РЕФЕРАТ

Топливные ресурсы. Классификация топлив. Состав топлива

Топливом называется горючее вещество, используемое в качестве источника получения теплоты в энергетических, промышленных и отопительных установках.

В зависимости от типа реакций, в результате которых выделяется теплота из топлива, различают органическое и ядерное топливо.

В настоящее время и по прогнозам до 2030 г. органическое топливо является основным источником энергии (теплоты) для промышленного использования. В органических топливах теплота выделяется в результате химической реакции окисления его горючих частей при участии кислорода, а в ядерных топливах - в результате распада (деления) ядер тяжелых элементов (урана, плутония и т.д.).

Таблица 1

Добыча органического топлива в 2007 г.

Вид топливаТвердоеЖидкоеГазообразноеВо всем мире, млрд.т5,13,82,6 трлн.куб.мРоссия, млн.т314,4491653,1 млрд.куб.м.

В 2008 г. добыча нефти в России достигла 504,1 млн. т., газа 635 млрд. куб.м., угля 322 млн. т. По мировым оценочным прогнозам геологические запасы минерального (органического) топлива превышают 12,5 трлн.т. (12500 млрд.т). При современном уровне добычи этих ресурсов должно хватить примерно на 600-1000 лет. Эти запасы состоят на 60% из угля, 27% нефти и газа, а также сланцев и торфа. С разведанными запасами дела обстоят не так оптимистично. Следует иметь ввиду, что приведенные ниже данные достаточно ориентировочные. Разведанные запасы угля составляют 5 трлн.т., а достоверные около 1,8 трлн.т. По достоверным разведанным запасам Россия (200 млрд. т) занимает третье место в мире после США (440 млрд.т) и Китая (272 млрд.т). При современных темпах добычи угля хватит на 400 лет. Запасы нефти на начало столетия оценивались в 139,7 млрд.т. Кроме того, прогнозные запасы нефти из горючих сланцев и битуминозных песков оцениваются в 750 млрд.т. Но затраты на добычу такой нефти будут значительно выше. По разведанным запасам на первом месте стоит Саудовская Аравия (25,4 млрд. т), Ирак (11 млрд.т), Кувейт (9,3), Иран (9,1), Венесуэла (6,8), Россия (4,8 млрд.т), Китай (2,4 млрд.т), США (2,4 млрд.т) и др. Обеспеченность мировой экономики разведанными запасами нефти составляет примерно 45 лет. Для России этот показатель составляет 23 года, для Саудовской Аравии 90 лет и т.д. Разведанные запасы газа на начало века составили 144 трлн. куб.м. На Россию приходится 39,2%, Западную Азию 32%, Северную Африку 6,9%, Латинскую Америку 5,1% и т.д. По странам: Россия 47 600 млрд. куб. м., Иран 21200 млрд. куб. м, США 4654 млрд. куб. м., Алжир 3424 млрд. куб. м, Туркмения 2650 млрд. куб.м., Норвегия 3800 млрд. куб. м, Казахстан 1670 млрд. куб. м. и т. д. Но ситуация на мировом газовом рынке начинает принципиально меняться, причем не в пользу России. В 2009 г., несмотря на кризис, добыча газа в Катаре увеличилась на 37,6%, в Норвегии - на 13%, а в США - на 3,7%. В России за тот же период она рухнула на 12,4%.

США подняли добычу газа на своей территории вплотную к уровню собственного потребления, составляющего около 650 млрд. кубометров в год, и многие эксперты склонны говорить о революционных изменениях на американском, а возможно и мировом газовом рынке. Это подтверждается намерениями США отказаться от закупок сжиженного газа за рубежом, в том числе и от поставок с российского Штокмановского месторождения.

Причиной прорыва стали принципиальные изменения в технологии добычи так называемого сланцевого газа. Это горючий природный газ, содержащийся в сланцевых породах. Его промышленная добыча долгое время была затруднена из-за высокой сложности и стоимости извлечения. Ситуация изменилась в начале 2000-х, когда получили развитие новые технологии добычи.

До последнего времени основным способом добычи природного газа было вертикальное бурение, позволяющее извлекать газ из природных подземных резервуаров, встречающихся далеко не везде. Это обеспечивало существенные преимущества странам, на территории которых имеются такие месторождения. Со сланцами все обстоит иначе - они есть практически везде. Современные технологии горизонтального бурения и гидравлического разрыва пластов позволяют создавать в них искусственные полости, в которые устремляется газ, содержащийся в сланцевой породе. Важной особенностью данного способа остается пусть и не самая низкая, но относительно стабильная стоимость добычи, составляющая около $100-120 на 1000 кубометров. При этом используемая технология существенно расширяет географию добычи, снижая привязку потребителей к крупнейшим поставщикам, диктующим цены.

Все это существенно бьет по позициям "Газпрома". Его основные месторождения, осваиваемые обычным способом, находятся в труднодоступных местах, что требует значительных капитальных затрат на их содержание. Не меньше затрат связано и с необходимостью строительства протяженных трубопроводов.

Отказ США от сжиженного газа уже привел к резкому падению спотовых (текущих, срочных) цен на голубое топливо. В результате в проигрыше оказались европейские клиенты "Газпрома", заключившие долгосрочные контракты по высоким ценам по принципу take-or-pay ("бери или плати"), привязанным к стоимости нефти. Серьезные проблемы могут ждать в скором времени и самого газового монополиста, а возможно и весь российский ТЭК. Если в странах Европы развернется собственная добыча и импорт сланцевого газа, потребность в газпромовском топливе будет сокращаться. Российской компании придется снижать цены до уровней, сопоставимых с ценами на сланцевый газ. В условиях строительства новых дорогостоящих газопроводов в обход Белоруссии, Польши и Украины это может обернуться невосполнимыми убытками. Возможно, скоро эти перемены потребуют от "Газпрома" изменения принципа take-or-pay или даже упразднения системы долгосрочных контрактов.

Пока же российская сторона продолжает отстаивать прежние позиции. В декабре прошлого года заместитель главы "Газпрома" Александр Медведев заявил, что компания отклонила все запросы европейских потребителей на изменение принципа take-or-pay в уже заключенных контрактах. По его словам, европейский спотовый рынок по своей структуре не может служить альтернативой поставкам в рамках долгосрочных контрактов. В минувшую субботу в пользу долгосрочных контрактов высказался и глава Минэнерго РФ Сергей Шматко, по словам которого, эта система является "одним из самых великих завоеваний нашего сотрудничества с Европой". Министр четко дал понять, что "Газпром" не готов учитывать снизившиеся спотовые цены в текущих долгосрочных контрактах. "Газпром" должен оперативно реагировать на изменившиеся условия на рынке, но ни в коем случае систему долгосрочных контрактов, которая у нас была создана, разрушать нельзя", - подчеркнул министр, при этом не уточнив, в чем конкретно должна заключаться реакция на изменения.

В то же время глава Минэнерго признал растущую роль на рынке сланцевого газа, отметив, что американский сланцевый газ стал перенаправляться в Европу. "США займут свое место в европейском балансе, но мы должны беречь, обстраивать и развивать дальше принципиальную систему долгосрочных контрактов с Европой, и наши европейские коллеги прекрасно это понимают", - пояснил Шматко.

Завидное упорство, проявляемое российскими газовиками, может объясняться лишь уверенностью в том, что российский газ по-прежнему будет составлять значительную долю в газовых балансах европейских стран.

В отличие от США, в Европе разработка сланцевых полей затруднена высокой заселенностью территорий. Добыча сланцевого газа требует бурения большого количества скважин, с закачиванием в них воды и различных химических веществ. Экологов пугает опасность обводнения подземных пластов и прочие побочные эффекты процесса добычи. Все это создает множество проблем правового и экологического характера.

Но будет ли все так оставаться и далее, не очевидно. Применяемые технологии и материалы постоянно совершенствуются. Возможно, в скором времени из процесса удастся исключить использование вредных веществ. Весьма вероятны и другие усовершенствования метода. Уверенность в этом подтверждается высочайшим технологическим потенциалом, накопленным в нефтегазодобывающей и сервисной отраслях, а также стоящими на кону колоссальными выгодами.

