К энергетическим ресурсам относятся

Последствия сокращения ресурсов для предприятий

По моему мнению, для снижения расходов на оплату воды и энергоресурсов, скорее всего, будут введены лимиты потребления, что может негативно отразиться на эффективности работы предприятий. Сокращение ресурсов может привести к нехватке мощностей на производстве, соответственно, объемы готового продукта значительно уменьшатся.

Интересно: Изменения в системе оплаты ЖКУ приведут к росту тарифов ЖКХ.

Для снижения потребления энергоресурсов и воды бюджетным организациям потребуется помощь региональных властей и дополнительное финансирование от привлеченных инвесторов.

На сегодняшний день регионы не совсем готовы к снижению потребления энергоресурсов и воды. Поэтому Правительство перенесло сроки разработки методических рекомендаций со стороны Минэнерго по энергосбережению и установки уровня экономии потребления ресурсов со стороны местных органов государственной власти в субъектах РФ.

Энергетический топливный комплекс Россия

Общий валовой гидроэнергопотенциал России оценивается в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии. Технически достижимый уровень использования гидроэнергоресурсов оценивается в 70% от указанной цифры. В настоящее время уровень освоения гидропотенциала России составляет всего 20%, притом, что Россия занимает второе место в мире по запасу гидроресурсов.

На рисунке 1 представлен топливно-энергетический баланс России за 2008 год.

Рис.1. Топливно-энергетический баланс России

Таким образом, Россия богата разнообразными энергетическим ресурсами и является мировым лидером по их добычи. Однако, используются они не равномерно.

На рисунке представлен топливно-энергетический баланс России. Видно, что в нем преобладают природный газ, нефть и уголь. На другие виды топливно-энергетических ресурсов, в том числе альтернативные источники приходится всего 8,7%.

Первичные энергоресурсы

Первичные энергоресурсы извлекают из окружающей среды. К первичным энергоресурсам ( ЭР) принято относить традиционные: нефть, газ, уголь, атомную и гидроэнергию, а также нетрадиционные возобновляемые энергоресурсы ( НВЭР): солнечную, ветровую, геотермальную, гидроэнергию малых рек, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, низкотемпературного тепла Земли, воздуха, биомассы животного, растительного и бытового происхождения, водородную энергетику.
 

Большая доля первичных энергоресурсов — около 40 % — используется для производства электроэнергии. Доля коммунально-бытового потребления и транспорта ( соответственно 17 % и 8 %) невелика по сравнению с индустриальными странами Запада, но высока доля энергии, используемой в промышленности — 35 %, В США в 1972 г. расходовалось 32 % всего потребления энергии на транспорт, 21 % — на коммунально-бытовые нужды и 27 % — в промышленности.
 

По использованию первичных энергоресурсов ГЭС являются наиболее рациональными электростанциями, так как работают на ежегодно возобновляемых водных энергоресурсах.
 

В структуре потребления первичных энергоресурсов газ в настоящее время составляет 11 6 % от общей потребности страны. Собственная добыча газа устойчиво поддерживается на незначительном уровне около 2 — 2 5 млрд. куб. Остальные объемы импортируются в страну в виде СПГ. Япония — третья страна в мире по импорту газа после США и Германии, является крупнейшим мировым импортером СПГ.
 

Оценки суммарного потребления первичных энергоресурсов в 2000 г. в Западной Европе ( без СФРЮ и Турции) в двух сценариях Кэвендишской лаборатории составляют соответственно 92 млн. ТДж и 88 млн. ТДж, а на 2020 г. — 130 млн. ТДж и 120 млн. ТДж. Фриш на 2000 г. дает оценку 3800 млн. т у. ТДж), но отмечает, что две французские фирмы дают еще более высокие цифры. Таким образом, оценки суммарного потребления колеблются от 88 млн. до 114 млн. ТДж ( 2933 млн. т у.
 

По масштабам потребления первичных энергоресурсов США значительно опережают все другие страны.
 

Эти три основных вида первичных энергоресурсов обладают широкой взаимозаменяемостью, по крайней мере в сфере производства электроэнергии и централизованного теплоснабжения, что определяет достаточно большую свободу выбора между ними на основе сопоставления экономических показателей их добычи, распределения и использования.
 

Большая потенциальная возможность экономии первичных энергоресурсов заложена в эффективном использовании вторичных энергоресурсов ( ВЭР): физической теплоты печных и технологических газов, сбросных жидкостей, теплоты сгорания отходов химических производств, энергии избыточного давления продуктов и сырья химических производств. Во всех химико-технологических системах ( ХТС) сведение к минимуму использования первичных энергоресурсов и, наоборот, к максимуму использования ВЭР должно происходить без какого-либо снижения качества получаемой продукции.
 

