Безопасность жизнедеятельности человека. Учебник

Автономные системы теплосбережения в виде миникотельных становятся перспективными в тех местах, где в качестве топлива используется природный газ. Естественно, при существующих развитых тепловых сетях централизованного теплоснабжения необоснованно говорить о повсеместном переходе на автономные котельные.

Опыт работы автономных котельных показывает, что они надежны и экономичны. При теплоснабжении от этих котельных потребитель получает тепловую энергию по тарифам в 3 раза ниже действующих. За счет этого строительство таких котельных окупается практически за один сезон.

Во всех промышленно и энергетически развитых странах наблюдается очень быстрый рост применения электроотопления, выполняемого, как правило, путем укладки нагревателей-кабелей

впол. Эта система, как и другие, подобные ей, используется как основная в отдельно стоящих зданиях, коттеджах и в тех случаях, когда нет возможности выполнить подключение центрального водяного отопления. Для обеспечения общественных, жилых и производственных помещений дешевым теплом с использованием местных видов топлива экономически выгодно применять воздушное отопление на базе теплогенераторов. Для нагрева 1 м3 воздуха на 10 °С требуется в 4,2 раза меньше тепловой энергии, чем для нагрева такого же количества воды.

Кпервоочередным мероприятиям повышения эффективности использования ТЭР и реализации потенциала энергосбережения

вжилищно-коммунальном хозяйстве относятся:

 перекладка тепловых сетей предизолированными трубами;  ликвидация длинных теплотрасс, децентрализация систем теплоснабжения со строительством котельных малой мощности;

 замена котлов с низким КПД на более экономичные;  перевод котлов в водогрейный режим работы;

 внедрение автоматизированной системы управления, диспетчеризация и мониторинг.

Контрольные вопросы и задания

1.Укажите способы экономии энергии в быту.

2.Укажите способы рационального освещения квартиры.

3.Каким образом можно экономить электроэнергию при пользовании радиотелевизионной аппаратурой и электробытовыми приборами?

4.Каковы основные мероприятия по экономии тепла?

171

ГЛАВА 13. ОРИЕНТИРЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

13.1. Совершенствованиепроизводственнойструктуры ТЭК, экономическойитарифнойполитикивэнергетике РеспубликиБеларусь

Основную долю в структуре энергопотребления в Республике Беларусь занимают продукты нефтяной промышленности (70,7%). Продукты тепло- и электроэнергии занимают второе место (20,1%), на третьем месте – газ (8,9% объема потребления ТЭР). Потребление горючих сланцев и торфа составляет 0,3%, угля – 0,08%. Потребление альтернативных источников энергии (сила ветра, солнечная энергия, биотопливо) крайне незначительно. Как в настоящее время, так и в ближайшей перспективе источники энергии для Беларуси – импортируемые первичные ресурсы: нефть и газ, из которых производится тепло- и электроэнергия. Следовательно, указанными видами ресурсов и должна вестись работа по рационализации их использования.

Внашей стране электроэнергия в основном генерируется паротурбинными конденсационными электростанциями, КПД которых составляет около 30%, а на ТЭЦ, вырабатывающих тепло-

иэлектроэнергию, – около 75%. Это требует проведения масштабной работы по модернизации основных фондов.

Уже сформировалась и интенсивно развивается целая энергетическая подотрасль по выработке тепло- и электроэнергии на когенерационных энерготехнологических установках (КЭТУ). Наибольший эффект применения КЭТУ – в отраслях и на производстве с устойчивым потреблением тепловой, электрической энергии и холода. Это, в частности, относится к пищевой, деревообрабатывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной, нефтехимической промышленности, производству строительных материалов и конструкций, жилищно-коммунальному хозяйству, аграрному сектору, строительству зданий и сооружений.

Всопоставлении с эксплуатацией конденсационных электростанций аналогичной суммарной мощности это позволит уменьшить энергетические расходы в эквиваленте на 4,5–5,2 млн у. т., или на 3,9–4,6 млрд м3 природного газа в год.

172

В недалеком будущем газ утратит монополию в топливно-энер- гетическом балансе. В качестве новых источников энергии будут использованы уголь (в количестве 2 млн у. т.) и ядерная энергия.