Согласно данным Международного энергетического агентства, запасы сланцевого газа в Европе составляют 16 трлн. кубометров. Европейцы уже приступили к их исследованию на предмет промышленного использования. В настоящий момент этим активно занимается Исследовательский центр по вопросам геологии в Потсдаме. Первые результаты его работы будут сформулированы в 2012 году.

Даже с учетом не до конца ясных перспектив добычи сланцевого газа в Европе вся эта история показывает, как наличие высоких технологий позволяет теснить тех, кто ими не обладает, с их традиционных рынков. Фактический отказ США от импорта сжиженного газа и связанное с этим подвисание Штокмановского месторождения, должно стать для "Газпрома" поводом задуматься над собственной политикой - теперь уже в отношении Европы и Китая. В запасе у российского концерна не так уж много времени. Технологии добычи газа находятся в постоянном развитии, и то, что еще недавно казалось невозможным, в скором времени может оказаться свершившимся фактом. А Северный и Южный "потоки" - самым дорогим в мире металлоломом. По суммарным разведанным запасам нефти и газа на первом месте стоит Россия, на втором Саудовская Аравия, на третьем Иран. Но условия добычи этих видов топлива в России значительно более тяжёлые (заболоченные места Сибири, низкая температура в течение большей части года и т.п.). Запасы ядерного (неорганического) топлива оцениваются в 4 млн.т. Австралия обладает 23% всех запасов, страны СНГ 33% (на долю России приходится 4,3%, 170000 т.), 16% имеет ЮАР и Намибия, 11% Канада и 9% США. При современных темпах потребления ядерного топлива (55000 т в год) его хватит на 70 лет. Следует, однако иметь в виду, что общие геологические запасы урана оцениваются в 40 000 млрд.т условного топлива, что в несколько раз превышает запасы органического топлива. Но для использования природного урана нужны другие реакторы, чем используемые в настоящее время (об этом подробнее будет сказано при изучении ядерных реакторов).

топливо добыча сланцевый газ

Таблица 2

Классификация органических топлив по агрегатному состоянию

ТопливоАгрегатное состояниеТвердоеЖидкоеГазообразноеПриродноеДрова, торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцыНефтьПриродный газИскусственноеДревесный уголь, полукокс, кокс, угольные и торфяные брикетыМазут, керосин, бензин, соляровое масло, газойльГазы нефтяной, коксовый, генераторный, доменный, газ подземной газификации

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода - С, водорода - Н, летучей серы - S) и негорючих (азота - N и кислорода - О) элементов и балласта (золы - А, влаги - W). Сера состоит из двух компонентов-органической и колчеданной.

Элементарный состав твердого и жидкого топлива дается в процентах к массе 1 кг топлива. При этом различают рабочую, сухую, горючую и органическую массу топлива.

Рабочая масса - это масса и состав топлива, в котором оно поступает к потребителю и подвергается сжиганию.

Состав рабочей, горючей, сухой и органической массы обозначается соответственно индексами "р", "с", "г" и "о" и выражаются следующими равенствами:

Ср + Нр + Sрл + Nр + Oр + Aр + Wр = 100 %;

Сс + Нс + Sсл + Nс + Oс + Aс = 100 %;

Сг + Нг + Sгл + Nг + Oг = 100 %;

Со + Но + Sоорг + Nо + Oо = 100 %.

Органическая масса топлива в отличии от горючей массы содержит только органическую серу и не включает колчеданную. Коэффициенты пересчета состава топлива из одной массы в другую приведены в табл. 1.

Таблица 3

Заданная масса топливаКоэффициенты пересчета на массурабочуюгорючуюсухуюРабочая1100/100/(100 - Wр)Горючая/1001(100 - Aс)/100Сухая(100 - Wр) / 100100 / (100 - Aс)1

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Горючая часть состоит из предельных (СnH2n+2) и непредельных (СnH2n) углеводородов, водорода Н2, окиси углерода СО, и сернистого водорода (Н2S). В состав негорючих элементов входит азот (N2), углекислый газ (СO2) и кислород (О2). Составы природного и искусственного газообразных топлив различны. Природный газ характеризуется высоким содержанием метана (СH4), а также небольшого количества других углеводородов: этана (С2H6), пропана (С3H8), бутана (С4H10), этилена (С2H4), и пропилена (С3H6). В искусственных газах содержание горючих составляющих (водорода и окиси углерода) достигает 25-45%, в балласте преобладают азот и углекислота 55-75%.

Состав газообразного топлива задается в объемных долях и в общем виде можно записать следующим образом:

ΣСnH2n+2 + ΣСnH2n + Н2 + СО + Н2S + О2 + N2 + CО2 = 100%,

где ΣСnH2n+2 - предельные углеводороды; ΣСnH2n - непредельные угловодороды; Н2S - сернистый водород. СО - окись углерода; CО2 - углекислый газ

1. Теплотехника - Баскаков А.П. 1991г.

Теплотехника - Крутов В.И. 1986г.

Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция - Тихомиров К.В. 1981г.57.

Теплотехнические измерения и приборы - Преображенский В.П.1978г.

Топливно-энергетические ресурсы. Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы

Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы

Почти вся энергия поступает на поверхность Земли от Солнца, за исключением небольшого количества теплоты за счет радиоактивности земной коры, наличия раскаленного земного ядра, а также гравитационной энергии взаимодействия Земли с Луной и Солнцем. Даже органическое топливо, используемое сегодня, обязано своим происхождением фотосинтезу растительности болот доисторической эпохи. Однако не весь поток энергии солнечного излучения, интенсивность которого составляет примерно 1,4 кВт/м2, утилизируется. Примерно 30-40% этого потока энергии рассеивается прямым отражением. Коэффициент отражения (альбедо) зависит от характерных особенностей поверхности, на которую падают лучи Солнца: от того, является ли она песчаной пустыней, снежной равниной, водной гладью, облачностью и т. д.

Возможная для практического использования человеком энергия сосредоточена в материальных объектах называемых топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР).

Топливно-энергетические ресурсы совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

Топливо горючее вещество, применяемое для получения теплоты путем его сжигания.

Энергия способность тела или системы тел совершать работу.

Энергетический ресурс носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

В настоящее время основными потребляемыми энергетическими ресурсами являются природные виды топлива и энергия потоков воды, которые представляют собой не что иное, как преобразованную (саккумулированную) энергию Солнца.

Предварительно переработанный, преобразованный энергетический ресурс, непосредственно используемый на стадии конечного потребления, а также природный энергетический ресурс, потребляемый на этой стадии, называется энергоносителем. Примеры энергоносителя природный газ, мазут (котельное топливо), горячая вода и пар в системах центрального теплоснабжения и т. д.

Энергетические ресурсы по способу преобразования заключенной в них энергии делятся на первичные и вторичные. Первичный энергоресурс, который не был подвергнут какой-либо переработке. Вторичный энергоресурс, получаемый в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемый в этом технологическом процессе.

По возобновляемости энергетические ресурсы разделяют на возобновляемые и невозобновляемые.

Невозобновляемые это естественно образовавшиеся и накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных условиях высвобождать заключенную в них энергию. Но образование новых веществ и накопление в них энергии происходит значительно медленнее, чем их использование. К ним относятся ископаемые виды топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Особыми видами невозобновляемых энергетических ресурсов являются расщепляющиеся (радиоактивные) вещества, находящиеся в недрах нашей планеты.

Возобновляемые это те энергетические ресурсы в которых происходит постоянное восстановление энергии. Источниками возобновляемой энергии являются солнечное излечение, энергия приливов и отливов, энергия химических реакций и радиоактивного распада в недрах Земли (проявляется в виде геотермальных источников), энергия Солнца (проявляется в виде энергии ветра, гидроэнергии и биомассы).

На классификационной схеме невозобновляемые й возобновляемые виды энергетических ресурсов обозначены соответственно белыми и серыми прямоугольниками.

Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное, ядерное)

По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».

В настоящее время термин «топливо» распространяется на все материалы, служащие источником энергии (например, ядерное топливо).

Топливо по происхождению делят на:

1. природное топливо (уголь, торф, нефть, горючие сланцы, древесина и др.)
2. искусственное топливо (моторное топливо, генераторный газ, кокс, брикеты и др.).