Для темпов мирового потребления первичных энергоресурсов ( ПЭР) за 1900 — 2000 гг. характерно следующее: за первые 40 лет этого столетия ( 1900 — 1940 гг.) потребление ПЭР увеличилось в 3 5 раза, за последующие 30 лет ( 1940 — 1970 гг.) — еще в 3 55 раза и в последние 30 лет ( 1970 — 2000 гг.) — в 1 8 раза.
 

Неуклонной тенденцией мирового потребления первичных энергоресурсов является изменение его структуры в сторону роста доли высокоэффективных источников энергии — нефти и газа при снижении доли угля.
 

Несмотря на большое разнообразие первичных энергоресурсов и видов вырабатываемой энергии, энергетика бывшего СССР развивалась планомерно в сочетании с топливной базой как единый топливно-энергетический комплекс.
 

Основу топливно-энергетического баланса СССР составляют первичные энергоресурсы, к которым относится органическое топливо — твердые горючие ископаемые, нефть и природный газ.
 

Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина

Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.

В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.

Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.

100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.

Зеленые и умные: четыре прорывных эко-квартала в городах Европы

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO₂ в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Что такое электростанция

Любая электростанция представляет собой целый энергетический комплекс, включающий в себя различные установки, аппаратуру и оборудование, необходимые для получения, преобразования и транспортировки электроэнергии. Все эти компоненты размещаются в специальных зданиях и сооружениях, расположенных компактно на общей территории. Независимо от типа, они входят в состав Единой энергосистемы, созданной с целью эффективно использовать мощность электростанции, обеспечивая бесперебойное энергоснабжение потребителей.
Принцип работы электростанций и их сопутствующих объектов основан на вращении вала генератора, который является основным элементом системы. Его основные функции заключаются в следующем:

• Обеспечение стабильной продолжительной работы параллельно с другими энергетическими системами, снабжение энергией собственных автономных нагрузок.
• Возможность мгновенного реагирование на наличие или отсутствие нагрузки, соответствующей его номиналу.
• Выполняет запуск двигателя, обеспечивающего работу всей станции.
• Вместе со специальными устройствами осуществляет функцию защиты.

Отличительными чертами каждого генератора являются формы и размеры, а также источник энергии, используемый для вращения вала. Кроме генератора, электростанция состоит из турбин и котлов, трансформаторов и распределительных устройств, средств коммутации, автоматики и релейной защиты.

В настоящее время получило развитие направления в области компактных установок. Они позволяют обеспечить энергией не только отдельные объекты, но и целые поселки, находящиеся на значительном удалении от стационарных линий электропередачи. В основном, это полярные станции и предприятия по добыче полезных ископаемых. Теперь рассмотрим какие типы установок используются в российской энергетике.

Тепловые электрические станции – ТЭС

На тепловых электростанциях России производится примерно 70% всей электрической энергии. Они работают на мазуте, газе, угле, а в определенных местностях используется торф и сланцы.

Все ТЭС можно условно разделить на два основных вида. Первый вариант является так называемым паротурбинным, где первичным двигателем служит паровая турбина. Эти устройства могут быть конденсационными (КЭС), вырабатывающими только электроэнергию, и теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), производящими не только электричество, но и тепло. Коэффициент полезного действия ТЭЦ составляет 60-70%, а у КЭС этот показатель равен 30-40%. Основным недостатком тепловых станций считается их обязательная привязка к потребителям тепла.

Положительных качеств у тепловых электростанций значительно больше. Они свободно размещаются на всех территориях, где имеются природные ресурсы и не подвержены сезонным колебаниям погодных условий. Однако, используемое топливо является не возобновляемым, а сами установки негативно влияют на экологическую обстановку. Российские ТЭС не имеют достаточно эффективных систем очистки выходящих газов от вредных и токсичных веществ. Более экологичными считаются газовые установки, но трубопроводы, проложенные к ним, наносят непоправимый вред природе.

Электростанции, расположенные в европейской части Российской Федерации, работают в основном на мазуте и природном газе, а в восточных районах они располагаются возле месторождений угля, добываемого открытым способом. Большинство установок относится к государственным районным электростанциям – ГРЭС, входящим в Единую энергосистему страны.

Структура энергетики как системы

Энергетика, как система, включает в себя весь топливно-энергетический комплекс. В широком смысле для энергоресурсов и энергоносителей всех видов она предусматривает их получение, переработку, преобразование, транспортирование, использование.

Различают четыре стадии трансформации первичных энергоресурсов.

• Извлечение, добыча или прямое их использование.
• Переработка (облагораживание) до состояния, пригодного для преобразования или использования.
• Преобразование связанной энергии переработанных ресурсов в электрическую — на тепловых, атомных и гидравлических электростанциях (ТЭС, АЭС, ГЭС) и в тепловую — на теплоэлектроцентралях и котельных (ТЭЦ и К).
• Использование энергии.

