Учебники Онлайн


62 Пути преодоления энергетического кризиса

Устойчивое развитие общества возможно лишь при условии преодоления глобального энергетического кризиса. На сегодня по крайней мере два главных пути. Первый - это энергосбережение, а второй - внедрение и использование ния нетрадиционных (альтернативных) и возобновляемых источников энергии (ВИЭЕ).

Энергосбережение - это разработка систем, которые более эффективно используют энергию, т.е. обеспечивают такой же или даже выше уровень отопления, освещения, транспортных услуг и т.п. при меньших энер ргозатратах. Обычно 60-80% потребляемой энергии не превращается в полезную работу, а теряется в виде тепла. Энергосбережение предусматривает значительное снижение этих потерь. Возможности энергосбережения уже шир глаз используются во всем мире. Это, например, сокращение расходов автомобильного топлива, внедрение новых технологий в производственный процесс и др.. Широко применяется такое направление енергозбереже ния, как улучшение теплоизоляции помещений, снижает энергозатраты на отопление и охлаждениеження.

Так же во всем мире происходит осознанная замена традиционных ламп флуоресцентными. В первых коэффициент полезного действия составляет всего 5%, а 95% энергии теряется в виде тепла, а у в флуоресцентных электрических лампах. КПД равен почти 95%.

И наконец, очень перспективное направление энергосбережения - когенерация. Электричество обычно производят на электростанциях, где 60-70% энергии топлива теряется в виде тепла. На отопление расходуется доп налоговое топливо,. Когенерация - это размещение электрогенератора вместе с его источником энергии непосредственно в каждом здании. Если при этом использовать тепло, которое выделяется при получении электричества, для отопления и горячего водоснабжения, можно экономить до 30% и больше топлива. Итак, когенерация - это комбинированное производство теплоты и электроэнергии, обладающая высокой эффективностьюість.

Эффективность когенерации хорошо известна из практики эксплуатации традиционных. ТЭЦ, которые являются одним из технических применений технологии когенерации. С успешным развитием газотурбинных и газо-поршневых двигателей я как поводов электрогенераторов появилась возможность внедрения других технических решений в когенерационных технологиях с коэффициентом использования топлива. Боро%. Все информационные источники указывают на существенного еви технические, экономические, экологические и социальные преимущества когенерации сравнению с раздельным производством тепловой и электрической энергии. Кроме того, в условиях рынка децентрализация генерирующих станций с бильшуе энергетическую безопасность и независимость регионов и отдельных предприятий, а также усиливает конкуренцию в электроэнергетикеиці.

Согласно. Киотскому протоколу 1997 г правительства промышленно развитых стран взяли на себя обязательства по сокращению выбросов парниковых и других вредных газов в окружающую среду. Лучшим средством для достижения й цели является когенерация, поэтому во многих странах развитие и внедрение когенерационных технологий при генерировании электроэнергии регулируются на государственном уровне. Комбинированное производство тепловой и элек метрических энергии позволяет существенно, до 20-30%, уменьшить расход топлива по сравнению с их раздельным производством. Если с помощью когенерационных мощностей компенсировать отработанные мощности тепловых х электростанций, то на каждой тысяче мегаватт можно экономить более 1,5 млн т условного топлива (в п) в год. Комбинированное производство тепловой и электрической энергии позволяет уменьшить выбросы парниковых г азов до 500 кг на каждую. МВт / ч выработанной электроэнергии. На ту же 1000. МВт когенерационных мощностей это дает уменьшение выбросов около 5 млн т в рет на рік.

время эффективной технологией производства электрической и тепловой энергии из органического топлива является когенерация и тригенерация. Когенерационные установки на базе газопоршневых двигателей имеют наивысшую эффект ность преобразования энергии топлива в электричество. Например, для современных установок производства General Electric Jenbacher (мировой лидер в производстве газопоршневых двигателей и электростанций), электр ичний. КПД составляет 43%, а с учетом тепла общий. КПД достигает 90%. Это позволяет свести к минимуму топливную составляющую v себестоимости электроэнергии и, отв овидно, конечной продукцииції.

Устройство когенерационной установки выполняется, как правило, на базе газовой кабины, газодизельного или газопоршневого двигателя и состоит из силового агрегата, микротурбины или соответствующего двигателя генератора, теплообменника и системы управления (рис 61). В газотурбинных установках основное количество тепла отбирается из системы выхлопа. В газопоршневых и газо-дизельных установках отбор тепловой энергии происходит от масляного радиатора, а также от системы охлаждения двигателя. Избыточное тепло может также направляться в холодильные машины для производства холода, с последующей реализацией в сист. Эмах кондиционирования. Подобная технология называется тригенерациирацією.