Намечена диверсификация поставок в Беларусь энергоресурсов через порты Черного и Балтийского морей, что позволит снизить поставки энергоресурсов из России на 25%. В перспективе долю использования природного газа в энергобалансе страны планируется снизить до 50%.

Устаревшие средства учета электроэнергии (индукционный счетчик) сдерживают переход на учет электроэнергии по зонам суток и связанную с ней многотарифную систему оплаты за потребленную электроэнергию. Строящиеся и капитально ремонтируемые дома уже оснащаются электронными счетчиками. В остальных жилых домах этот процесс также будет осуществляться. Дифференцированная система учета электроэнергии станет несомненным плюсом для конечных потребителей, которые реально смогут экономить. Для энергетиков и экономики ее внедрение позволит сократить штат контролеров, вести точный учет потребления энергии, выявлять неисправности.

Населению Беларуси необходимо обучиться максимально экономить энергию, воду и тепло. В стране треть электроэнергии расходуется на коммунальные нужды, в то время как оплачивается примерно 34% затрат на производство жилищно-коммунальных услуг. В настоящее время введена оплата за электроэнергию, воду и газ по дифференцированным тарифам. Установлены определенные нормативы на потребление энергии. Если в течение месяца семья перерасходует норму, то придется заплатить за излишек по повышенному тарифу. Подобное новшество не ущемляет права граждан, но заставляет каждого жителя задуматься о более рациональном и бережном расходовании электроэнергии, воды и газа.

Эти и некоторые другие мероприятия позволят сэкономить примерно 10 млрд р., что даст возможность сократить нагрузку на местные бюджеты, обеспечивающие перекрестное субсидирование коммунальных услуг.

Совершенствование производственной структуры ТЭК будет осуществляться по следующим направлениям:

 диверсификация поставщиков и видов ТЭР;  оптимизация топливно-энергетического баланса путем уве-

личения местных видов топлива, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии;

 активизация работ по строительству мини-ТЭЦ для совместной выработки энергии в когенерационном режиме.

173

К приоритетным направлениям совершенствования структуры ТЭК отнесено развитие генерирующих мощностей на основе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, создание мини-ТЭЦ на МВТ, использование вторичных энергоресурсов, перевод котельных на МВТ.

Сегодня Беларусь стала полностью самодостаточной страной в энергообеспечении. Мощности наших электростанций покрывают все потребности экономики и социальной инфраструктуры: 55% в структуре потребления занимает промышленность, 23 – население, 22% – остальные потребители.

Встране идет масштабная модернизация производственных фондов энергосистемы, что позволило сэкономить около 3 млн т у. т., или около 0,5 млрд дол. США.

Строительство Белорусской АЭС предопределило и успех модернизации, и то, что в системе Минэнерго были сохранены и развиты научный, проектный, производственный потенциалы, а также высокопрофессиональные кадры.

Один из важнейших факторов в области энергосбережения – информированность специалистов и широких кругов населения

ометодах и способах эффективного использования энергии.

ВРеспублике Беларусь в средствах массовой информации имеются публикации, транслируются телевизионные ролики, показывающие необходимость и методы эффективного использования энергии. Для специалистов издаются журналы «Энергоэффективность», «Энергия и менеджмент». Создан учебный центр при государственном предприятии «Белэнергосбережение». В высших и средних специальных учебных заведениях введено преподавание дисциплин «Основы энергосбережения», «Энергосбережение и энергетический менеджмент».

Обширную информацию по энергосбережению можно найти на сайтах интернета, которые позволяют ознакомиться с новостями, методами обучения, некоторыми электронными публикациями, нормативами и другой полезной информацией в области эффективного и рационального использования энергии.

13.2. Мировойопытэнергосбережения

Методы энергосбережения за рубежом могут представлять интерес для Республики Беларусь в переходный период ее экономического развития.