Изложенные выше определения хорошо иллюстрируются структурной схемой (рис.1).

Рис.1. Структурная схема энергетики, как системы

Методы снижения потребления энергетических ресурсов

Во многих индустриальных странах, которые проводят активную политику в области энергосбережения, энергопотребление и внедрение сберегающих технологий жестко контролируется правительством: принимаются нормативы по расходам энергии, выводятся из эксплуатации устаревшие производственные мощности.

В России особое внимание уделяется снижению потребления энергетических ресурсов организациями бюджетной сферы. Для этого Минэкономики к 31 марта 2020 года должен был подготовить методические рекомендации для регионов, согласно которым они, в свою очередь, до 1 июля 2020 года разработали план по снижению потребления воды и энергоресурсов предприятиями, деятельность которых финансируется из государственного бюджета

Благодаря разумному потреблению ресурсов и внедрению сберегающих технологий к 2025 году расходы из бюджета на электроэнергию планируется снизить на 7,7 млрд рублей по сравнению с суммой 2016 года — 107,3 млрд рублей, на теплоснабжение – на 18,4 млрд рублей от 177,5 млрд рублей в 2016-м.

Однако, без четких рекомендаций правительства и нормативной базы органы местного самоуправления не смогут откорректировать все программы энергосбережения по региону в целом. Кроме того, для бюджетных организаций план повышения энергоэффективности означает дополнительные расходы на внедрение систем энергосбережения, а также потери временных и кадровых ресурсов на планирование мероприятий, подбор подрядчиков, контроль внедрения и анализ результатов.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР)

Определяющими в энергетике и во всем топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) являются топливно-энергетические ресурсы (ТЭР), перерабатывающие эти ресурсы предприятия, энергетические комплексы, включающие выработку электрической и тепловой энергии, и передачу (транспорт) потребителям этих двух видов энергии.

Как видно из рис. 1, невозобновляемыми источниками энергии являются газ, нефть, уголь и сланцы. Оценка извлекаемых запасов органического топлива в мире производится в зависимости от возможностей геологоразведки и отыскания новых месторождений этого топлива.

Так доля извлекаемого расходуемого органического топлива в мире в 2001 г. оценивалась следующим образом:

• уголь — 2281 т.у.т. (тонн условного топлива), 25% мирового потребления энергоресурсов;
• нефть — 3467 т.у.т., 38 % мирового потребления энергоресурсов;
• газ — 2189 т.у.т., 24 % мирового потребления энергоресурсов;
• всего 7937 млн т.у.т. — 86 % мирового потребления энергоресурсов.

При уровне мировой добычи девяностых годов (1993-1999 гг.) теоретически запасов угля хватит на 1500 лет, нефти — на 250 лет, газа — на 120 лет (в 1990 г. эти величины соответственно составляли 1000 лет и 50-60 лет).

Между тем теоретический потенциал только солнечной энергии, поступающей на Землю в течение года, превышает все извлекаемые запасы органического топлива в 10…20 раз, а экономический потенциал возобновляемых источников энергии на 2000 г. оценивается 20 млрд. т.у.т., что более чем в 2 раза превышает объем годовой добычи всех видов органического топлива.

Другие статьи по данной теме:

• Энергетика как система
• Основные тенденции в потреблении углеводородного сырья
• Стратегия мирового развития энергетики. Потребление топливно-энергетических ресурсов (ТЭР)
• Международные обязательства России по снижению вредных выбросов
• Киотский протокол
• Нормативы вредных выбросов

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

2.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Энергетическими ресурсами называют выявленные природные запасы различных видов энергии, пригодные для использования в широких масштабах для народного хозяйства. Их следует отличать вообще от природных запасов, которые практически бесконечны — это солнечная и геотермальная

энергии, энергия океанов и морей, ветра, но эта энергия в обозримой перспективе в значительных масштабах применяться не будет. Основные виды энергетических ресурсов в современных условиях — уголь, газ, нефть, торф, сланцы, гидроэнергия, атомная энергия.

Энергетические ресурсы используют для получения того или иного вида энергии. Под энергией понимается способность какой-либо системы производить работу или тепло (Макс Планк). Соответственно, получение требуемого количества энергии связано с затратой некоторого количества ка-кого-либо рода энергетического ресурса.

Энергоресурсы, также как и энергия, могут быть первичными и вторичными. Первичные — ресурсы, имеющиеся в природе в начальной форме. Энергия, получаемая при использовании таких ресурсов, является первичной.

Среди первичных — выделяют возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые — восстанавливаются постоянно, например, гидроэнергия и энергия ветра, солнца и т. д.

К невозобновляемым — относятся те, запасы которых по мере их добычи необратимо уменьшаются, например уголь, сланцы, нефть, газ, ядерное топливо.