По своему агрегатному состоянию его делят на твердое, жидкое и газообразное топливо, а по своему назначению при использовании на энергетическое, технологическое, бытовое. Наиболее высокие требования предъявляются к энергетическому топливу, а минимальные требования к бытовому.

Твердое топливо древесно-растительная масса, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь.

Жидкое топливо - продукты переработки нефти (мазут).

Газообразное природный газ; газ, образующийся при переработке нефти, а также биогаз.

Ядерное расщепляющиеся (радиоактивные) вещества (уран, плутоний).

Органическое топливо, т. е. уголь, нефть и природный газ, составляет подавляющую часть всего энергопотребления. Образование органического топлива является результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все это топливо имеет углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода.

Твердое топливо. Ископаемое твердое топливо (за исключением сланцев) является продуктом разложения органической массы растений. Самое молодое из них торф представляет собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется («выветривается») и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них антрацитов претерпела наибольшие изменения и на 93% состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.

Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 14000 млрд. т, из которых половина относится к достоверным (Азия 63%, Америка 27%). Наибольшими запасами угля располагают США и Россия. Значительные запасы имеются в ФРГ, Англии, Китае, на Украине и в Казахстане.

Все количество угля можно представить в виде куба со стороной 21 км, из которого ежегодно изымается человеком «кубик» со стороной 1,8 км. При таких темпах потребления угля хватит примерно на 1000 лет. Но уголь тяжелое неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование. Запасы его распределены крайне неравномерно. Известнейшие месторождения угля: Донбасский (запасы угля 128 млрд. т), Печорский (210 млрд. т), Карагандинский (50 млрд. т), Экибастузский (.10 млрд. т) Кузнецкий (600 млрд. т), Канско-Ачинский (600 млрд. т), Иркутский (70 млрд. т) бассейны. Самые крупные в мире месторождения угля Тунгусское (2300 млрд. т свыше 15% от мировых запасов) и Ленское;Д800 млрд. т почти 13% от мировых запасов).

Добыча угля ведется шахтным методом (глубиной от сотен метров до нескольких километров) или в виде открытых карьерных разработок, Уже на этапе добычи и транспортировки угля, применяя передовые технологии, можно добиться снижения потерь при транспортировке, уменьшения зольности и влажности отгружаемого угля.

Возобновляемым твердым топливом является древесина. Доля ее в энергобалансе мира сейчас чрезвычайно невелика, но в некоторых регионах древесина (а чаще ее отходы) также используется в качестве топлива, В качестве твердого топлива могут быть также использованы брикеты механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.

Жидкое топливо. Практически все жидкое топливо пока получают путем переработки нефти. Нефть, жидкое горючее полезное ископаемое, представляет собой бурую жидкость, содержащую в растворе газообразные и легколетучие углеводороды. Она имеет своеобразный смоляной запах. При перегонке нефти получают ряд продуктов, имеющих важное техническое значение: бензин, керосин, смазочные масла, а также вазелин, применяемый, в медицине и парфюмерии.

Сырую нефть нагревают до 300—370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции^ конденсирующиеся при различной температуре tk; сжиженный газ (выход около 1%), бензиновую (около 15%, tk = 30—180 °С), керосиновую (около 11%, tk = 120—135 °С), дизельную (около 18%, tk = 180—350 °С. Жидкий остаток с температурой начала кипения 330—350 °С называется мазутом. Мазут, как и моторное топливо, представляет собой сложную смесь углеводородов, в состав которых входят, в основном, углерод (84-86%) и водород (10-12%).

Мазут, получаемый из нефти ряда месторождений, может содержать много серы (до 4,3%), что резко усложняет защиту оборудования и окружающей среды при его сжигании.

Зольность мазута не должна превышать 0,14%, а содержание воды должно быть не более 1,5%. В состав золы входят соединения ванадия, никеля, железа и других металлов, поэтому ее часто используют в качестве сырья для получения, например, ванадия.

В котлах котельных и электростанций обычно сжигают мазут, в бытовых отопительных установках печное бытовое топливо (смесь средних фракций).

Мировые геологические запасы нефти оцениваются в 200 млрд. т, из которых 53 млрд. т составляют достоверные запасы. Более половины всех достоверных запасов нефти расположено в странах Среднего и Ближнего Востока: В странах Западной Европы, где имеются высокоразвитые производства, сосредоточены относительно небольшие запасы нефти. Разведанные запасы нефти все время увеличиваются. Прирост происходит в основном за счет морских шельфов. Поэтому все имеющиеся в литературе оценки запасов нефти являются условными и характеризуют только порядок величин.

Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля. Но нефть более удобное для использования топливо, особенно в переработанном виде. Поcле подъема через скважину нефть направляется потребителям в основном по нефтепроводам, железной дорогой или танкерами. Поэтому в себестоимости нефти существенную часть имеет транспортная составляющая.

Размещение важнейших месторождений топливных ресурсов (картосхема)

Основные ресурсы нефти сосредоточены в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. С 1960 г. здесь оконтурены Шаимский, Сургутский и Нижневартовский нефтяные районы, где находятся такие крупные месторождения, как Самотлорское, Усть-Балыкское, Мегионское, Юганское, Холмогорское, Варьегонское и др.

Продолжается формирование Тимано-Печорской нефтяной базы, крупнейшее месторождение - Усинское. Здесь добывается тяжелая нефть (шахтным способом) - ценнейшее сырье для производства низкотемпературных масел, необходимых для работы механизмов в суровых климатических условиях.

Нефть найдена и в других районах России: на Северном Кавказе, в Прикаспийской низменности, на о. Сахалин, в шельфовых зонах Баренцева, Карского, Охотского, Каспийского морей.

Добыча нефти сосредоточена в трех важнейших нефтегазоносных провинциях, которые вместе дают свыше 9/10 всей российской нефти, в том числе на Западно-Сибирскую провинцию приходится более 2/3, на Волго-Уральскую - около 1/4 суммарной добычи (приложение 1).

На территории России сосредоточено около 1/3 разведанных мировых запасов природного газа, потенциальные запасы которого оцениваются в 160 трлн. м 3 , из них на европейскую часть приходится 11,6%, а на восточные районы - 84,4%, на шельф внутренних морей - 0,5%.

Свыше 90% природного газа добывается в Западной Сибири, в том числе 87% - в Ямало-Ненецком и 4% - в Ханты-Мансийском автономных округах. Здесь расположены крупнейшие месторождения: Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье и др. Промышленные запасы природного газа этого региона составляют более 60% всех ресурсов страны. Среди других газодобывающих территорий выделяются Урал (Оренбургское газоконденсатное месторождение - более 3% добычи), Северный район (Вуктылское месторождение). Есть ресурсы природного газа в Нижнем Поволжье (Астраханское газоконденсатное месторождение), на Северном Кавказе (Северо-Ставропольское, Кубано-Приазовское месторождения), на Дальнем Востоке (Усть-Вилюйское, Тунгор на о. Сахалин).

Перспективными районами газодобычи считаются шельфовые акватории Арктики и Охотского моря. В Баренцевом и Карском морях открыты газовые супергиганты - Ленинградское, Русановское, Штокмановское месторождения (приложение 2).

Россия располагает разнообразными типами углей - бурыми каменными, антрацитами - и но запасам занимает одно из ведущих мест в мире. Распределение углей по территории страны крайне неравномерно. 95% запасов приходится на восточные регионы, из них более 60% - на Сибирь. Основная часть общегеологических запасов угля сосредоточена в Тунгусском и Ленском бассейнах. По промышленным запасам угля выделяются Канско-Ачинский и Кузнецкий бассейны (рисунок 1).

Топливные ресурсы. В целом значительные запасы топливных ресурсов характеризуются резким преобладанием в их структуре твердых видов топлива каменного угля, горючих сланцев и торфа и дефицитом жидких и газообразных углеводородов.

Отсутствие достаточного количества нефти и природного газа создает значительные трудности в развитии экономики.

