12. Энергетические ресурсы.
Доля первичных энергоресурсов в производстве энергии: нефть – 39%, газ – 23%, уголь – 27%, гидро – 6%, уран – 4%, др источники – 1%, оставшиеся - 7% возмещаются использованием возобновляемых источников энергии, т.е. воды, солнца, ветра, биомассы и другой геотермики. Среди геологических топливно-энергетических ресурсов, совокупный объем которых оценивается в 6,3 трлн. т.у.т., самые крупные запасы в мире принадлежат твердому топливу. Его объемы составляют 3971 млрд. т.у.т. Меньше всего в природе представлены запасы урана (674,6 млрд. т.у.т.). Для нефти и газа характерна средняя степень обеспеченности - 788 млрд. и 851 млрд. т.у.т., соответственно. Долевая структура геологических топливно-энергетических ресурсов в мире: уголь – 63,3%, газ – 13,5%, нефть – 12,5%, уран – 10,7%. Современное состояние мировой энергетики характеризуется рядом противоречивых особенностей: Во-первых, это связано с неравномерностью и дисперсностью размещения геологических энергетических ресурсов по регионам земного шара. Так, крупнейшими энергосырьевыми державами мира, обеспечивающими в сумме более двух третей мирового объема добычи, являются страны Ближнего и Среднего Востока, Китай, Россия, отчасти Австралия (по углю) и ЮАР (по углю). В то же время наименьше всего обеспечены энергетическими ресурсами страны Северной Америки, Западной Европы,которые, тем не менее, являются основными потребителями сырья. Во-вторых, неравномерность потребления энергетических ресурсов по регионам земного шара. В результате экономически развитые страны, обеспеченные наименьшим количество сырья, потребляют около 80% энергоресурсов, добываемых и производимых в мире. При этом, среднедушевое энергопотребление в них достигает 11-13 тыс. т.у.т., что более чем в 6 раз выше среднемирового показателя (2 тыс. т.у.т.). В-третьих, в мире существует резкая диспропорция между объемом различных видов топлива в разведанных запасах и их долей в производстве энергии. В частности, нефть и газ обеспечивают 61% мирового энергопроизводства, хотя на них приходится только 26% разведанных запасов, а уголь, при наилучшей обеспеченности доказанными запасами (63,3%), вырабатывает лишь 26% энергии (по другим оценка сегодня на уголь приходится 15%, на нефть – 40%, на газ – 45%) . Пермский край. В энергоресурсах Пермского края доля природного газа 80%. Резервное топливо на трёх ТЭЦ –уголь (Чайковская, Краснокамская, Яйвинская). На остальных крупных ТЭЦ, ГРЭС, водогрейных и газовых котельных резервным топливом является мазут. Пермская ГРЭС, Яйвинская ГРЭС, Камская и Воткинская ГЭС.
Основные пути энергосбережения. В теплоснабжении России до 90-ых годов реализовывались два базовых принципа: 1) Комбинированное (совместное) производство электрической и тепловой энергии, осуществляемой на ТЭЦ. Первый принцип позволяет повысить тепловую экономичность энергетического производства. 2) Централизация теплоснабжения, т.е. передача теплоты от одного или нескольких источников, работающих на одну тепловую сеть, многочисленным тепловым потребителям. Обеспечивает экономию топлива за счёт: - утилизации теплоты, - более высокого К.П.Д. крупных промышленных и районных котельных, а также мощных котельных установок крупных ТЭЦ по сравнению с мелкими местными котельными, работающими на низкокалорийных; многозольных дорогих видах твёрдого топлива; - более рациональной загрузки источников теплоты.
Тепловая эффективность ТЭЦ улучшается при: - повышении начальных параметров пара;- снижения давления пара в отборах турбин; - применении многоступенчатого подогрева сетевой воды; - увеличение числа часов использования тепловой мощности отборов; - ограничение доли конденсационной выработки электрической энергии на ТЭЦ.
Теплоснабжение: Актуальные задачи по совершенствованию систем транспорта и распределения теплоты в тепловых сетях: -расширение диапазона безопасных гидравлических режимов; -полноценного использования блокированных связей между смежными тепломагистралями или смежными ТЭЦ; -снижение потерь сетевой воды при авариях на магистральных теплопроводах; -обеспечения автономной, независимой от тепловой сети циркуляции воды в системах 12.1.теплопотребления; -более широкого использования автоматического группового и местного регулирования.
Основные пути снижения удельного расхода сетевой воды: -повышения температуры сетевой воды в подающих трубопроводах до экономически оправданного уровня; -снижение температуры сетевой воды в обратных трубопроводах.
Основной путь повышения надёжности и долговечности тепловых сетей: - защита от внешней коррозии стальных труб (70% всех повреждений), что достигается: - применение при возможности наземных способов укладки теплопроводов; - применение теплопроводов индустриального изготовления с тепловой изоляцией из пенополиуретана (теплопроводность =0,03 – 0,05 вт/(мК), т.е. в три раза меньше, чем у минеральной ваты), с защитой от увлажнения полиэтиленовой оболочкой, с бесканальной укладкой. - установкой на теплопроводах сильфонных компенсаторов температурных деформаций вместо сальниковых.
Потребление. Для потребителей тепловой энергии более экономичны индивидуальные тепловые пункты - это автономные теплоэлектростанции вблизи потребителя (АТЭЦ на базе газо-поршневых двигателей блочно-модульного типа). Подобное решение обеспечивает: - снижение пикового расхода топлива по сравнению с централизованным тепло- электроснабжением в 4 раза, по сравнению с вариантом крышных котельных – в два раза, -отказ о строительства РТС, ЦТП, ЛЭП, -резкое снижение стоимости инженерных коммуникаций за счет снижения их протяженности и, соответственно, снижение эксплуатационных и ремонтных издержек, -более высокий КПД агрегатов.
Дополнительно: -применение стеклопакетов, - введение покомнатного регулирования Т, - установка в каждой квартире специального прибора ограничения пиковой и исполнения установленной мошности
КПД использования топлива в теплопроизводящих установках. При выработке электрической энергии на КЭС в окружающую среду отводится до 60% теплоты, производимой в цикле, т.е. тепловой кпд не более 40%. Тепловой кпд котельных, даже устаревших, работающих на твёрдом топливе, составляет 50-55%, а в крупных современных районных котельных на жидком топливе или газе 80-85% и более.