Подразделение на группы, а также перечень отдельных Первичных энергоресурсов, используемых в настоящее время, приведены ниже:

Ядерная энергия.  геотермальная  энергия,

Гравитационная энергия, энергия морских приливов.

Если исходная форма первичных энергоресурсов в результате превращения или обработки изменяется, то образуются вторичные энергоресурсы и, соответственно, вторичная энергия. Ко вторичным — относятся все первичные энергоресурсы после одного или нескольких превращений. Вторичные энергоресурсы — это большая часть топливных форм (бензин и другие нефтепродукты, электричество и т. д.), которые представлены ниже :

Для соизмерения ресурсов и определения действительной экономичности их расходования принято использовать понятие «условное топливо». Его низшую рабочую теплоту сгорания Qp принимают равной 29300 ГДж/кг (7000 Гкал/кг). Зная теплоту сгорания и количество натурального топлива, можно определить эквивалентное количество тонн условного топлива, (т у. т.):

Где Внат — количество натурального топлива, т.

При оценке ресурсов газа в условном топливе в формулу (2.1) Виат подставляется в тыс. м3, а теплота сгорания натурального топлива принимается в килоджоулях на 1 м3.

При необходимости оценки энергоресурсов в том числе гидроресурсов в кВт ¦ ч — 1 кВт • ч приравнивается к 340 г у. т.

В современных условиях 80—85 % энергии получают, расходуя иево-зобновляемые энергоресурсы: различные виды угля, горючие сланцы, нефть, природный газ, торф, ядерное горючее.

Преобразование топлива в конечные виды энергии связано с вредными выбросами твердых частиц, газообразных соединений, а также большого количества тепла, воздействующих на окружающую среду.

Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются в транспортировке к месту потребления, но обладают низкой концентрацией энергии, в связи с чем преобразование энергии большинства возобновляемых источников требует больших затрат материальных ресурсов и, следовательно, больших удельных затрат денежных средств (руб/кВт) на каждую установку.

Возобновляемые источники энергии в экологическом отношении обладают наибольшей чистотой.

Из возобновляемых энергоресурсов в настоящее время в основном используются гидроэнергия и в относительно малых количествах энергия солнца, ветра, геотермальная энергия.

Из всех видов потребляемой энергии наибольшее распространение получила электроэнергия.

Вторичные энергетические ресурсы

Выполнил: Фёдоров А.В.

Внутренние энергетические ресурсы промышленности делятся на три основные группы:

1. Горючие.

2. Тепловые.

3. Избыточного давления.

Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90 °С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.

Примером применения этих ресурсов может служить использование избыточного давления доменного газа в утилизационных бес компрессорных турбинах для выработки электрической энергии.

Твёрдое жидкое, газообразное топливо или электроэнергия для обслуживания технологических высоко температурных процессов (промышленные печи) и охлаждающая ввода.

Газ и жидкое топливо для обслуживания технологических силовых процессов (с двигателями внутреннего сгорания воздуходувных, компрессорных и других агрегатов) и охлаждающая вода.

Горючее и технологическое сырьё (в предприятиях металлургической, деревообрабатывающей, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности).

Пар для обслуживания технологических силовых (в молотовых, прессовых и штамповочных агрегатах) и нагревательных процессов.

Горячая вода для бытового теплопотребления

Электроэнергия, обслуживающая силовые, термические и осветительные процессы.

ВЭР имеются также на электрических станциях и представляют собой тепловые отходы или потери тепла, получаемые в процессе энергопроизводства.

На гидроэлектростанциях такими тепловыми отходами являются только тепловыделения в гидрогенераторах станциях.

Использование вторичных энергетических ресурсов в промышленности

Подобные энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворения потребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих ВЭР употребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются также некоторые тепловые ВЭР (например, горячая вода систем охлаждения для отопления).

Горючие газы – отходы основного производства: Доменный и коксовый газы практически используются полностью. Использование ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё не решено.

Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выход пара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологические вопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимально широкое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить технические решения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара, улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствовать автоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрной металлургии в химическую промышленность, машиностроение и т. д.

Большие резервы по эффективному использованию ВЭР имеются и на предприятиях цветной металлургии.

Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжигания топлива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того, повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещё значительное количество тепловой энергии, которая может использоваться в котлах-утилизаторах для выработки пара.

По мере увеличения затрат на добычу топлива и производства энергии возрастает необходимость в более полном использовании их при преобразовании в виде горючих газов, тепла нагретого воздуха и воды. Хотя утилизация ВЭР нередко связана с дополнительными капитальными вложениями и увеличением численности обслуживающего персонала, опыт передовых предприятий подтверждает, что использование ВЭР экономически весьма выгодно.

Таким образом, повышение уровня утилизации вторичных энергетических ресурсов обеспечивает не только значительную экономию топлива, капитальных вложений и предотвращения загрязнения окружающей среды, но и существенное снижение себестоимости продукции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.