 Дж;

–киловатт-час (кВт·ч), 1 кВт·ч = 3 600 000 Вт·с = 3 600 000 Дж.

27