ОЭиЭ -2сем №1

13

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Кафедра экологии

Контрольная работа №1 по дисциплине

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

вариант 60

Минск 2010

30. Структура энергопотребления в Республике Беларусь.

Основной задачей развития и функционирования топливно-энергетического комплекса страны является надежное и эффективное обеспечение энергоресурсами потребителей Республики Беларусь с использованием наиболее эффективных технологических и технических решений в условиях постоянного роста производства и, как следствие, потребления энергоресурсов.

рис. 1

рис. 2

Потребление тепловой и электрической энергии в течение времени суток носит неравномерный характер (рис. 3).

рис. 3 Среднесуточный график потребления электроэнергии в рабочий день

Также неравномерный характер представляет потребление тепловой энергии в зависимости от времени года.

Режимы расходования теплоты различными предприятиями различны.

Существуют потребители, расходующие теплоту круглый год, например, горячее водоснабжение, но неравномерно (в течение суток, недели, месяца и т.д.). Некоторые потребители расходуют теплоту в течение всех дней недели, другие потребляют ее на технологические нужды лишь в рабочие дни, а в субботу и воскресенье оставляют работающими только системы отопления. Неравномерное потребление теплоты в течение суток характерно для предприятий с одно-, двухсменным режимом работы. Потребление тепловой и электрической энергии сильно дифференцировано по отраслям народного хозяйства (рис .4).

рис. 4. Структура потребления электроэнергии в республике

В Республике Беларусь основным потребителем электроэнергии является промышленность, а тепловой энергии жилищные организации.

В настоящее время в Беларуси есть централизованная энергосистема электростанций с линиями электропередач и тепловыми сетями, а также развитая система газо- и нефтепроводов. 98% установленной электрической мощности Беларуси представлено тепловыми станциями. Кроме тепловых электростанций в энергосистеме работают 26 малых гидроэлектростанций и блок-станции промышленных предприятий. Наиболее крупными являются: Лукомльская ГРЭС - 2,4 ГВт, Минская ТЭЦ-4 - 1,03 ГВт, Березовская ГРЭС - 0,93 ГВт, Гомельская ТЭЦ-2 - 0,54 ГВт, Новополоцкая ТЭЦ - 0,5 ГВт. Установленная мощность всех энергоисточников в республике составляет 7,82 ГВт.

До 2020 г. основным видом топлива для производства электроэнергии и тепла остается природный газ. После распада СССР энергобаланс Беларуси резко изменился в сторону замещения мазута и угля именно природным газом (рис. 5).

рис. 5 Изменение структуры потребления топлива в Беларуси в 1990-2006 гг

Источник – Мировое энергетическое агентство http://www.iea.org/statist/index.htm)

В настоящее время газ обеспечивает 95-96% выработки электроэнергии. Основным потребителем природного газа является государственный концерн «Белэнерго» (58%). Промышленность и транспорт потребляют 18% газа, причем несколько предприятий нефтехимической отрасли расходуют около более половины этого объема. 90 городов из 104 и 60 поселков городского типа из 110 отапливаются газом.

Однако следует отметить, что газовая энергетика Беларуси является крайне неэффективной. КПД в среднем по газовым ТЭС составляет примерно 27% (39% по ГРЭС и 19% по ТЭЦ), при том, что нынешние технологии позволяют достигать КПД до 60%. Даже с учетом значительной доли ТЭЦ (более половины установленной электрической мощности) эффективность использования голубого топлива является низкой.

Ремонты и неравномерность потребления приводят к низкому коэффициенту использования установленной мощности.

Беларусь не обеспечивает себя электроэнергией и покрывает дефицит за счет импорта, преимущественно из России и Литвы, параллельно экспортируя электроэнергию, преимущественно в Польшу (рис. 6).

рис. 6 Баланс электроэнергии Республики Беларусь. Источник: Госкомстат Беларуси

Себестоимость производства электроэнергии в первую очередь определяется ценой на газ. Согласно контракту поставок газа, цена на газ привязана к среднеевропейской цене с учетом понижающего коэффициента. К 2011 году Беларусь должна выйти на оплату газа по европейской цене. В результате моделирования было установлено, что, если не будут предприняты меры, через 5-7 лет при сложившемся уровне энергопотребления повышение цен на газ до 230 долл. США за 1000 м³ может привести к снижению ВВП на 15,7% и конечного потребления на 20%. Поэтому рост экономики оказывается в значительной зависимости от эффективности использования природного газа.

