- •Введение
- •I. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
- •1.1 Цель преподавания дисциплины
- •1.2. Задачи изучения дисциплины
- •1.3. Связь дисциплины с другими учебными дисциплинами
- •II. Темы лекций и их Содержание
- •Тема 1. Взаимоотношение человека и природы на современном этапе.
- •Тема 2. Теоретические основы экологии
- •Тема 3. Основные компоненты биосферы
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •Тема 5. Организация экологического контроля в Республике Беларусь.
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Тема 7. Роль энергетики в развитии человеческого общества.
- •Тема 8. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 9. Нетрадиционные способы получения энергии.
- •Тема 10 Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и в быту.
- •Краткий конспект лекций по разделу «Основы экологии»
- •Тема 1. Взаимоотношение человека и природы на современном этапе.
- •1.1. Введение
- •1.2. Экологические проблемы современности.
- •1.3. Основные принципы природопользования и охраны природы.
- •1.4 Правовое регулирование природопользования и природоохранной деятельности в Беларуси
- •Тема 2. Теоретические основы экологии.
- •2.1.Экологические факторы среды
- •2.2. Учение в.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.
- •2.3.Ноосфера - единство биосферы и человека.
- •2.4. Основные законы и принципы экологии (по б.Коммонеру и н.Ф. Реймерсу).
- •2.5. Сущность нового биосферного мировоззрения.
- •Тема 3. Основные компоненты биосферы
- •3.1 Атмосфера-состав, строение, свойства, атмосферы.
- •3.1.1. Загрязнение воздушного бассейна, качество воздушной среды,
- •3.1.2 Основные направления охраны атмосферного воздуха
- •3.1.3. Методы защиты атмосферы от загрязнений
- •3.2. Гидросфера - значение водных ресурсов, их классификаця.
- •3.2.1. Источники загрязнения водных ресурсов
- •3.2.2. Проблемы обеспечения населения питьевой водой.
- •3.3. Земля как средство производства и пространственный базис развития общества
- •3.3.1.Плодородие земли.
- •3.3.2. Экологическое значение лесных и других биологических ресурсов.
- •3.3.3. Растительность Беларуси.
- •3.3.4. Особенности лесопользования и лесовоспроизводства.
- •3.3.5. Охрана и защита лесов.
- •3.3.6. Недра - средства производства и пространственный базис развития общества.
- •3.3.7. Основные направления рационального использования и охраны недр
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •4.1. Температурный режим земли и проблемы его сохранения
- •4.1.1. Антропогенные факторы влияния на тепловой режим Земли.
- •4.1.2. Сохранение теплового баланса Земли – насущная задача человечества.
- •4.2 Рост численности народонаселения. Демографические закономерности в изменении численности населения.
- •4.3 Загрязнение биосферы.
- •Тема 5. Организация экологического контроля в Республике Беларусь.
- •5.1. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •5.2. Сущность и виды мониторинга окружающей среды.
- •5.3. Экологическая экспертиза
- •5.4. Экологический аудит
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Введение
- •6.1. Загрязнение территории республики радионуклидами
- •6.2. Загрязнение атмосферного воздуха
- •6.3. Загрязнение вод
- •6.4. Деградация и загрязнение почв
- •6.5. Заповедное дело, особо охраняемые природные территории
- •6.6. Международное сотрудничество в природоохранной деятельности.
- •6.7. Принципы устойчивого развития.
- •Краткий конспект лекций по разделу «Основы энергосбережения»
- •Тема 7 Роль энергетики в развитии человеческого общества
- •7.1 Предмет, основные понятия и определения
- •7.2. Роль энергетики в развитии общества и эффективность использования и потребления им энергии
- •7.3 Классификация энергетических ресурсов.
- •7.4 Основные источники энергии и топлива. Условное топливо
- •7.4.1 Виды топлив.
- •1. Твердое топливо.
- •7.4.2 Условное топливо
- •7.5 Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
- •7.6 Энергетическая безопасность Республики Беларусь
- •7.7 Организация энергосбережения в рб.
- •Тема 8 Традиционные способы получения энергии
- •8.1 Понятие энергии и ее основные виды. Особенности использования электрической энергии.
- •8.2 Понятие электрических станций и их классификация.
- •8.3 Тепловые электростанции
- •8.4 Атомные электростанции
- •8.5 Гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции
- •Тема 9 нетрадиционные способы получения и использования энергии.
- •9.1 Гелиоэнергетика
- •9.1.1 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую энергию.
- •9.1.2 Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
- •9.1.3 Примеры использования солнечной энергии
- •9.2. Ветроэнергетика.
- •9.2.1 Принцип действия и классификация ветроэнергетических установок.
- •9.2.2 Опыт использования энергии ветра за рубежом и в рб.
- •9.4 Биоэнергетика
- •9.4.1. Термохимические процессы переработки биомассы.