174

Большинство европейских стран и США сумели преодолеть энергетический кризис в основном благодаря использованию возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. Многолетний опыт стран ЕС в использовании биомассы показывает, что и в ближайшей перспективе он будет широко востребован. В ЕС биомасса в последнее время составляет более половины всех возобновляемых источников энергии. На данный момент биомасса удовлетворяет около 4% потребности стран ЕС в общем энергопотреблении и примерно 11% в производстве тепла. Такое широкое применение она получила благодаря тому, что имеет относительно низкую стоимость, меньшую зависимость от поставщиков импортируемого топлива, локальное размещение способствует сокращению выбросов парниковых газов.

Одним из мировых лидеров по использованию возобновляемых источников энергии (в частности, по выработке биогаза) является Германия, в которой функционирует порядка 5 тыс. биогазовых установок и каждый год создается 500 новых, использующих в качестве сырья биомассу. Продукт, образуемый в результате ее переработки, имеет в своем составе 55–70% метана, что делает биогаз горючим. Каждый кубометр такого газа, сгорая, выделяет столько же тепла, сколько 0,6 м3 природного газа, 0,74 л нефти, 0,65 л дизельного топлива, 0,48 л бензина.

Правительством Германии ставятся задачи в ближайшие 10 лет внедрить от 100 до 200 тыс. биогазовых энергетических установок суммарной электрической мощностью, эквивалентной двум атомным электростанциям. Это свидетельствует о приоритетности биогазовой энергетики как наиболее эффективной и экологически чистой.

ВЕвропе завершена работа по пересмотру пакета стандартов по энергопотреблению и климатизации зданий. Новая директива по энергетическим характеристикам зданий направлена на снижение электропотребления и увеличение доли энергии от возобновляемых источников. Предусмотрено, что все строящиеся здания в ЕС должны соответствовать показателям зданий с минимальным или нулевым потреблением энергии, и в большей степени эта энергия должна будет покрываться из возобновляемых источников.

Встранах ЕС также используются методы стимулирования развития энергогенерирующих технологий на возобновляемых энергоресурсах. Например, в Австрии, Италии, Нидерландах обеспечивается поддержка капитальных вложений в проекты по возобновляемым источникам энергии. Германия оказывает поддержку

175

в виде льготных займов, а Португалия снизила НДС на оборудование для возобновляемых источников энергии.

Впоследнее время в большинстве развитых стран мира в качестве возобновляемых источников теплоснабжения наибольшее распространение получили системы использования солнечной энергии.

Солнце обрушивает на Землю такое количество энергии, что, если преобразовать ее всю в другие виды энергии, хватило бы на тысячи цивилизаций.

Лидерство в этом вопросе принадлежит Германии и Японии, в которых проводится активная государственная политика по использованию солнечной энергии.

ВГермании уже 20 лет существует программа, по которой 300 тыс. зданий должны быть оборудованы солнечными энергетическими системами. Для стимулирования граждан, поставляющих энергию от собственных солнечных панелей на крыше в национальную энергосеть, предоставляются низкопроцентные кредиты сроком на 10 лет.

Считается, что солнечная панель площадью 50 м2 обеспечивает экономию до 3000 евро в год, эмиссия углекислого газа в атмосферу в масштабах страны снизится на 350 млн т в год. По прогнозам специалистов, к 2050 г. в Германии доля электрической энергии, получаемой от солнечных установок, составит 9,8%, а доля тепловой энергии – 20,5%.

ВЯпонии домовладельцам, имеющим на крышах домов установки, использующие энергию Солнца, компенсируется до 50% затрат на их сооружение. В конце 2010 г. общая площадь подобных установок превышала 42 млн м2. Затраты на эти системы за 10 лет начиная с 1995 г. уменьшились почти в 4 раза. Основной упор делается на применение солнечных систем для нагрева воды в частных домах, число которых достигает 15% от общего числа этого жилого фонда.

ВИзраиле с начала 1980-х гг. около 80% всех водонагревательных установок приходится на долю солнечных систем, и их количество продолжает увеличиваться.