Основной каменноугольный бассейн Украины Донбасс охватывает территорию свыше 50 тыс. км2 в трех восточных областях республики Донецкой, Луганской и Днепропетровской. Он содержит более 45 млрд т балансовых запасов угля преимущественно высокого качества. Львовско-Волынский бассейн, который занимает около 10 тыс. км2 в пределах Львовской и Волынской областей, является практически только юго-восточной окраиной большого Люблинского бассейна Польша и поэтому имеет незначительные промышленные запасы угля около 1 млрд т. К сожалению, и мощность пластов этих бассейнов 0,5 2 м в Донбассе, 0,5 1 м во Львовско-Волынском, и условия залегания, и глубина добычи в Донбассе некоторые шахты имеют глубину свыше 1 км значительно хуже, чем в таких бассейнах, как Аппалачский США, Верхнесилезский Польша, Кузбасс Россия, Фушунский Китай и многих других больших бассейнах мира, что делает украинский уголь очень дорогостоящим и неконкурентоспособным.

Несколько лучше условия залегания и большая мощность пластов в Днепровском буроугольном бассейне, что позволяет производить здесь добычу более дешевым открытым способом, но запасы его составляют всего 2,4 млрд т и основные месторождения Коростышевское, Александрийское, Ватутинское расположены преимущественно на землях с наиболее плодородными черноземными почвами.

Незначительные залежи бурого угля Днепровско-Донецкой впадины, Прикарпатья и Закарпатья из-за своей нерентабельности за исключением Ильницкого месторождения на Закарпатье не разрабатываются. Залежи горючих углеводородов приурочены к Днепровско-Донецкой, Карпатской и Причерноморско-Крымской нефтегазоносным провинциям.

Уже более ста лет осуществляется добыча нефти Борислав и 80 лет природного газа в Предкарпатье. Поэтому запасы Бориславского, Долинского, Битков-Бабчинского и Оров-Уличнянского нефтяных и Дашавского, Угерского, Бильче-Волицкого, Рудковского, Ходовицкого, Калушского, Кадобнянского газовых месторождений сильно исчерпаны. Около 80 добычи нефтегазового сырья страны в данное время приходится на месторождения восточной Украины.

Крупнейшие нефтяные месторождения Лелякивское, Гнидынцивское и Глинско-Розбышевское нефтегазовые Качанивское, Рыбальское газовые Шебелинское, Ефремовское, Захрестищенское. На юге Украины наибольшее количество месторождений нефти и газа исследовано на Тарханкутском и Керченском полуостровах. С 1966 г. здесь добывается газ, а с 1993 г. нефть. Основная надежда возлагается на наиболее глубокие пласты уже известных провинций особенно Предкарпатья и шельфы Черного и Азовского морей.

Необходимо также учесть, что в бывшем СССР преимущественно добывали только 30 40 общегеологических запасов месторождений, а в странах с высоким уровнем технологии отдача пластов достигает70 80 . Поскольку в Украине к этому времени уже добыто более 250 млн т нефти и более 1 трлн м3 природного газа, то, используя новейшие технологии повышения отдачи пластов, можно резко повысить добычу нефти и газа. Как ресурсы низкосортного топлива или сырье для производства нефтепродуктов могут рассматриваться горючие сланцы сапропелитовые Бовтышского месторождения на границе Черкасской и Кировоградской областей и менилитовые Карпат.

Даже учитывая низкое качество менилитовых сланцев и выход сланцевой смолы в 3 4 , при общих запасах 500 млрд т, в них содержится 15 20 млрд т углеводородного сырья, что на порядок больше, чем совокупные ресурсы нефти и газа. Сланцы могли бы стать значительным источником нефтепродуктов, но при этом необходимо решить проблемы их комплексного использования и сохранения живописных ландшафтов Карпат.

Полезные ископаемые можно районировать, то есть выделять их территориальные различия. Самыми распространенными являются два вида этого районирования геологическое и экономико-географическое. В геологическом районировании выделяют провинции, области, районы полезных ископаемых и отдельные рудные поля. Все они обладают отличительными свойствами. Провинция полезных ископаемых это большой участок земной коры, охватывающий значительную часть тектонического региона платформы например, Русской или геосинклинального пояса например, пояса новой, альпийской складчатости.

Область это часть провинции, которая охватывает тектонические структуры более низкого порядка антиклинориев, синклинориев и др. например, горных Карпат. Здесь выделяются пояса и бассейны полезных ископаемых в зависимости от формы простирания например, Карпатский пояс и Львовско-Волынский бассейн.

Район полезных ископаемых это часть области, характеризующейся специфическими особенностями их сосредоточения в пределах пояса или бассейна. Наконец, рудное поле представляет собой группу месторождений, которые объединены общим происхождением в одной геологической структуре. Площадь рудного поля сравнительно невелика от нескольких до десятков квадратных километров. Поля состоят из месторождений, а они, в свою очередь, из тел или участков. Согласно экономико-географическому районированию полезных ископаемых выделяются различные формы их территориального сосредоточения кусты, районы и зоны. Куст это сочетание двух или нескольких месторождений на относительно небольшой территории приблизительно до 1 тыс. км2. Для него характерна высокая территориальная сосредоточенность полезных ископаемых.

Район это сосредоточение нескольких месторождений на значительной территории с площадью свыше 3 5 тыс. км2. В его составе отдельные, но не обособленные, месторождения и кусты. Наиболее часто выделяются простой, кустовой и смешанный виды районов в зависимости от особенностей концентрации месторождений, которая объединяет их районы, кусты и отдельные месторождения.

В зависимости от качественной специфики месторождений выделяются поли-и Зона это территориальная форма геопространственного сосредоточения полезных ископаемых монокомпонентные кусты, районы и зоны. В качестве примера можно назвать Львовско-Волынский монокомпонентный район залежи каменного угля. Прикарпатскую поликомпонентную зону нефть, газ, озокерит, калийная и поваренная соли, самородная сера, минеральные воды и др Коростенский монокомпонентный куст граниты.

Украина принадлежит к государствам со средней обеспеченностью ископаемыми ресурсами. Обеспеченность некоторыми из них в несколько раз превышает потребности самородная сера, ртуть, графит, бром, каолин, другими в 1,4 1,0 раза железные, марганцевые и титановые руды, поваренная соль, кварцевое сырье. Об этом свидетельствует табл. 1. Таким образом, Украина плохо обеспечена топливно-энергетическими ресурсами, особенно нефтью и природным газом, рудами цветных металлов алюминиевым, медным и свинцово-цинковым сырьем, некоторыми видами химического сырья, особенно агроруд апатиты, фосфориты, калийные соли. В то же время обеспеченность многими металлическими рудами железными, марганцевыми, титановыми и сырьем для изготовления строительных материалов цементное сырье, строительный камень, огнеупорные глины высокая.

Вследствие этого Украина представляет собой одну из составных частей международного разделения труда по топливу и сырью.

Она массово экспортирует самородную серу, поваренную соль, бесхлорные калийные удобрения, графит, ртуть, каолин, высококачественное флюсовое для выплавки черных металлов сырье, кварцевые пески, природный облицовочный и строительный камень особенно гранит, лабрадорит, базальт. Таблица 1. Обеспеченность потребностей Украины собственными ископаемыми ресурсами в 1990 г Полезные ископаемыеОбеспеченностьПолезные ископаемыеОбеспеченностьНефть8Глиноземно е алюминиевое сырье 0Газ природный22Сера самородная200Уголь95Соли калийные11-12Железные руды140Апатит, фосфорит0Марганцевые руды175Бром250Ртуть250Плавиковый шпат0Титановые руды140Соль поваренная150Графит700Полевошпатовое сырье15Флюсовое сырье110Минеральные краски80-150Доломит70Стекольное сырье157Магнезит0Гипс 108Каолин первичный400Камень строительный116Каолин вторичный112Цементное сырье 100Огнеупорные глины 105Формовочные материалы112Бентонитовые глины40 50Динасовое сырье108 110 По данным НАН Украины Важными источниками поступления иностранной валюты являются также продукты железные руды 80 85 млн т в год, концентрат марганца к его ферросплавы. Украина стала импортером нефти и природного газа. В частности, в 1990 г. по межреспубликанским связям сюда было завезено, главным образом из России, более 54 млн т нефти и 90 млрд м3 газа. Теперь объемы этого импорта сократились прежде всего в связи с переходом на мировые закупочные цены. Зачастую вследствии зависимссти Украины по энергоносигелям Россия прибегает к политическому шантажу в частности, это имело место при соглашениях о судьбе Черноморского военного флота, при ядерном разоружении и т. п Поэтому Украине важно находить нефте- и газопоставщиков также и среди других стран Ближний и Средний Восток, Туркмения, Азербайджан, Норвегия и др 4.4. Водные ресурсы Благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам вода широко используется во всех отраслях производственной и непроизводственной сфер. Наибольшую ценность имеют чисгые пресные воды, дефицит которых в Украине все ощутимее.

