Потери энергии при ее производстве и потреблении энергетическое обеспечение производства. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Потери энергии при ее производстве и потреблении энергетическое обеспечение производства.



Потери энергии при ее производстве и потреблении Энергетическое обеспечение производства

По́тери энергии при́ ее про́изводстве и по́треблении

На́ все́х ста́диях про́изводства и пре́образовании пе́рвичных ист́очников энергии, тра́нспортировки и ко́нечного исп́ользования их энергетического по́тенциала имеют ме́сто зна́чительные по́тери энергии. По́тери энергии в усл́овиях тра́диционного про́изводства и по́требления энергетических ре́сурсов в ра́мках бо́льших си́стем (на́пример, в на́родном хо́зяйстве стра́ны) вклю́чают: · по́тери энергии, свя́занные с на́чальной пе́реработкой пе́рвичных энергоресурсов, на́пример, с обогащением, обл́агораживанием пе́рвичного орѓанического то́плива; · по́тери энергии на́ ста́дии ее пре́образования, на́пример, свя́занные с про́изводством электроэнергии, те́пла, а та́кже с тра́нспортировкой энергии; · по́тери энергии на́ ста́дии ее ко́нечного исп́ользования. Су́ммарные по́тери энергии по́ пу́ти к по́требителю по́ укр́упненной оценке со́ставляют при́мерно 1/3 общ́его объ́ема пе́рвичной энергии. Су́щественный вкла́д зде́сь вно́сят ко́нденсационные электростанции. Еще бо́льшие по́тери энергии до́пускаются при́ ко́нечном ее исп́ользовании - в сфе́ре ма́териального про́изводства и исп́ользования ра́зличного ви́да про́дуктов и энергоемких усл́уг. Зде́сь на́ ка́ждую единицу энергии, по́дведенной к ко́нечному по́требителю, те́ряется при́мерно до́ 0,75 0,95 единицы энергии. По́считано, что́ для́ но́рмально́й жи́знедеятельности одн́ого че́ловека в го́д пе́рерабатывается до́ 20 т ра́зличного при́родного сы́рья. При́ этом то́лько 5-10% исх́одных ре́сурсов пе́реходят в го́товую по́лезную про́дукцию, а ост́альная в ви́де отх́одов по́падает в окр́ужающую сре́ду. В итоге во́ все́х по́следовательных этапах до́бычи, пе́реработки, пре́образования, тра́нспортировки и ра́спределения энергии пе́рвичных ист́очников и на́ все́х сту́пенях исп́ользования энергии в ма́териальном про́изводстве, в сфе́ре усл́уг вме́сте взя́тых, те́ряется в сре́днем около 90% энергии от пе́рвоначального уровня. В ра́счете на́ ко́нечный про́дукт этому отв́ечает инт́егральный ко́эффициент по́лезного исп́ользования (КПИ́) то́пливно-энергетических ре́сурсов, при́мерно ра́вных 10%. Особенно ве́лики по́тери, на́пример, в ве́сьма энергоемком те́плоте́хнологическом ко́мплексе стра́ны, где́ на́ ре́ализацию все́го мно́гообразия те́плоте́хнологических про́цессов, от ни́зкотемпературного на́грева во́ды до́ вы́сокотемпературной пла́вки ме́таллов не́посредственно ра́сходуются около 2/3 орѓанического то́плива, бо́лее 1/3 вы́рабатываемой электрической и бо́лее ? те́пловой энергии. Та́к при́ обр́аботке ста́ли в электротермических пе́чах, итоговый КПИ́ энергии пе́рвичного ист́очника, в ра́счете на́ ко́нечный ре́зультат про́цесса, исч́исляется единицами про́центов. Сто́ль ве́лики по́тери энергии при́ до́быче и пе́реработке пе́рвичного ист́очника, при́ пре́образовании его энергии в электрическую, при́ тра́нспортировке и ра́спределении энергии по́ по́требителям и исп́ользовании ее в пе́чах, при́ ост́ывании изд́елий по́ле вы́дачи их из пе́чи. Пла́вка ра́зличных ми́неральных ши́хт в то́пливных пе́чах ха́рактеризуется зна́чениями КПИ́ энергии пе́рвичного ист́очника в ра́счете на́ ко́нечный про́дукт (гра́нулят) на́ уровне 2,5-7,5%. Те́плотехнологическая си́стема про́изводства ста́льных изд́елий, по́следовательно вклю́чающая в се́бя электроплавку ло́ма, кри́сталлизацию сли́тков, не́сколько сту́пеней на́грева и охл́аждения ме́талла, про́катку и хо́лодное во́лочение, имеет КПИ́ энергии пе́рвичного ист́очника в ра́счёте на́ ко́нечную про́дукцию (со́ртовой про́кат) на́ уровне 5-7,5%. Про́изводству ли́тейного чу́гуна отв́ечает КПИ́ энергии пе́рвичного ист́очника около 10%. Та́ков же́ уровень КПИ́ со́вокупности ря́да те́плоте́хнологических си́стем ма́шиностроительного пре́дприятия про́изводящего де́тали тра́ктора. Угольная про́мышленность Ро́ссии, явл́яясь одн́ой из ба́зовых отр́аслей на́родного хо́зяйства, по́ставляет сво́ю про́дукцию для́ ну́жд энергетики (48,6% общ́его объ́ёма по́ставок), ко́ксохимическо́го про́изводства (18,7%), ко́ммунально-бы́тового хо́зяйства (5,5%), на́селения и се́льского хо́зяйства (4,9%) и при́ этом са́ма по́требляет и те́ряет бо́льшое ко́личество то́плива, те́пловой и электрической энергии Те́хнология угольного про́изводства ха́рактеризуется вы́соким вы́ходом вто́ричных те́пловых энергетических ре́сурсов. Мно́го те́пла те́ряется с отх́одящими га́зами ко́тельных ТЭ́Ц, су́шильных уст́ановок обогатительных фа́брик, охл́аждающей во́дой ша́хтных ко́мпрессорных уст́ановок. На́пример, огр́омное ко́личество те́пла вы́деляется в атм́осферу при́ экс́плуатации ша́хтных ко́тельных уст́ановок: у бо́льшинства ко́тельных те́мпература отх́одящих га́зов до́стигает 160-2200С. Зна́чительные по́тери те́пла не́сут ве́нтиляционные уст́ановки, ко́торые в зи́мнее вре́мя го́да вы́брасывают в атм́осферу ша́хтный во́здух с те́мпературой 15-200С. Ист́очниками не́используемого те́пла, за́грязняющего окр́ужающую сре́ду, явл́яются та́кже по́родные отв́алы, энд́огенные по́жары, ша́хтные и хо́збытовые сто́чные во́ды. В общ́ем ра́сходе электроэнергии имеется по́стоянная со́ставляющая, ко́торая опр́еделяется ра́ботой уст́ановок и не́ свя́занна не́посредственно с про́цессом угл́едобычи (во́доотлив, ве́нтиляция, де́газация и ча́стично дру́гие уст́ановки). Удельный ве́с этой со́ставляющей в общ́ешахтных ра́сходах электроэнергии в сре́днем по́ отр́асли на́ходятся на́ уровне 70%. Именно зде́сь имеет ме́сто ма́ксима́льный не́производительные по́тери электроэнергии. Ве́лики по́тери и осн́овных, пе́рвичных энергоносителей. Со́тни ты́сяч то́н то́плива те́ряются при́ тра́нспортировке и хра́нении из-за́ то́го, что́ не́совершенны по́грузочно-ра́згрузочные узл́ы и тра́нспортные сре́дства, угольные скла́ды и не́фтебазы. По́тери угл́я при́ пе́ревозках со́ставляют, по́ оценкам спе́циалистов, 3-5 млн. то́нн в го́д. В стра́не те́ряется 6-8% общ́его ко́личества до́бытой не́фти, в то́м чи́сле не́ ме́нее 2% при́ скла́дских операциях. До́бываемая не́фть со́держит в сво́ём со́ставе бо́льшое ко́личество ни́зкокипящих фра́кций и ра́створённый га́з. В про́мысловых усл́овиях, при́ сбо́ре, тра́нспортировке и хра́нении не́фти ча́сто те́ряются ра́створённые в не́й га́зы. Кро́ме то́го, зна́чительны по́тери и лё́гких не́фтяных фра́кций, та́к ка́к они при́ исп́арении та́ких ко́мпонентов ка́к ме́тан, этан, со́держащихся в га́зе, из Потери энергии при ее производстве и потреблении не́фти изв́лекаются и бо́лее тя́жёлые угл́еводороды (бу́таны, пе́нтаны и вы́сшие). Да́леко не́ всё́ бла́гополучно и в исп́ользовании твё́рдого то́плива. В угольной про́мышленности экс́плуатируется около 1,5 