ВКитае уже к концу 2003 г. приходилось до 60% общей площади всех солнечных абсорберов в мире, хотя в этой стране отсутствует государственная поддержка солнечной энергетики. Тем не менее в пересчете на 1 тыс. жителей страны в Китае площадь солнечных абсорберов составляет лишь 7,4 м2 на 1 тыс. человек, в то время как в Австрии она равна 20,5 м2 на 1 тыс. чел., а в Израиле достигла 52,3 м2 на 1 тыс. жителей. Экономические расчеты показывают, что все затраты на оборудование солнечных систем

176

окупаются за два-четыре года, а длительность гарантированной эксплуатации составляет около 30–40 лет.

В США к 2020 г. доля энергии, произведенной на основе возобновляемых источников, составила 25% от общего производства. На эти цели выделялись целевые субсидии на сумму 15 млрд дол. ежегодно.

К 2050 г. выбросы парниковых газов в атмосферу должны быть снижены не менее чем на 80%. В 2025 г. на заводах США планируется производить не менее 1 млн гибридных автомобилей с топливной экономичностью на уровне 1 галлона (3,8 л) топлива на 150 миль пробега.

Снижение транспортного энергосбережения и диверсификации первичных источников энергии должно обеспечить для США возможность примерно через 10 лет полностью отказаться от прямого нефтяного импорта из Венесуэлы и стран Ближнего Востока.

Интересен опыт Японии в энергосбережении. В Саппоро, например, начала действовать первая в мире установка по утилизации тепловых калорий метрополитена, источником которых является освещение станций, тепло пассажиров и тепловая энергия, образующаяся при торможении состава электропоездов. Эта установка на первых порах обслуживала 20 га городской территории, обеспечивая жителей теплом и горячей водой зимой и кондиционированием воздуха летом.

Японцы используют тепло и от канализационных вод. Крупнейшая энергетическая компания Японии ТЕРСО реализует проект по созданию в столичном регионе сети заправочных станций для электромобилей. В 2009 г. установлено 200 устройств для быстрой подзарядки, а в течение ближайших лет их число предполагается довести до 1 тыс. Японские автомобильные гиганты уже начали производство и продажу электромобилей. Конкурентоспособность таких машин на фоне роста цен на бензин стремительно растет, однако их распространению пока мешает неразвитость инфраструктуры.

Дания – один из лидеров по внедрению энергосберегающих технологий. За последние 25 лет были осуществлены интенсивные исследовательские программы, результатом чего стало внедрение широкого спектра энергосберегающих технологий. С самого начала данного процесса ключевое место в обеспечении комплексного процесса энергосбережения отводилось техническому усовершенствованию и внедрению самых современных энергосберегающих технологий. В результате Дания сейчас занимает ведущее место в мире по эффективности использования топлива и энергии.

177

Втечение уже более 20 лет годовой объем потребления страной энергоресурсов остается практически не изменным. В то же время производство ВВП возросло за эти годы более чем в 1,5 раза.

Дания имеет наиболее сильные позиции в Европе в области коммунальных систем теплоснабжения и децентрализованной комбинированной выработки тепла и электроэнергии (КВТЭ).

Внастоящее время более 10% территории Дании покрыто лесом. Лесная древесина используется в деревообрабатывающей промышленности, а отходы – для производства энергии. Долгосрочной перспективой правительственной программы развития энергетики в Дании предусматривается:

 предотвратить энергетические кризисы;  уменьшить зависимость от импорта топлив;

 увеличить использование экологически более чистых топлив (соломы, древесины, жидких стоков и бытовых отходов);

 устойчиво развивать энергетический сектор;  уменьшить выбросы углекислого газа.

Опыт стран ЕС и США в использовании возобновляемых и нетрадиционных источников энергии показывает, что этот сектор энергетики может и должен быть применен в наибольшей степени и в кратчайшие сроки.

Контрольные вопросы и задания

1.Как совершенствуется производственная структура ТЭК Республики Беларусь?

2.Какие существуют направления совершенствования производственной структуры ТЭК?

3.Укажите основные методы энергосбережения, используемые в Германии и других странах.

4.Дайте характеристику энергосберегающей политики США.

5.Дайте характеристику энергетической политики Японии и Дании.