Водные ресурсы республики составляют поверхностные реки, озера, водохранилища, пруды и подземные воды рис. 4. Рис. 4. Водные ресурсы Основным элементом обогащения водного баланса Украины являются атмосферные осадки, общий объем которых, по разным оценкам, составляет 366 377 км3. Из-за значительных затрат на испарение свыше 80 водного баланса на поверхностный местный сток в средний по обводненности год приходится только около 50 км3. Водные ресурсы пополняются за счет транзитного стока Дуная вдвое больше, чем сток вcex рек Украины, Днепра, Северского Донца и суммарно составляют почти 210 км3. Часть поверхностного стока Тиса, Прут, Западный Буг и др. общим объемом 14 км3 выходит зa пределы Украины.

Хотя самый большой объем стока приходится на Дунай, главную роль в водообеспечении хозяйства Украины играют реки бассейна Днепра, который охватывает 23 территории нашего государства.

Сток Днепра возле Киева составляет приблизительно 44 км3, возле Днепропетровска 53,4 км3, а дальше несколько уменьшается в связи с большим испарением с поверхности Каховского водохранилища.

Объем стока других рек значительно меньше Днестра 8,7 км3, Тисы 6,3 км3, Северского Донца 5,0 км3, Южного Буга 3,4 км3. Из трех тысяч озер Украины только 30 1 имеют площадь более 10 км2. Большинство пресных озер размещены на. Полесье самое большое Свитязь 24,2 км2, закрытых солоноватых и соленых озер и лиманов на побережьях Черного и Азовского морей Сасык Кундук 210 км2, Тилигульский лиман 160 170 км2, Ялпуг 149 км2. Ресурсы пресных озерных вод составляют 2,3 км3, солоноватых и соленых 8,6 км3. Значительно пополняются ресурсы поверхностных вод за счет строительства водохранилищ в 1990 г. около 1100 общим объемом свыше 55 км3 и прудов более 20 тыс объемом 3 км3. Большой каскад водохранилищ создан на Днепре, где их построено шесть объемом 43,8 км3 Каховское площадь 2255 км2, объем 18,2 км3, Кременчугское 2250 км2, объем 13,5 км3. Киевское 922 км2, 3,73 км3, Днепровское Запорожское 410 км2, 3,3 км3, Каневское 675 км2, 2,62 км3, Днепродзержинское 567 км2, 2,45 км3. Наряду с определенным удобством создание этих водохранилищ имело ряд негативных последствий потеря 10 стока Днепра на испаряемость и инфильтрацию, замедление водообмена и самоочистки вод, затопление и подтапливание огромных массивов плодородных почв. Более эффективным является создание небольших водохранилищ или их каскадов в Карпатах, на Подольской и Приднепровской возвышенностях, где при минимальных площадях затопленных земель можно достичь больших объемов скопления вод. Так, Днестровское водохранилище площадью 142 км2 имеет объем 3,0 км3. Запасы более чистых в сравнении с поверхностными подземных вод превышают 20 км3, но для того, чтобы не истощать их вековые запасы, которые пополняются довольно медленно, в год целесообразно использовать не более 5 6 км3 подземных вод. Большие ресурсы подземных вод сконцентрированы в северных и западных областях Украины, а также в пределах Днепровско-Донецкого артезианского бассейна.

В целом по запасам водных ресурсов из расчета на единицу площади и на одного жителя Украина занимает одно из последних мест в в Европе, да и на территории республики они распределяются очень неравномерно.

Лучше всего обеспечены водными ресурсами Закарпатская, Ивано-Франковская, Львовская области, хуже всего южные области Украины.

На юге и востоке республики проблемы водоснабжения решаются за счет использования транзитного стока, однако это требует огромных средств на строительство каналов и водопроводов, предварительную очистку и перебрасывание воды. Моря, омывающие территорию Украины, конечно, можно рассматривать как альтернативный источник водных ресурсов, но поскольку эти воды требуют опреснения, а следовательно, значительных затрат средств и энергии, в ближайшие годы использование их маловероятно.

Большое значение Черного и Азовского морей, длина береговой полосы которых почти 2 тыс. км, состоит в том, что они дают выход Украине через проливы Босфор и Дарданеллы и Средиземное море в Мировой океан. В связи с обеднением видового и количественного состава сильно уменьшились рыбные ресурсы этих морей, хотя в свое время Азовское море благодаря незначительной глубине, хорошему прогреванию и смешиванию воды было наиболее рыбопродуктивным морем в мире. Из-за повышения солености морей Черного с 16 18 до 18 20 , Азовского с 11 12 до 14 здесь исчезла ценная осетровая рыба. Поэтому следует предпринять необходимые меры по уменьшению выбросов сточных вод, солености этих морей и создать ряд рыборазводных заводов, чтобы восстановить рыбные ресурсы морей.

Кроме того, практически все Азовское море и северо-западная часть Черного особенно Каркинитский залив пригодны для широкого развития аквакультуры.

Особенностью Черного моря является наличие в нем, начиная со 150 м, растворимого сероводорода, который глубже 200 м полностью вытесняет кислород и делает море практически биологически мертвым. Однако уже сейчас имеется возможность использования больших ресурсов сероводорода.

Важное значение для Украины имеют и рекреационные ресурсы этих морей 5.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Территориальные особенности обеспеченности хозяйства Украины природными ресурсами

Природные ресурсы это все те элементы, свойства или результаты функционирования природных систем, которые используются или могут быть использованы в.. В связи с развитием науки и техники все больше природных условий получают.. К неисчерпаемым относятся те, которые связаны с энергией Солнца и внутренних глубин Земли, силами гравитации энергия..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Сущность энергосбережения. Основные понятия в энергосбережении.

Энергетика – это топливно-энергетический комплекс страны, охватывающий получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов.

Энергосбережение – это организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.

–

Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов – это использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов – это достижение максимальной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР). Восполняемые и невосполняемые энергетические ресурсы.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) – это совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в Республике.

Энергетические ресурсы являются частью всей совокупности природных ресурсов и подразделяются на восполняемые и невосполняемые .

Восполняемыми, или возобновляемыми источниками энергии называются источники, потоки энергии которых постоянно существуют или периодически возникают в окружающей среде и не являются следствием целенаправленной деятельности человека.

К восполняемым энергоресурсам относят энергию:

Мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн;

Морских течений;

Соленую;

Вырабатываемую из биомассы;

Водостоков;

Твердых бытовых отходов;

Геотермальных источников.

Недостатком возобновляемых источников энергии является низкая степень ее концентрации. Но это в значительной степени компенсируется широким распространением, относительно высокой экологической частотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рационально использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует потоки энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспределяет, но не нарушает их общий баланс.

Основным сдерживающим фактором использования возобновляемых источников энергии в мире являются высокие первоначальные инвестиции в оборудование и инфраструктуру.

Предполагается, что к 2100 году большую часть потребляемой энергии человечество будет получать именно из возобновляемых источников.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы вещества и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии.

К невосполняемым энергетическим ресурсам относят:

Каменный уголь, запасы которого в мире оцениваются в 10-12 трлн т;

Нефть, запасы которой распределены крайне неравномерно на Земле: на Ближнем и Среднем Востоке - 67, в Африке - 12,5, Юго-Восточной Азии и Дальнем Востоке - 3, Северной Америке - 9, Центральной и Южной Америке - 5,5, Западной Европе - 3 %. По уровню добычи нефти Россия занимает 3-е место в мире, уступая только Саудовской Аравии и США.

Природный газ, запасы которого сосредоточены в России (32 %), Иране (15,7 %), Катаре (6 %). Добыча газа в России составляет 25,1, в США - 24,1, Канаде -8,1 % от мировой. Владельцами крупных газовых месторождений также являются: Казахстан, Туркменистан, Ирак, Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Египет, Алжир, Ливия. Активно осваиваются газовые шельфы в Северном и Норвежском морях. Суммарные запасы природного газа здесь превышают российские.