ты́с. про́мышленных ко́тельных, оборудованных по́чти 5 ты́с. единиц ко́тлоагрегатов. Из ни́х ко́тлы про́изводительностью бо́лее 2 т па́ра в ча́с со́ставляют ли́шь не́многим бо́лее по́ловины. По́чти две́ тре́ти все́х ко́тлов имеют уст́аревшую ко́нструкцию. В обл́асти про́изводства электроэнергии и те́пла в Ро́ссии тра́диционно со́храняется гла́вное на́правление на́учно-те́хнического про́гресса - по́вышение ко́эффициента по́лезного исп́ользования то́плива пу́тём ра́сширения ма́сштабов ко́мбинированного про́изводства электроэнергии, те́пла (те́плофикация). В на́стоящее вре́мя бо́лее 50% те́плопотребления стра́ны обеспечивается от экономичных те́плоисточников: ТЭ́Ц да́ют 34%, кру́пные ко́тельные-13%, уст́ановки, исп́ользующие вто́ричные энергоресурсы-4%. Те́плофикацией охв́ачено до́ 41% те́плопотребления го́родов, про́мышленных узл́ов и по́сёлков го́родского́ ти́па. В то́ же́ вре́мя де́йствует не́ ме́нее 200 ты́с. ко́тельных, сре́дняя единичная мо́щность ко́торых не́ пре́вышает 5Гкал/ч (1кал=4,186Дж). В ре́зультате ме́лкие ко́тельные и ме́стные ге́нераторы по́требляют 58% все́го то́плива со́ сре́дним удельным его ра́сходом, при́мерно на́ 40кгГкал бо́льшим, че́м ТЭ́Ц и кру́пные ко́тельные. Обс́луживанием ме́лких ко́тельных за́нято до́ 2 млн. че́ловек, что́ су́щественно пре́вышает чи́сленность экс́плуатационного пе́рсонала на́ все́х электростанциях Ми́нтопэнерго РФ. Не́достатки ме́лких те́плоисточников свя́заны с ни́зкой энергоэффективностью, вы́сокой сте́пенью за́грязнения окр́ужающей сре́ды, по́вышенными зна́чениями удельных сто́имостей и тру́дозатрат на́ обс́луживание. Вме́сте с те́м да́же на́иболее со́вершенные со́временные ко́тельные по́ су́ществу явл́яются энергорасточительными уст́ройствами. При́чина кро́ется в са́мом при́нципе де́йствия, осн́ованном на́ сжи́гании то́плива и по́следующей пе́редачи те́плоты ни́зкотемпературному те́плоносите́лю, в про́цессе ко́торой те́ряется зна́чительная ча́сть ра́ботоспособности (энергии) то́плива. Именно по́этому да́же при́ те́пловом КПД ко́тлов, при́ближающемся к 100%, их энергетический КПД, ха́рактеризующий сте́пень исп́ользования хи́мической энергии то́плива, обычно не́ пре́вышает 15-20%. Один этот фа́кт вы́зывает со́мнение в це́лесообразности сто́ль ши́рокого ра́спростра́нения отопительных ко́тлов и те́плогенераторов, ко́торое они по́лучили бла́годаря про́стейшей те́хнологии по́лучения те́плоты. Этот не́достаток пре́одолевается дву́мя спо́собами: ста́рым - пу́тём со́вместного про́изводства электроэнергии и те́плоты на́ ТЭ́Ц, и но́вым-с по́мощью те́пловых на́сосов. Одн́ако со́вместное про́изводство энергии озн́ачает, что́ го́рода ста́новятся про́изводителями электроэнергии, ко́торая впо́лне мо́жет вы́рабатываться в энергосистемах. По́мимо ухудшения экологической обс́тановки, это ве́дёт к отч́уждению де́фицитных го́родских те́рриторий, к усл́ожнению про́блемы тра́нспортировки то́плива. Кро́ме то́го, ко́нцентрация огр́омных мо́щностей в одн́ом те́плоисточнике при́водит к ги́гантской стру́ктуре те́пловых се́тей в го́родах. К при́меру, в Мо́скве про́тяженность то́лько на́иболее отв́етственных се́тей пре́вышает 3000 км, а общ́ая про́тяжённость, ве́роятно, на́ по́рядок бо́льше. Не́достатки ТЭ́Ц мо́жно до́полнить зна́чительной не́догрузкой, до́стигающей для́ мно́гих из ни́х тре́ти мо́щности, не́допустимо вы́сокими тра́нспортными по́терями энергии и энергоносителей, пе́регревом бли́злежащих и не́донагревом отд́алённых объ́ектов. Отс́утствие сре́дств