Схема роботи когенераційної установки

Рис 61. Схема работы когенерационной установки

Например, на молокоперерабатывающих предприятиях используют когенерационные технологии и технологии тригенерации для собственной комбинированной выработки дешевой электроэнергии и тепловой энергии при спал формулировкой природного газа с максимальной эффективностью в когенерационных газопоршневых установках и преобразующих тепловую энергию в холодоноситель для использования в технологических производственных процессах м олокозавод.

Для электро и теплоснабжения жилых, административных и производственных зданий применяют современные модульные полностью автоматизированные когенерационные установки в контейнерном исполнении (рис 62). Конте йнер содержит все необходимое оборудование, благодаря чему он полностью готов к эксплуатации, значительно сокращается время на монтаж и подключение к внешним системам. Контейнер используют как отдельно расположена вана, пристроенную или крышную зданиевлю.

Контейнерне виконання модульної когенераційної установки

Рис 62. Контейнер выполнения модульной когенерационной установки

Итак, конкретными и неоспоримыми преимуществами собственной когенерационной электростанции есть такие:

- более эффективное использование дорогостоящего топлива (общий коэффициент использования топлива в установках достигает 90%);

- возможность получения дешевой электроэнергии для потребителей предприятия;

- получение необходимого количества дешевого теплоносителя для технологии тригенерации;

- снижение уровней выбросов вредных веществ и парниковых газов;

- внедрение передовой высокоэффективной технологии тригенерации в технологический цикл предприятий

Разные страны мира по-разному внедряют технологии энергосбережения зависимости от своих экономических, экологических, социальных и других возможностей, но все понимают, что без этого дальнейшее развито ок уже не возможно.

Современное развитие мировой экономики неотъемлемо связано с ростом темпов производства энергии. Это обусловлено многими факторами, в частности, общим увеличением мирового товаропроизводства, решения витком транспорта и телекоммуникаций, разработкой отдаленных месторождений полезных ископаемых, утилизацией отходов, ростом потребления энергии в быту (отопление, освещение, питания бытовой техники), тех ночным перевооружением армий т.п.. Поэтому темпы роста производства энергии в настоящее время превышают темпы роста населения. Земли сейчас перед энергетикой стоит много проблем, и наиболее острая - проблема й й источников. На сегодня 6 млрд. населения. Земли потребляют более 12 млрд кВт энергии в год, т.е. в среднем 2 кВт на человека. Эта энергия получается за счет таких энергоресурсов: угля - 26%, наф ты - 42%, газа - 20%, гидроэнергии - 4%, ядерной - 5%, других источников - 3% есть почти 90% энергии человечество получает за счет органических видов топлива - нефти, угля, газа. Эти источники энергии еще н азивають невосстановимо, поскольку скорость их накопления в недрах. Земли намного меньше скорости их использования - примерно в 106 случае6 разів.

Итак, человечеству необходимо все больше и больше энергии, получить которую за счет невозобновимых источников в обозримом будущем будет трудно или вообще невозможно. Действительно, по разным оценкам, разведанного орган ночного топлива хватит на 30-50 лет. Если учесть так называемые геологические запасы, которые будут своевременно разведанные, а эксплуатация их не задерживаться, то, с учетом роста уровня затрат энерго ргии, органического топлива может хватить еще лет на 100-150. Причем только уголь еще долгое время сохранять свое место в энергетическом балансе, однако его использование сопровождается высоким ри внем загрязнения атмосферы. Ядерная энергетика, которая на сегодня имеет гораздо больше сырьевых ресурсов, чем есть органического топлива, динамично развивалась в течение последних 20-ЗО лет. Но сегодня, по мнению у многих специалистов, она уже не может считаться перспективным видом энергии из-за высокого риска радиоактивного загрязнения окружающей среды, который оказался в серии техногенных аварий, особенно пи д время печально известной. Чернобыльской катастрофтрофи.

Поэтому в мире все больше обращают внимание на использование так называемых возобновляемых источников энергии - тепла. Земли, энергии ветра, приливов и отливов, биогаза, солнечного излучения и т.д.. Практически все ц эти источники энергии полностью обусловлены прямым действием. Солнца. Устойчивое развитие общества требует медленной ликвидации зависимости от ископаемого топлива. Итак, вторым путем преодоления современной энергетической кр. Изи (после энергосбережения) является переход к использованию альтернативных (нетрадиционных, возобновляемых) источников энергии. Альтернатива (франц alternative, лат alter - один из двух) - необходимость выбора одного из двух или нескольких возможностей взаемовиключаються. Альтернативными источниками энергии называют такие материальные средства ее производства, которые могут быть противопоставлены основным, использующих сейчас, как противовес или замена. Итак, альтернативная энергетика охватывает следующие виды: гелиоэнергетика, смешанная, биоэнергетика, ветро-, гидро-, геотермоенергетика, космическая, энергетика вторичного использования я выкидного тепла (рис 63(рис. 6.3).

Види альтернативної енернгетики