Весь комплекс первичных энергоресурсов, ограниченных определенной территорией, объединяется понятием местные ТЭР .

Топливно-энергетический комплекс РБ. Анализ потребления ТЭР по отраслям в РБ.

В стране действует более 30 актов законодательства, регулирующих общественные отношения в сфере энергосбережения, в т.ч. международные договоры РБ, связанные с реализацией в стране политики энергосбережения (Приложение 3). В настоящее время разработана Концепция проекта нового Закона РБ «Об энергосбережении».

Структура НПА, регулирующих сферу энергоэффективности и энергосбережения

Основные принципы политики и стратегии государства в сфере энергоэффективности определены в Законе РБ «Об энергосбережении» (1998 г.).

Закон Республики Беларусь "О возобновляемых источниках энергии" 2010 г.

Директива Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 г. № 3 "Экономия и бережливость - главные факторы экономической безопасности государства",

Постановления СМ и Госстандарта.

Стандарты

Указы Президента

Принципиальными указаниями Директивы №3 являются следующие:

· Обеспечить энергетическую безопасность и энергетическую независимость страны.

· Принять кардинальные меры по экономии и бережливому использованию топливно-энергетических и материальных ресурсов во всех сферах производства и в ЖКХ.

· Ускорить техническое переоснащение и модернизацию производства на основе внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий и техники.

· Обеспечить стимулирование экономии топливно-энергетических и материальных ресурсов.

· Широко пропагандировать среди населения необходимость соблюдения режима повсеместной экономии и бережливости.

· Установить эффективный контроль за рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов.

· Повысить ответственность руководителей государственных органов и иных организаций, граждан за неэффективное использование топливно-энергетических и материальных ресурсов, имущества.

Атомные электроcтанции.

Такие электростанции действуют по такому же принципу, что и ТЭЦ, но используют для парообразования энергию, получающуюся при радиоактивной распаде. В качестве топлива используется обогащенная руда урана.

Рис. 12. Принципиальная схема АЭС.

По сравнению с тепловыми и гидроэлектростанциями атомные электростанции имеют серьезные преимущества: они требуют малое количество топлива, не нарушают гидрологических режим рек, не выбрасывают в атмосферу загрязняющие ее газы. Основной процесс, идущий на атомной электростанции - управляемое расщепление урана-235, при котором выделяется большое количество тепла. Главная часть атомной электростанции - ядерный реактор, роль которого заключается в поддержании непрерывной реакции расщепления.

Ядерное топливо - руда, содержащая 3% урана 235; ею заполняются длинные стальные трубки - тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы). Если много ТВЭЛов разместить поблизости друг от друга, то начнется реакция расщепления. Чтобы реакцию можно было контролировать, между ТВЭЛами вставляют регулирующие стержни; выдвигая и вдвигая их, можно управлять интенсивностью распада урана-235. Комплекс неподвижных ТВЭЛов и подвижных регуляторов и есть ядерные реактор. Тепло, выделяемое реактором, используется для кипячения воды и получения пара, который приводит в движение турбину атомной электростанции, вырабатывающую электричество.

33. Преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую. Ветроэнегетика и гидроэнергетика.

Основным направлением использования солнечной энергии является теплоснабжение. Для прямого преобразования солнечной энергии в тепловую разработаны и широко используются на практике установки солнечного теплоснабжения (СТО) для различных целей (горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование воздуха в жилых, общественных, санаторно-курортных зданиях, подогрев воды в плавательных бассейнах и различных процессах сельскохозяйственного производства).

По данным метеорологов в Республике Беларусь 150 дней в году пасмурно, 185 дней - с переменной облачностью и 30 - ясных, а всего число часов солнечного сияния в Беларуси достигает 1200 часов на севере страны и 1300-на юге.

Солнечная электростанция представляет собой сооружение, состоящее из множества солнечных коллекторов, ориентирующихся на Солнце. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости-теплоносителю, которая, превратившись в пар, от всех коллекторов собирается в центральной энергостанции и поступает на турбину энергогенератора.

Рисунок 13 - Последовательность приемников солнечного излучения

в порядке возрастания их эффективности и стоимости

Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости. На рисунке 13 схематически изображены различные варианты приемников солнечной энергии. Опыт эксплуатации этих установок показывает, что в системах солнечного горячего водоснабжения может быть замещено 40-60 % годовой потребности в органическом топливе в зависимости от района расположения при нагреве воды до 40 ... 60 °С.

а) открытый резервуар на поверхности земли; б) открытый резервуар, теплоизолированный от земли; в) черный резервуар; г) черный резервуар с теплоизолированным дном; д) закрытые черные нагреватели,

е) металлические проточные нагреватели со стеклянной крышкой;

ж) металлические проточные нагреватели с двумя стеклянными крышками; з) то же, с селективной поверхностью; и) то же, с вакуумом.

Воздухонагреватель представляет собой приемник, в котором имеется пористая или шероховатая черная поглощающая поверхность, нагревающая поступающий воздух, который затем подается к потребителю.

Солнечный коллектор включает в себя приемник , поглощающий солнечное излучение, и концентратор , представляющий собой оптическую систему, собирающую солнечное излучение и направляющую его на приемник. Концентратор представляет собой чаще всего зеркало параболической формы, в фокусе которого располагается приемник излучения. Он постоянно вращается, обеспечивая ориентацию на Солнце.

Фотоэлектрические преобразователи представляют собой устройства, действие которых основано на использовании фотоэффекта, в результате которого при освещении вещества светом происходит выход электронов из металлов (фотоэлектрическая эмиссия или внешний фотоэффект), перемещение зарядов через границу раздела полупроводников с различными типами проводимости (вентильный фотоэффект), изменение электрической проводимости (фотопроводимость). Методы фотоэлектри-ческого преобразования солнечной энергии в электрическую находит применение для питания потребителей в широком интервале мощностей: от мини-генераторов для часов и калькуляторов мощностью от несколько ватт до центральных электростанций мощностью несколько мегаватт.

Ветроэнергетика представляет собой область техники, использующую энергию ветра для производства энергии, а устройства, преобразующие энергию ветра в полезную механическую, электрическую или тепловую виды энергии, называются ветроэнергетическими установками (ВЭУ), или ветроустановками , и являются автономными

Энергия ветра в механических установках, например на мельницах и в водяных насосах, используется уже несколько столетий. После резкого скачка цен на нефть в 1973 г. интерес к таким установкам резко возрос. Большая часть существующих установок построена в конце 70-х - начале 80-х годов на современном техническом уровне при широком использовании последних достижений аэродинамики, механики, микроэлектроники для контроля и управления ими. Ветроустановки мощностью от нескольких киловатт до нескольких мегаватт производятся в Европе, США и других частях мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергии, как в единой энергосистеме, так и в автономных режимах.

Одно из основных условий при проектировании ветроустановок - обеспечение их защиты от разрушений очень сильными случайными порывами ветра. В каждой местности в среднем раз в 50 лет бывают ветры со скоростью, в 5-10 раз превышающей среднюю, поэтому ветроустановки приходиться проектировать с большим запасом прочности. Максимальная проектная мощность ветроустановки определяется для некоторой стандартной скорости ветра, обычно принимаемой равной 12 м/с.

Ветроэнергетическая установка состоит из ветроколеса, генератора электрического тока, сооружения для установки на определенной высоте от земли ветряного колеса, системы управления параметрами генерируемой электроэнергии в зависимости от изменения силы ветра и скорости вращения колеса.

Ветроустановки классифицируются по двум основным признакам: геометрии ветроколеса и его положению относительно направления ветра. Если ось вращения ветроколеса параллельна воздушному потоку, то установка называется горизонтально-осевой, если перпендикулярно-вертикально-осевой.

Принцип действия ветроэнергетической установки состоит в следующем. Ветряное колесо, воспринимая на себя энергию ветра, вращается и посредством пары конических шестерен и с помощью длинного вертикального вала передает свою энергию на нижний горизонтальный трансмиссионный вал и далее посредством второй пары конических шестерен и ременной передачи - электрическому генератору или другому механизму.