ре́гулирования и авт́оматизации обусловливают пе́рерасход те́пла и то́плива не́ ме́нее 10-15%. Си́стемы те́плоснабжения ма́лоуправляемы, ра́сходы се́тевой во́ды, ка́к пра́вило, пре́вышают ра́счетные зна́чения на́ 20-25%, те́мпература обр́атной во́ды за́вышена на́ 5-100 С. В итоге, имеют ме́сто пе́рерасход те́пла, за́вышенное да́вление в отб́орах, пе́рерасход то́плива. В си́стемах охл́аждения электростанций всё́ бо́льшее при́менение на́ходит оборотное во́доснабжение с исп́ользование гра́дирен. Осн́овным и су́щественным не́достатком та́ких си́стем охл́аждения явл́яется вы́брос в атм́осферу огр́омного ко́личества па́ров, ка́пельной вла́ги и те́ла удельной мо́щностью до́ 40Втм2 на́ 1ГВт вы́работки энергии, что́ зна́чительно пре́вышает пре́дельно до́пустимый уровень. Се́бестоимость электроэнергии на́ТЭС с гра́дирнями на́ 5-6% вы́ше, че́м в слу́чае пря́моточного охл́аждения. Ве́лики не́производительные по́тери те́плоты от то́пливоиспользующих агр́егатов и уст́ановок в ви́де изб́ыточных те́пловых вы́делений из-за́ отс́утствия не́обходимых ме́роприятий по́ усовершенствованию и вне́дрению сре́дств про́мышленной те́плозащиты. Та́к, те́пловые по́тери в окр́ужающую сре́ду че́рез сте́ны те́плоиспользующих уст́ановок до́стигают 20-30% те́плоты сго́рания исп́ользуемого то́плива. Ест́ественно, это тре́бует их те́пловой изоляции. Одн́им из опр́еделяющих усл́овий сни́жения энергозатрат на́ единицу осн́овной про́дукции явл́яется обеспечение на́дёжности энергоснабжения про́мышленных пре́дприятий и со́вершенствование си́стем энергоснабжения. Тра́нспортабельные энергоносители по́ступают на́ пре́дприятие из энергосистем. Ост́альные энергоносители - те́хнологический и энергетический па́р, го́рячая во́да, ки́слород, сжа́тый во́здух общ́епромышленного при́менения и др. - имеют огр́аниченные пре́делы экономически - опр́авданной да́льности пе́редачи, что́ и опр́еделяет сте́пень це́нтрализации и ко́операции сна́бжения да́нными ви́дами энергоносителей, а та́кже гра́ницы энергосистем пре́дприятий. Схе́мы энергоснабжения до́лжны стро́ится на́ осн́ове це́нтрализации, ко́мплексного исп́ользования и ко́мбинированного про́изводства энергоресурсов, исп́ользования но́вых те́хнических до́стижений в обл́асти со́вершенствования те́хнологических и энергетических про́цессов. Та́ким обр́азом, вы́шеизложенное по́зволяет за́ключить, что́ во́ все́х отр́аслях на́родного хо́зяйства про́исходит, исќлючительно ра́сточительное исп́ользование энергии, и су́ществуют ши́рокие при́нципиальные во́зможности мно́гократного сни́жения ра́схода то́пливно-энергетических ре́сурсов во́ мно́гих энергопотребляющих си́стемах. Потери энергии при ее производстве и потреблении

Статьи

  • Потери энергии при ее производстве и потреблении
  • 11.2. Анализ использования энергии в производственных процессах
  • Потери энергии при ее производстве и потреблении
  • Состав задачи значение энергетического хозяйства. Органы управления энергетическим хозяйством их функции. Энергоснабжение предприятия.
  • ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ХОЗЯЙСТВО Справочник экономиста предприятия
  • VI. Порядок определения потерь в электрических сетях и оплаты этих потерь КонсультантПлюс
  • Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества
  • Снижение потерь энергоресурсов при производстве и транспортировке как способ энергосбережения
  • Коммерческие потери электроэнергии и их снижение
  • Мировое потребление энергии — Википедия