ГЛАВА14. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕПРОБЛЕМЫЭНЕРГЕТИКИ

14.1. Взаимосвязьэкологиииэнергосбережения

Предмет изучения экологии – охрана окружающей среды. Данное направление связано с энергетикой, поскольку энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окружающую среду, загрязняя ее. В первую очередь это выбросы вредных

178

веществ от сжигания топлива в котлах, промышленных печах, а также отработанных газов автомобилей, которые изменяют состав атмосферного воздуха, часто приближая концентрации токсичных веществ к опасным по биологическому действию на человека, животных, растения, приводят к быстрой коррозии металлов. Загрязнение атмосферного воздуха увеличивает скорость коррозии металла в 10–20 раз.

Развитие энергетики и промышленности сопровождается увеличением потребления топлива, обрабатываемых материалов и ростом количества образующихся токсичных веществ. Остановить экономический рост государств невозможно, по крайней мере, пока не будут ликвидированы различия между развитыми и развивающимися странами в уровне жизни и показателях развития человеческой личности. Однако продолжающийся рост потребления материалов и объемов производства может привести человечество к экологической катастрофе, поэтому необходимо переходить к более ресурсосберегающим и устойчивым моделям потребления и производства, что будет способствовать снижению вредных выбросов в атмосферу и улучшению состояния окружающей среды.

Мероприятия по защите воздушного бассейна от загрязнения не являются убыточными, так как ущерб, причиняемый загрязнением воздуха здоровью населения, урожайности сельскохозяйственных культур, лесам и паркам в крупных городах составляет значительные суммы. Этот фактор особенно важен для Беларуси, где энергогенерирующие технологии в основном базируются на топливоиспользующих установках. Взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию – уменьшаешь отрицательное воздействие на окружающую среду.

Объекты энергетики, где в качестве первичной энергии в первую очередь используется углеводородное топливо, являются источниками вредных выбросов в окружающую среду. В процессе горения топлива наряду с выделением тепловой энергии с отходящими газами выбрасывается ряд веществ, оказывающих отрицательное воздействие на биосферу.

При сжигании твердого топлива (угля, древесины, торфа) в атмосферу поступают летучая зола с частичками недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, фтористые соединения, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива.

При сжигании жидкого топлива (мазута) с дымовыми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды, окись

179

азота, соединения ванадия, соли натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при их чистке.

Природный газ – наиболее экологически чистый вид топлива по сравнению с твердыми и жидкими его видами, поскольку выбросы оксидов азота у него в среднем на 20% ниже, чем у вышеназванных.

При сгорании биомассы углекислого азота выделяется не больше, чем при естественном разложении в природе. Переработка навоза путем анаэробного сбраживания уменьшает выделение азота в грунтовые воды и метана в атмосферу.

В улучшении экологической обстановки могут сыграть роль и другие возобновляемые источники энергии, например Солнце, ветер и вода.

Так, гелиоустановки оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Однако следует указать, что под их влиянием происходит разрушение некоторых материалов (например, полимеров). При этом кроме дополнительного потребления энергии на их воспроизводство требуется еще их переработка и захоронение.

Ветроэнергетические установки оказывают значительно меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду, чем замещаемые ими энергогенерирующие технологии на основе углеводородного топлива. Однако строительство и эксплуатация ВЭУ связаны с необходимостью отчуждения земель (в том числе и сельскохозяйственного назначения) и изменением окружающего ландшафта. Кроме того, ВЭУ создают шум и вибрации, являются источником электромагнитного излучения. Шум вызывает раздражение, мешает работе, может приводить к функциональным изменениям в организме человека. Электромагнитное излучение создает радио- и телепомехи, распугивает птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни. При большом скоплении на одной площадке может существенно исказиться естественное движение воздушных потоков, что приведет к непредсказуемым последствиям. Чтобы избежать некоторых воздействий, требуется создание санитарной зоны от нескольких сотен метров до 2 км.

Развитие гидроэнергетики требует создания водохранилищ, что сопряжено с отчуждением земель, в том числе ценных для производства сельхозпродукции и развития животноводства, их затоплением. В первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много разложившейся растительности. Ее гниение может привести к выделению огромного количества парникового газа и двуокиси углерода. Кроме того, в водохранилищах по раз-

180