Поскольку периоды безветрия неизбежны, то для исключения перебоев в электроснабжении ВЭУ должны иметь аккумуляторы электрической энергии или быть запараллелены, на случаи безветрия, с электроэнергетическими установками других типов.

Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г основными направлениями использования ветроэнергетических ресурсов на ближайший период предусматривает их применение для привода насосных установок и в качестве источников энергии для электродвигателей. Эти области применения характеризуются минимальными требованиями к качеству электрической энергии, что позволяет резко упростить и удешевить ветроэнергетические установки. Особенно перспективным считается их использование в сочетании с малыми гидроэлектростанциями для перекачки воды. Применение ветроэнергетических установок для водоподъёма, электроподогрева воды и электроснабжения автономных потребителей к 2010 г. предполагается довести до 15 МВт установленной мощности, что обеспечит экономию 9 тыс. т у т. в год.

Гидроэлектростанция.

Гидроэнергетика представляет отрасль науки и техники по использованию энергии движущийся воды (как правило, рек) для производства электрической, а иногда и механической энергии. Это наиболее развитая область энергетики на возобновляемых ресурсах.

Гидроэлектростанция представляет собой комплекс различных сооружений и оборудования, использование которых позволяет преобразовывать энергию воды в электроэнергию. Гидротехнические сооружения обеспечивают необходимую концентрацию потока воды, а дальнейшие процессы производятся при помощи соответствующего оборудования.

Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища.

В гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды используется для производства электроэнергии. Турбина и генератор преобразовывают энергию воды в механическую энергию, а затем - в электроэнергию. Турбины и генераторы установлены либо в самой дамбе, либо рядом с ней.

Рис. 14. Принципиальная схема гидроэлектростанции.

Учет расхода газа

Учет расхода газа на предприятиях газового хозяйства возложен на соз­данные на каждом предприятии службы режимов газоснабжения и учета расхода газа, которые подчиняются непосредственно руководителю пред­приятия, а в производственных подразделениях предприятия - на группы режимов отдельного газоснабжения и учета расхода газа.

Подача природного газа промышленным, сельскохозяйственным пред­приятиям, предприятиям бытового обслуживания населения производствен­ного и непроизводственного характера и индивидуальным предпринимате­лям осуществляется по магистральным газопроводам через газораспредели­тельные станции (ГРС) «Белтрансгаза» на основании договоров. Количество поданного газа определяется на основании двухсторонних актов, основан­ных на показаниях приборов учета расхода газа, установленных на ГРС или на головных (промежуточных) газораспределительных пунктах (ГРП) пред­приятий газового хозяйства с введением поправочных коэффициентов.

Количество газа, отпущенного (израсходованного) потребителями за ка­лендарный месяц, определяется на основании двухсторонних актов, осно­ванных на показаниях приборов учета расхода газа, установленных у потре­бителей, с введением соответствующих поправочных коэффициентов.

При отсутствии приборов учета расхода газа, температуры, давления или при их неисправности у потребителя, а также в случаях:

Признания записей или показаний приборов недействительными;

Несвоевременного представления данных о расходе газа (картограмм, показаний счетчиков);

Отсутствия пломб;

Пользования газом через байпасный газопровод.

количество отпущенного (израсходованного) газа определяется по паспорт­ной производительности неопломбированных газоиспользующих установок и количества часов работы потребителя за время неисправности (отсутст­вия) приборов учета расхода газа или по аналогии с сутками и месяцами, ко­гда приборы работали с введением необходимых поправок.

Подача газа через байпасный газопровод может осуществляться только с разрешения поставщика. Пломбирование газогорелочных систем фиксиру­ется двухсторонними актами. Количество природного газа, использованного для нужд пищеприготовления, горячего водоснабжения, отопления и кормоприготовления определяются:

В домах (квартирах), оборудованных счетчиками - по показаниям счетчиков;

В домах (квартирах), не оборудованных счетчиками, - по нормам,

утвержденным в установленном порядке (таблица 1).

Учет количества газа осуществляется счетчиками, представляющими собой приборы, предназначенные для измерения суммарного объема газа, протекаю­щего по трубопроводу за конкретный отрезок времени (час, сутки и т. д.).

Газовые счетчики бывают ротационного и турбинного типа. Ротационные учитывают объемное количество прошедшего газа в рабочем состоянии. Турбинные газовые счетчики для узлов учета должны быть точно подобра­ны по рабочему давлению газа, его максимальному и минимальному расходу, диаметру условного прохода.

В период отключения домов от централизованного горячего водоснабжения на время ремонта тепловых сетей продолжительностью 25 и более суток качестве норм расхода газа принимаются нормы, установленные для квартир без центрального горячего водоснабжения и без проточных водонагревателей.

Экономия тепла

Утепление оконных и дверных блоков позволяет повысить температуру в квартирах и домах на 4–5 °С и отказаться от электрообогревателя, который за сезон потребляет до 4000 кВт∙ч.

Есть несколько простых способов утепления:

Заделка щелей в оконных рамах и дверных проемах. Для этого используются монтажные пены, саморасширяющиеся герметизирующие ленты, силиконовые и акриловые герметики и т.д. Результат - повышение температуры воздуха в помещении на 1–2 °С;

Уплотнение притвора окон и дверей с помощью различных самоклеящихся уплотнителей и прокладок.

Уплотнение окон производится не только по периметру, но и между рамами. Результат - повышение температуры внутри помещения на 1–3 °С;

Установка новых пластиковых или деревянных окон с многокамерными стеклопакетами, стеклами с теплоотражающей пленкой и проветривателями. Тогда температура в помещении будет стабильной и зимой, и летом, воздух - свежим, исчезнет необходимость периодически открывать окно, выбрасывая большой объем теплого воздуха. Результат - повышение температуры в помещении на 2–5 °С и снижение уровня уличного шума;

Установка второй двери на входе в квартиру (дом). Результат - повышение температуры в помещении на 1–2 °С, снижение уровня внешнего шума и загазованности;

Установка теплоотражающего экрана (или алюминиевой фольги) на стену за радиатор отопления. Результат - повышение температуры в помещении на 1 °С.

Старайтесь не закрывать радиаторы плотными шторами, экранами, мебелью - тепло будет эффективнее распределяться в помещении. Замените чугунные радиаторы на алюминиевые: их теплоотдача на 40–50% выше. Если радиаторы установлены с учетом удобного съема, имеется возможность регулярно их промывать, что также способствует повышению теплоотдачи.

Остекление балкона или лоджии эквивалентно установке дополнительного окна. Это создает тепловой буфер с промежуточной температурой на 10 °С выше, чем на улице, в сильный мороз.

Не редкость, когда есть проблема не с недостатком тепла, а с его избытком. Решением станет установка терморегуляторов на радиаторы.

Экономия воды

Обязательно установите счетчики воды. Это будет мотивировать к сокращению расхода воды.

Устанавливайте рычажные переключатели на смесители вместо поворотных кранов. Экономия воды составит 10–15% плюс удобство в подборе температуры.

Не включайте воду на полный напор. В 90% случаев вполне достаточно небольшой струи, потребление воды сокращается при этом в 4–5 раз. При умывании и принятии душа отключайте воду, когда в ней нет необходимости.

На принятие душа уходит в 10–20 раз меньше воды, чем на принятие ванны.

Существенная экономия воды происходит при применении двухкнопочных сливных бачков.

Необходимо тщательно проверить наличие утечки воды из сливного бачка, которая возникает из-за старой фурнитуры. Замена фурнитуры не слишком затратное мероприятие, а экономия воды существенная.

Через тонкую струю утечки вы можете терять несколько кубометров воды в месяц.

В целом сокращение потребления воды в 4 раза - задача вполне реализуемая и малозатратная.

Экономия газа

Экономия газа прежде всего актуальна, если в квартирах установлены счетчики газа, есть индивидуальные отопительные пункты и в частных домах с АОГВ. В этом случае все меры по экономии тепла и горячей воды приводят к экономии газа.