В ближайшие 10 лет планируются модернизация и расширение практически всех действующих тепловых электростанций, замена значительной части электрических и тепловых сетей, подстанций, ввод ряда генерирующих мощностей на альтернативных газомазутному топливу источниках.

Низкая обеспеченность собственными природными ресурсами, большая доля природного газа в топливно-энергетическом балансе республики, резкое колебание цен на нефть, зависимость от импорта энергоресурсов (большая часть которых поставляется из России), региональные конфликты в мировом сообществе, нештатные ситуации, вызванные невыполнением договоров внешними партнерами, - все эти внутренние и внешние угрозы оказывают непосредственное влияние на энергетическую безопасность Беларуси.

Сложная ситуация с энергоносителями заставляет наше государство искать альтернативные источники их получения. Предусмотрено получение не менее 25% объема производства электрической и тепловой энергии за счет использования местных видов топлива и других источников энергии на период до 2012 года. Предстоят модернизация и создание новых энергетических объектов - торфяных ТЭС и мини-ТЭЦ. Ведется проработка вопроса о строительстве атомной электростанции.

Однако следует отметить, что строительство АЭС приведет только к частичному решению проблемы зависимости от импорта газа. Атомная генерация позволит заместить примерно 4,35 млрд. куб. м газа. Без учета газа, который используется в качестве сырья (3 млрд. м³), абсолютное сокращение потребляемого газа составит к 2020 г. примерно 23% – снижение импорта газа для энергетики с 18,5 млрд. куб. м до 14,1 млрд. куб. м. По другим оценкам, сокращение составит 3,51 млрд. куб. м или 20%. С учетом газа, необходимого для дополнительного горячего резерва эффект сокращения будет еще ниже.

Строительство, эксплуатация и демонтаж АЭС ведут к значительным экономическим и технологическим рискам, требующим отдельного рассмотрения.

Выбор реактора российского производства ВВЭР-1000 означает и выбор поставщика уранового топлива. Ни одна страна, имевшая построенные Советским Союзом АЭС, не смогла сменить поставщика ядерного топлива, что подтверждает тезис об очередной монопольной зависимости Беларуси от России.

Снижение энергопотребления в результате экономического кризиса делает решение о строительстве дорогой АЭС, которое будет продолжаться как минимум восемь лет, крайне рискованным.

Таким образом, строительство АЭС только частично решает проблему замещения импорта газа, создавая при этом массу новых проблем, в том числе для бюджета Беларуси, так как изначально убыточный ядерно-топливный цикл будет постоянно требовать дотации на протяжении десятилетий. При наличии альтернативных более дешевых и безопасных способов сокращения потребления газа, атомный сценарий является дорогим и самым рискованным.

С учетом этого видится целесообразным, как минимум, отложить решение о строительстве АЭС. Как максимум, принять решение о развитии в республике возобновляемой энергетики – до 2020 года на основе биомассы и утилизации ветрового потенциала, а в перспективе и солнечной энергии.

Таким образом, существует тесная взаимосвязь между энергопотреблением, энергообеспечением, богатством и благосостоянием народа. Уровень развития общества определяется способом его энергообеспечения. Ещё 100 лет назад 98% потребляемой энергии приходилось на мускульную силу человека и животных. Энергия, вырабатываемая ветровыми мельницами, водяными колёсами, паровыми и электрическими машинами составила лишь малую долю в 2%. В настоящее время в результате научно-технического прогресса почти всю тяжёлую работу выполняют машины, а на мускульную силу людей приходится меньше 1% энергии. Пользование даровыми природными энергоресурсами (ветром и солнечным теплом) способствовало зарождению и становлению цивилизации. Последовательно сменяющиеся виды энергоносителей – дрова, уголь, нефть, газ и, наконец, ядерное топливо – это этапы прогресса, который, создавая блага для человечества, вместе с тем ухудшает экологическую среду, уменьшает предел экологической среды обитания человека. Поэтому необходимость повышать энергетическую и экономическую безопасность Республики Беларусь, при этом значительно сокращать импорт газа за счет модернизации газовой энергетики Беларуси и использования возобновляемых источников энергии.