- •9.4.2. Биохимические процессы переработки биомассы.
- •9.4.3. Агрохимические процессы.
- •9.4 Вторичных энергетические ресурсы
- •Тема 10 Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и быту.
- •10.1. Системы энергоснабжения предприятия.
- •10.2. Основные направления энергосбережения в промышленности.
- •10.3. Основные направления энергосбережения в строительстве.
- •10.4. Основные направления энергосбережения в апк.
- •10.5.Экономия электрической и тепловой энергии в быту.
- •10.5.1. Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом хозяйстве.
- •10.5.2.. Направления экономии электрической энергии.
- •10.5.3. Основные направления экономии тепловой энергии.
- •10.5.4. Экономия тепловой энергии при выборе оптимальной конструкции застекления оконных проемов.
- •IV. Практические (семинарские) занятия
- •V. Управляемая самостоятельная работа студентов дневной формы обучения
- •5.1. Методические рекомендации по выполнению работ
- •5.2. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам лекций
- •4.1.1 Управляемая самостоятельная работа по темам лекций
- •Тема 2. Теоретические основы экологии.
- •Тема 3 Характеристика основных компонент биосферы, их состояние и проблемы сохранения.
- •4.2.2 Управляемая самостоятельная работа по темам практических занятий.
- •Тема 5. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •VI. Перечень вопросов для подготовки к сдаче зачета тестированием
- •Тема 1. Теоретические основы экологии
- •Тема2. Экологические факторы
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •Тема 5. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Тема 7. Роль энергетики в развитии человеческого общества.
- •Тема 8. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 9 . Нетрадиционные способы получения и использования энергии.
- •Тема 10. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и быту.
- •VII. Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная литература
7.2. Роль энергетики в развитии общества и эффективность использования и потребления им энергии
Основой жизни на Земле является энергия. За время своего существования человечество постоянно расходовало энергию, накопленную окружающей средой в течение миллионов лет. На начальных этапах своего эволюционного развития человек удовлетворял все свои потребности, используя только мышечную энергию своего тела и прирученных животных.
Следующим шагом человека по пути освоения энергетических источников явилось использование тепловой энергии, получаемой при сжигании древесного топлива. Это позволило ему получить тепло для обогрева жилища и разнообразить пищевой рацион.
Значительным этапом эволюционного развития общества явилось использование человеком энергии ветра и энергии водотоков. В этот период начинают появляться парусные суда, ветряные и водяные мельницы. Расширяется круг технологических процессов, использующих механическую энергию, получаемую от ветряных и водяных энергетических установок.
Растущие энергетические потребности человека вывели его на новый этап развития. В XVIII веке появилась паровая машина, преобразующая энергию топлива в тепловую энергию, а затем в механическую. В оборот вовлекаются все новые источники первичного топлива.
Наступивший XIX век характеризуется как "век электричества". Повсеместно в жизнь человечества начинает внедряться электрическая энергия. Она дала мощный толчок развитию производительных сил и производственных отношений в обществе. С этого момента начинается освоении человечеством новых способов получения и использования энергии: строятся гидравлические и тепловые электростанции большой мощности, сооружаются линии передачи электрической энергии, разрабатываются новые способы производства, преобразования, передачи и использования электроэнергии. Для обеспечения электростанций первичными источниками энергии появляются мощные системы углеснабжения, нефте- и газоснабжения.
В 50-е годы ХХ столетия начинает широко использоваться атомная энергия. Сегодня доля атомной энергии в общемировой выработке энергии составляет 2,2%, а в мировом производстве электроэнергии – 17%.
Таким образом, можно отметить, что энергия сыграла решающую роль в развитии цивилизации. Потребление энергии и накопление информации имеет идентичный характер изменения во времени.
Если проанализировать основные направления, по которым расходуются все потребляемые человечеством источники энергии, то можно выделить следующие 3 группы:
а) энергия питания. Она дает тепло для поддержания температуры тела и энергию для выполнения умственного и физического труда;
б) тепловая энергия для обогрева домов и приготовления пищи.
в) энергия потребная для обеспечения функционирования общественного производства. Это энергия для производства товаров и услуг, перемещения людей и грузов в пространстве, а также для поддержания работоспособности всех систем коммуникаций. Затраты этой энергии на душу населения значительно выше, чем затраты энергии на питание [23].
Овладение источниками энергии всегда было способом выживания человечества. И ныне ее потребление остается одним из важнейших не только экономических, но и социальных показателей, во многом предопределяющих уровень жизни людей.
Эффективность использования и потребления энергии в любой стране оценивается энергообеспеченностью или удельными затратами условного топлива на 1-го жителя страны в год. Сравнительные данные по энергообеспеченности, валовому национальному продукту (ВНП) на душу населения и по энергоемкости ВНП по некоторым странам приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 Данные по ВНП, обеспеченности ТЭР и энергоемкости ВНП по некоторым странам.
