18 Март 2011

Основы энергосбережения — курс лекций




Все это топ-ливо имеют углеродную основу, и энергия высвобождается из не-го, главным образом, в процессе образования диоксида углерода (СО2).

На рис. 1.3 представлен поток энергии и продуктов сгорания органического топлива при получении полезной энергии.

В современном природопользовании энергетические ресурсы классифицируют на три группы – участвующие в постоянном обороте и потоке энергии (солнечная, космическая энергия и т.д.), депонированные энергетические ресурсы (нефть, газ и т.д.) и искусственно активированные источники энергии (атомная и термоядерная энергии).

В экономике природопользования различают валовой, тех-нический и экономический энергетические ресурсы.

Валовой (теоретический) ресурс представляет суммарную энергию, заключенную в данном виде энергоресурса.

Технический ресурс – это энергия, которая может быть по-лучена из данного вида энергоресурса при существующем разви-тии науки и техники. Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но постоянно увеличивается по мере усо-вершенствования энергетического оборудования и освоения но-вых технологий.

Экономический ресурс – энергия, получение которой из данного вида ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы и рабочую силу. Он составляет некоторую долю от технического и тоже увеличивается по мере развития энергетики.

Энергетические ресурсы принято характеризовать числом лет, в течение которых данного ресурса хватит для производства энергии на современном качественном уровне. Из доклада ко-миссии Мирового энергетического совета (1994 г.) при совре-менном уровне потребления запасов угля хватит на 250 лет,

газа – на 60 лет, нефти – на 40 лет. При этом по данным Между-народного института прикладного системного анализа, мировой спрос на энергоносители вырастет с 9,2 млрд. т в пересчете на нефть (конец 1990-х гг.) до 14,2–24,8 млрд. т в 2050 году.

Доля различных видов энергетических ресурсов в общеми-ровой выработке первичной энергии на начало 90-х годов пред-ставлена на рис. 1.4.

Мировые запасы энергетических ресурсов по состоянию на конец XX века представлены в табл. 1.3.

Рис. 1.4. Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой выработке первичной энергии (1998 г.),%

Вторичные энергоресурсы, источники поступления, пути использования

Любой технологический процесс требует определенного расхода топлива, электрической и тепловой энергии; в результате химических реакций, механических воздействий горючие газы, теплоносители, газы и жидкости с избыточным давлением выде-ляют тепло. Эти энергетические ресурсы, как правило, использу-ются не в полном объеме или не используются вовсе. Неисполь-зуемые в данном технологическом процессе или установке энер-гетические отходы получили название вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).

Долгое время использованию вторичных энергоресурсов не уделялось достаточного внимания, не была в полной мере рас-крыта их сущность, отсутствовали методики расчетов ВЭР.

Вторичными энергетическими ресурсами являются энер-гетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежу-точных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках), которые не могут быть использованы в самом агре-гате, но могут частично или полностью использоваться для энер-госнабжения других потребителей.

Термин «энергетический потенциал» означает наличие оп-ределенного запаса энергии в виде химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др.

Таблица 1.3

Мировые запасы энергетических ресурсов, млрд. т условного топлива

Источники энергии

Энергетические ресурсы

теоретические технические

I. Невозобновляемые

1. Энергия горючих ископаемых:

- уголь 17900 637

- нефть 1290 179

- газ 398 89,6

2. Атомная энергия 67 200 1340

II. Возобновляемые

1. Энергия Солнца:

- на верхней границе атмосферы 197 000

- на поверхности Земли 81 700 6140

- по поверхности суши 28400 2460

- на поверхности Мирового океана 53 300 3690

2. Энергия ветра 21 300 22

3. Глубинное тепло Земли (до 10 км):

- геотермальный тепловой поток, достигающий поверхности Земли 3,69 0,35

- гидротермальные ресурсы 1350 147

- метрогеотермальные ресурсы 36900 3070

4. Энергия Мирового океана:

- градиента солености 43 000 430

- тепловая (температурная градиен-та) 12,3 0,61

- течений 8,6 0,12

-приливов 3,2 0,86

- прибоя 1 0,02

- морских ветровых волн 2,7 0,1

5. Горючие энергоресурсы (биомас-са):

- на суше 44,2 4,9

- в Мировом океане 23,3 1,84

- органические отходы 2,5 1,23

6.