При приготовлении пищи также есть возможности сэкономить газ:

Пламя горелки не должно выходить за пределы дна кастрюли, сковороды, чайника, иначе вы просто греете воздух в квартире (экономия 50% и более);

Деформированное дно посуды приводит к перерасходу газа до 50%;

Посуда, в которой готовится пища, должна быть чистой и не пригоревшей. Загрязненная посуда требует в 4–6 раз больше газа для приготовления пищи;

Применяйте экономичную посуду, эти качества обычно указывает ее производитель. Самые энергоэкономичные изделия - из нержавеющей стали с полированным дном, особенно со слоем меди или алюминия.

Посуда из алюминия, эмалированная, с тефлоновым покрытием неэкономична;

Дверца духовки должна плотно прилегать к корпусу плиты и не выпускать раскаленный воздух.

В целом просто экономное использование газа дает сокращение его потребления в 2 раза, использование предлагаемых мер - примерно в 3 раза.

Парниковый эффект

Обработка сточных вод.

Основным источником загрязнения окружающей среды является автотранспорт.

Он использует 96 % всех производимых нефтепродуктов и выбрасывает затем в атмосферу тысячи тонн оксида углеводорода, оксида азота и других вредных веществ. Всего в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания содержится около 100 вредных для здоровья человека соединений. В среднем каждый автомобиль в год выбрасывает около 1т вредных веществ. Наряду с этим, автомобиль – один из самых крупных источников шума и вибрации.

Основным нейтрализатором вредных выбросов в атмосферу явля­ются леса, занимающие 37 % территории Республики Беларусь, и болота, которые в 7 раз эффективнее, чем лес, поглощают углекислый газ. В горо­дах основным очистителем воздуха являются тополиные насаждения: один тополь очищает воздух так, как делают это 4 сосны или 7 елей, или 3 липы.

Экологические проблемы тепловой энергетики.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Тепловая энергетика оказывает отрицательное влияние практически на все элементы окружающей среды, в том числе на человека, другие живые организмы и их сообщества.

Влияние энергетики на окружающую среду сильно за­висит от вида используемого топлива. Наиболее «чистым» топливом является природный газ, дающий, при его сжигании наименьшее количество загрязняющих атмосферу веществ. Далее следует нефть (мазут), каменные угли, бу­рые угли, сланцы, торф.

При сжигании топли­ва образуется много побочных веществ. При сжигании угля образуется значительное количество золы и шлака. Боль­шую часть золы можно уловить, но не всю. Все отходящие газы, потенциально вредны, (диоксид угле­рода СО2).

При сжигании топлива образуется теплота, часть которой выбрасывается в атмосферу, приводя к тепловому за­грязнению атмосферы, что в конечном итоге, влечет по­вышение температуры водного и воздушного бассейнов, таянию ледников.

Таким же катастрофическим может быть эффект от по­ступления в атмосферу большого количества твердых час­тиц.

Экологические проблемы гидроэнергетики .

Одно из важ­нейших воздействий гидроэнергетики связано с отчужде­нием значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища, на месте которых уничтожа­ются естественные экологические системы. Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подто­пление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных.

Со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава населяющих их живых орга­низмов.

Кроме того, в водохранилищах по разным причинам происходит ухудшение качества воды. В них резко увеличи­вается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные осадки, гумус почв и т.п.), так и в следствие их накопле­ния в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с во­досбросов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание воды, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие про­цессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает ус­ловия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых. По этим причинам, а также вследствие медленной восстанавливаемости вод резко снижается их способность к са­моочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вку­совые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кор­мовых угодий, нерестилищ и т.п.

Экологические проблемы ядерной энергетики .

До недав­него времени ядерная энергетика рассматривалась как наи­более перспективная.

К преимуществам АЭС относится также возможность их строительства, не привя­зываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транс­портировка не требует существенных затрат в связи с ма­лыми объемами (0,5 кг ядерного топлива позволяет полу­чать столько же энергии, сколько дает сжигание 1000 тонн каменного угля).

До недавнего времени основные экологические пробле­мы АЭС связывались с захоронением отработанного топ­лива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков их эксплуатации.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС такой же мощности, работающей на угле.

После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС ста­ли связывать с возможностью аварий на них. В результате аварии на ЧАЭС общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га.

Кроме страшных последствий аварийных ситуаций на АЭС можно назвать следующие их воздействия на окру­жающую среду:

Разрушение экосистем и их элементов (почв, грун­тов водоносных структур и т.п.) в местах добычи руд, особенно при открытом способе добычи;

Изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для АЭС мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800~900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 и высотой, равной 40-этажному зданию;

Изъятие значительных объемов воды из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие естественные источники, в них наблюда­ется потеря кислорода, увеличивается вероятность цвете­ния, возрастают явления теплового стресса у водных обитателей

Не исключено попадание радиоактивного загрязне­ния в атмосферный воздух, воду, почву в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

Парниковый эффект

Глобальное потепление является твердо установленным научным фак­том. Основной причиной глобальных процессов, изменение климата на нашей планете являются существующие технологии, оказывающие негативное воз­действие не только на климат, но и на здоровье людей, выбрасывая в атмо­сферу парниковые газы, которые обуславливают парниковый эффект.

Парниковый эффект- это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и, тем самым, способствовать аккумуляции тепла Землей.

В приложении к климатической Конвенции ООН названы технологиче­ские процессы, приводящие к эмиссии парниковых газов:

В энергетике - сжигание топлива, энергетическая, обрабаты­вающая и строительная промышленности;

При добыче и транспортировке топлива - твердое топливо, нефть и природный газ;

Промышленные технологии - горнодобывающая, химиче­ская, металлургическая, производство и использование галогенизированных углеродных соединений;

В сельском хозяйстве - интенсивная ферментация, хранение и использование навоза, производство риса, управляемый пал, сжигание сельскохозяйственных отходов;

Отходы - хранение и сжигание отходов,

Обработка сточных вод.

Основным загрязнителем атмосферы является С02, образующийся при выработке электроэнергии в основном огневым способом, то есть путем сжигания добываемого органического топлива.

Страны, производящие % электро­энергии на АЭС, предотвращают эмиссию С0 2 . Поэтому на конференции в Киото подчеркивалось, что только страны, имеющие ядерно-энергетические программы и поддерживающие их, располагают большими возможностями сокращения выброса парниковых газов.

Одним из самых загрязненных городов-столиц государств является Пе­кин с его 12-милионным населением. Основной причиной его загрязнения являются промышленные предприятия, густо разбросанные по городу. Во многом способствует загрязнению Пекина и отопление домов углем.

Промышленность

Основными направлениями энергосбережения в промышленности являются :

Структурная перестройка предприятий, направленная на выпуск менее энергоемкой, конкурентоспособной продукции;

Специализация и концентрация отдельных энергоемких производств (литейных, термических, гальванических и др.) по регионам;

Модернизация и техническое перевооружение производств на базе нау­коемких ресурсо- и энергосберегающих и экологически чистых технологий;

Совершенствование существующих схем энергоснабжения предприятий;

Повышение эффективности работы котельных и компрессорных установок;

Использование вторичных энергоресурсов и альтернативных видов то­плива, в т. ч. горючих отходов производств;

Применение источников энергии с высокоэффективными термодина­мическими циклами (ПТУ, ГТУ и т. п.);

Применение эффективных систем теплоснабжения, освещения, венти­ляции, горячего водоснабжения;

Расширение сети демонстрационных объектов;

Реализация крупных комплексных проектов, влияющих на уровень энергопотребления в республике, ее энергообеспеченность и эффективность использования энергии.

Первоочередными мероприятиями являются :

Модернизация термического оборудования (печей, подогревателей, утилизаторов тепла, сушильных камер и т. п.);

Утилизации тепла уходящих газов;

Повышение эффективности работы котельных путём автоматизации основных и вспомогательных процессов, оптимизации процессов горения, установки в промышленных котельных турбогенераторов малой мощности;

Снижение затрат на теплоснабжение зданий и сооружений, вентиля­цию, освещение, горячее теплоснабжение.

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве основными направлениями повышения эффектив­ности использования ТЭР на период до 2005 года являются :

Внедрение энергоэффективных систем микроклимата, кормления, по­ения, содержания молодняка;

Внедрение эффективных сушильных установок для зерна, в т. ч. на ме­стных видах топлива;

Внедрение систем обогрева производственных помещений инфракрас­ными излучателями;

Использование гелиоколлекторов для нагрева воды, используемой на технологические нужды;

Похожие статьи