18 Март 2011

Основы энергосбережения — курс лекций




Некоторые из этих вы-бросов могут давать дополнительную продукцию, например, сер-нистый ангидрид, выбрасываемый с отходящими газами, можно улавливать и направлять на выпуск серной кислоты.

Считается целесообразным, если при реконструкции или расширении действующих, а также при проектировании новых предприятий будет предусматриваться разработка мероприятий по использованию ВЭР с обоснованием их экономической эф-фективности. Отказ потребителей от использования вторичных энергетических ресурсов как на действующих, так и проектируе-мых предприятиях может быть обоснован только расчетом, под-тверждающим экономическую неэффективность или техническую невозможность использования ВЭР.

Условное топливо

Различные виды энергетических ресурсов обладают разным качеством, которое характеризуется энергоемкостью топлива. Удельной энергоемкостью называется количество энергии, при-ходящееся на единицу массы физического тела энергоресурса.

Для удобства сопоставления различных видов энергоресур-сов и возможности расчетов расход всех видов топлива сравни-вают с расходом так называемого условного топлива. За условное принято такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 29,3 *•106 Дж, или 7000 ккал энергии. В табл.1.4 приведены зна-чения удельной энергоемкости для ряда энергетических ресурсов в сравнении с условным топливом.

Таблица 1.4

Виды то-плива Условное топливо Уголь антра-цит Дрова сухие Нефть Газ про-пан Водород

Уд.энергоемкость, ?10 Дж/кг * 106 29,3 33,5 10,5 41,9 46,1 120,6

ккал/кг 7000 8000 2500 10000 11000 28800

В качестве единицы измерения в государствах СНГ принята 1 тонна условного топлива (т.у.т.). За рубежом применяется иден-тичная по сути и функциональному назначению единица измерения – тонна условного топлива в нефтяном эквиваленте или проще тонна нефтяного эквивалента (т.н.э.),1 т.н.э.=41,86*106 Дж.

Как видно из табл.1.4 , нефть и газ обладают высокой энер-гоемкостью. Это во многом определило быстрый рост их потреб-ления в конце ХIХ – ХХ столетии. Однако, нефть и газ исполь-зуются не только в энергетической промышленности. Это еще сырье для химической промышленности и топливо для транспор-та.

Весьма перспективным видом топлива, обладающим в три раза большей удельной энергоемкостью по сравнению с нефтью, является водород. В настоящее время в нашей стране и за рубежом ведутся научно-экспериментальные работы по изысканию экономичных способов промышленного преобразования водоро-да. Запасы водорода неистощимы и не связаны с каким-либо ре-гионом планеты. Водород в связанном виде содержится в моле-кулах воды Н2О. При его сжигании образуется вода, не загряз-няющая окружающую среду.

В настоящее время водород в основном получают из при-родного газа, в ближайшем будущем его можно будет получать путем газификации угля. Как одно из перспективных направлений промышленного получения водорода рассматривается процесс электролиза воды. Этот способ имеет значительное преимущество, так как приводит к обогащению кислородом окружающей среды. Широкое применение водородного топлива может решить три актуальные проблемы:

1. уменьшить потребление органического и ядерного топлива;

2. удовлетворить возрастающие потребности в энергии;

3. снизить загрязнение окружающей среды.

МИРОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЭР

Качество нашей жизни непосредственно зависит от потреб-ления энергии. С ходом исторического развития при получении из природных систем все новых видов полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии (происходит снижение энергетической эффективности природопользования).

Наблюдается увеличение энергетических расходов на одного человека. Так, расход энергии на одного человека (в кДж/сут.) в каменном веке был порядка 17 тыс., в аграрном обществе –

50 тыс., в индустриальную эпоху – 293 тыс., а в передовых разви-тых странах настоящего времени – 960–1050 тыс., т.е. в 58–62 раза больше, чем у наших далеких предков.

С начала нашего века количество энергии, затрачиваемое на единицу сельскохозяйственной продукции, в развитых странах мира возросло в 8–10 раз, на единицу промышленной продукции в 10–12 раз.

Общая энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства (соотношение вкладываемой и получаемой с готовой продукцией энергии) в промышленно развитых странах в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. В ряде случаев увеличение затрат энергии на удобрения и обработку полей в де-сятки раз приводит лишь к незначительному (на 10–15%) повы-шению урожайности. Это связано с необходимостью параллельно с улучшением агротехники учитывать общую экологическую об-становку, налагаемые ею ограничения.

В начале 80-х гг.