№ п/п |
Страна |
ВНП на душу населения, дол. США |
Потребление ТЭР на 1 чел. в год, т У.Т./чел. |
Энергоем-кость ВНП, кг У.Т./дол.США |
Сравнитель-ная оценка энергоемкости ВНП, % |
1 |
Республика Беларусь |
2160 |
3,8 |
1,76 |
100 |
2 |
Украина |
1910 |
4,7 |
2,46 |
140 |
3 |
Россия |
2650 |
5,8 |
2,19 |
124 |
4 |
Германия |
25580 |
5,9 |
0,23 |
13,1 |
5 |
США |
25880 |
11,3 |
0,44 |
25,0 |
6 |
Швеция |
23530 |
8,0 |
0,34 |
19,3 |
7 |
Япония |
34630 |
5,5 |
0,16 |
9,1 |
Анализируя данные, приведенные в таблице 7.1, необходимо отметить, что наибольшее потребление ТЭР среди приведенных стран имеют США – 11,3 т У.Т. на человека в год. В Республике Беларусь потребляется 3,6 т У.Т.. Здесь же приведено и сравнение энергоемкости ВНП стран по отношению к энергоемкости ВНП Беларуси.
Разразившийся в 1973-74 годах первый нефтяной кризис заставил индустриальные страны пойти на чрезвычайные меры, начать разрабатывать новые подходы к энергопотреблению. Для этого экономики этих стран подверглись коренной структурной, технологической и технической перестройке. Начиная с 1980-х годов, они начинают наращивать валовый национальный продукт, практически не увеличивая потребление энергоресурсов. Так, например, США за период с 1973 по 1987 годы увеличили ВНП на 40,2%, а энергопотребление увеличилось всего лишь на 3,2%. Аналогичная ситуация происходила и в промышленно развитых странах Европы. При росте ВНП на 13% потребление энергии в 1985 году оказалось даже на 6% ниже, чем в 1979году. За последние 20 лет энергоемкость ВНП в мире снизилась в среднем на 18%, а в индустриальных странах – на 21 – 27%.
Аналогичная ситуация происходит и в Республике Беларусь (рисунок 7.1). За период времени с 1997 года по 2007 год ВВП страны вырос на 200,5%, а потребление ТЭР осталось практически на том же уровне – 104,5%. Это способствовало снижению энергоемкости ВВП, относительно данных за 1997г., на 47,9%.
Рисунок 7.1 Изменение ВВП, потребления топливно-энергетических ресурсов и энергоемкости ВВП относительно данных 1997 года, %.
Источник: Итоги выполнения мероприятий по реализации в 2007 г. решений Директивы Президента Республики Беларусь № 3 от 14.06.2007г.//"Энергоэффективность".– 2008. №3.- С.3-5.
Показатели энергоемкости ВВП, исчисляемые по паритету покупательской способности, по различным странам мира в 2002 году приведены на рисунке 7.2. Как видно из этих данных энергоемкость ВВП в Беларуси составила 0,73 кг У.Т./доллар США. В России этот показатель оказался равным 0,84, а на Украине – 0,89 кг У.Т./доллар США.
Рисунок 7.2 Показатели энергоемкости ВВП (по ППС) по странам мира.
Это означает, что по энергоемкости ВВП мы постепенно приближаемся к индустриальным странам (Канаде – 0,43, Финляндии – 0.4). Однако, по сравнению с передовыми странами, такими как Германия, Франция и Япония, энергоемкость ВВП превышает их показатели в 2,8 – 3 раза. Это означает, что потенциал экономии ТЭР в Беларуси огромен. Сократить этот разрыв планируется за 2006 - 2010 годы, когда, как это определено в Республиканской программе энергосбережения, предстоит при росте ВВП на 150 – 157% добиться снижения его энергоемкости на 26 – 30%.
Еще одной проблемой экономики Республики Беларусь является энергоемкость продукции наших предприятий. По оценкам зарубежных специалистов энергоемкость продукции в среднем в 2 – 2,5 раза выше, чем в индустриально развитых странах. Так, например, при производстве химических удобрений у нас тратится электроэнергии в 2,3 раза, а тепловой энергии в 2,6 раза больше чем за рубежом. При переработке нефти на наших нефтеперерабатывающих заводах тратится энергии в 1,8 – 2,5 раза больше чем на аналогичных зарубежных заводах. Аналогичная ситуация наблюдается и в других секторах экономики, так энергоемкость сельхозпродукции в 3 – 4 раза выше, чем в развитых странах.
Все выше сказанное показывает, что мировой уровень технологий в сложившейся структуре энергопотребления позволяет в 1,5—2 раза снизить энергопотребление в энергоемких производствах.