Литература

Основы энергосбережения: Цикл лекций / Под ред. Н. Г. Хутской. – Мн.: Тэхналогiя, 1999.

Донской Н.П., Донская С.А. Основы экологии и экономика природопользования. – Мн., 2000.

Кирвель И.И. Энергосбережение. Конспект лекций – Минск, 2007.

Маврищев В.В. Основы экологии. – Мн., 2003.

Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы. – С.-Пб., 1997.

Шимова О.С. Основы экологии и экономика природопользования: Учеб. / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. 2-е изд., перераб. и доп. – Мн., 2002.

Материалы глобальной сети Интернет

2. Определить размер зоны активного загрязнения (ЗАЗ) и оценить эффективность природоохранных мероприятий по защите атмосферы центральной части города от загрязнения выбросами промышленного предприятия для исходных данных, приведенных в табл. 3, 4.

Таблица 3

Данные для расчетов

Параметр	Доля от общей площади ЗАЗ, %
	1
Центральная часть города (доля от общей площади ЗАЗ), %	30
Высота источника, м	150
Температура в устье источника, 0С	110
Скорость оседания загрязнения, см/с	0,5
Температура окружающей среды, 0С	20
Скорость ветра на уровне флюгера, м/с	2
Капиталовложения в очистное оборудование, млн р.	400
Эксплуатационные расходы, млн р./год	30

Таблица 4

Данные для расчетов

Вариант	Наименование вещества	Масса выброса, тыс. т/год
		до установки систем очистки	после установки систем очистки
1	Аммиак	40	10
	Сернистый газ	30	10
	Диоксид серы	30	8

Решение:

Размер ущерба , причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферу, вычисляется по формуле:

где

– константа, численное значение которой составляет 400 руб./усл.т. (по состоянию на 2006 год)

– показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над различными территориями (для центральной части города с населением свыше 300 тыс. чел. – 8)

– поправка, учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере.

Для скорости оседания загрязнения менее 1 см/с принимают

– приведенная масса годового выброса загрязнений из источника.

– безразмерная поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере.

– высота источника.

– скорость ветра на уровне флюгера

– показатель относительной опасности примеси i-того вида.

– масса годового выброса примеси i-того вида в атмосферу.

– значение разности температур в устье источника и окружающей среды .

- приведенная масса годового выброса загрязнений из источника до установки систем очистки.

– показатель относительной опасности примеси аммиака.

– показатель относительной опасности примеси сернистого газа.

– показатель относительной опасности примеси диоксида серы.

- масса годового выброса примеси аммиака в атмосферу до установки систем очистки.

- масса годового выброса примеси сернистого газа в атмосферу до установки систем очистки.

- масса годового выброса примеси диоксида серы в атмосферу до установки систем очистки.

- приведенная масса годового выброса загрязнений из источника после установки систем очистки.

- масса годового выброса примеси аммиака в атмосферу после установки систем очистки.

- масса годового выброса примеси сернистого газа в атмосферу после установки систем очистки.

- масса годового выброса примеси диоксида серы в атмосферу после установки систем очистки.

Отсюда размер ущерба причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферу до установки систем очистки:

^х

хх (20 х 40+22 х 30+22 х 30) = 2080426,6 (руб.)

а размер ущерба причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферу после установки систем очистки:

^х

хх (20 х 10+22 х 10+22 х 8) = 584874,64 (руб.)

Э = 2080426,6 – 584874,64 = 1495552

З = 30 + 0,12 х 400 = 78

Е = = - 0,266

Е < Е_н

-0,266 < 0,12, следовательно, воздухозащитные мероприятия неэффективны

Ответ:

Размер ущерба причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферу до установки систем очистки – 2080426,6 (руб.).

Размер ущерба причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферу после установки систем очистки – 584874,64 (руб.),

воздухозащитные мероприятия неэффективны.