Экономические проблемы развитие энергетического потенциала рациональное использование

Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения

690de0c49400523106ab2256ee0c2db8

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 07.10.2017 2017-10-07

Статья просмотрена: 21861 раз

Библиографическое описание:

Афанасьева, Е. А. Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения / Е. А. Афанасьева, М. Д. Кислякова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 40 (174). — С. 1-4. — URL: https://moluch.ru/archive/174/45823/ (дата обращения: 12.09.2021).

В статье представлен анализ основных проблем энергетики и возможных путей их решения относительно экономической ситуации, сложившейся в России на современном этапе.

Ключевые слова: энергетическая безопасность, энергосбережение, энергозамещение, нетрадиционное топливо, возобновляемые источники энергии, альтернативные способы производства энергии

В настоящий момент широкое распространение приобрел термин «энергетическая безопасность» наряду с военной, экономической, экологической, продовольственной и другими видами безопасности [1]. Данное понятие можно интерпретировать как состояние защищенности страны, ее граждан, общества и экономики от угроз надежному топливно- и энергообеспечению. Чтобы обеспечить энергетическую безопасность России, требуется своевременно выявить основные проблемы энергетики и описать те способы, которые подходят для реального осуществления в условиях кризисной экономики.

Для ХХ века и первого десятилетия нового столетия характерен высокий рост потребления первичных энергоресурсов и электроэнергии. В мире в 15 раз возросло совокупное потребление электрической энергии и в 4,4 раза увеличился расход электричества на одного жителя планеты [2]. Причем темп использования энергетических ресурсов продолжает расти. Вместе с тем продолжают активно осваиваться первичные источники энергии с более высоким энергосордержанием — каменный уголь, уран, газ, нефть.

При тщательном рассмотрении, самые значимые проблемы, связанные с энергетикой, выстраиваются в так называемую «триаду энергетических проблем» [3].

Во-первых, основные на сегодня источники энергии невозобновляемы, причем распределяются по планете неравномерно. Из-за чего одни страны испытывают дефицит и вынуждены тратить значительную часть бюджета на покупку энергоресурсов, становясь при этом зависимыми от своих поставщиков. Другие же, наоборот, могут подсесть на легкий заработок, что грозит таким государствам стать сырьевыми придатками стран, выбравших инновационный путь развития. Как, например, Россия еще десятилетия назад плотно «сидела» на углеводородной трубе, но теперь курс жестко ориентирован на освоение более совершенных способов добычи электрической энергии.

Рисунок 1 позволяет оценить энергообеспеченность ведущих промышленно развитых стран.

45823.001

Рис. 1. Энергообеспеченность стран «большой восьмёрки» (отношение объёма наличных энергоресурсов к объёму потребления)

Во- вторых, современная энергетика приносит заметный ущерб экологической обстановке в мире. Это антропогенные выбросы в воздушное пространство Земли, загрязнение её недр и водной оболочки. Непредсказуемость погоды повышается, климат на планете меняется [2]. В довершении всего этого следует упомянуть о крупных авариях на техногенных объектах, таких как Чернобыльская АЭС.

В-третьих, всё вышеперечисленное провоцирует появление новых геополитических и социальных проблем. Так дефицит источников энергии вынуждает государства развязывать военные конфликты за ресурсы или осуществлять передел территорий с их залежами ненасильственными, экономико-политическими методами. А проблемы с климатом приводят к ухудшению ситуации в сельском хозяйстве, незапланированное изменение погоды способно лишить фермеров урожая и вызвать голод в регионе, что в свою очередь может привести к социальным взрывам или даже миграции населения.

Решить проблемы, входящие в триаду, возможно путём сбережения энергоресурсов и замещения традиционного топлива на нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) с вовлечением во всё больших масштабах вспомогательных топливных ресурсов (ВТР) и применением современных способов получения энергии.

Широкое внедрение ВТР позволит продлить срок жизни углеводородных секторов топливно-энергетического комплекса, тем самым не дать расти ценам и отчасти решить проблему дефицита. На рисунке 2 представлено соотношение сланцевого газа к запасам традиционного газа по странам.

45823.002

Рис. 2. Соотношение запасов традиционного газа к запасам сланцевого газа по странам

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии НВИЭ позволяют получать энергию, взяв по контроль естественные процессы природы, происходящие на Земле, а также переработка отходов жизнедеятельности человека. К НВИЭ относятся недра планеты, солнце, ветер, малые реки, моря и океаны, а также горючие отходы промышленного производства и домохозяйств. Энергия, получаемая от крупных рек, давно освоена энергетикой, поэтому относится к более широкой группе возобновляемых источников энергии (ВЭИ). ВИЭ неистощимы и способны восстановить энергетический потенциал в течение нескольких десятков лет.

На данный момент, мировой потенциал НВИЭ составляет около 20 млрд. тонн условного топлива (т.у.т.), что почти в два раза превышает количество добываемого минерального топлива. В таблице 1 сопоставлены ресурсы возобновляемых источников энергии в России и мире.

Ресурсы ВИЭ вмире ив России, млн. т.у.т.

Источник

Экономическая выгода от альтернативных источников энергии

Поиск альтернативных источников энергии и максимально эффективное использование имеющихся ресурсов – это первоочередная цель всех государств на нашей планете. «Зеленая» энергетика не только способна обеспечить экологическим топливом всю инфраструктуру на многие столетия вперед, но и позволяет сократить выброс углекислого газа и других вредных веществ в атмосферу до минимума.

Современная энергетическая политика ставит перед обществом следующие задачи:

b 5b6d35533edb8

Энергоэффективность и энергосбережение

Энергоэффективность и энергосбережение – это одни из ключевых понятий, показывающих эффективность, как всего государства, так и отдельных представителей бизнеса. Промышленность самой первой страдает от неоптимального использования энергетических ресурсов, что негативно отражается на произведенной продукции. Любой бизнес базируется на соотношении доходов и издержек, в которые обязательно включается потребляемая энергия. Формула простая – чем меньше издержки, тем больше прибыль бизнеса и совокупный ВВП всей страны.

Например, если на территории офиса, площадью в 1 тысячу квадратных метров, установить светодиодное освещение вместо люминесцентного, то за 5 лет удастся сэкономить до половины средств, которые уходили на оплату электроэнергии и замену неисправных лампочек.

Расчет энергоэффективности производится по следующим параметрам:

1. Экономия потребления – соотношение потребляемой энергии и объема выполненных работ.

2. Эффективность транспортировки – количество потерь энергии при ее передаче от производителя к потребителю.

3. Энергоемкость производства – энергетические затраты на основные и второстепенные технологические процессы.

b 5b6d3583ebac1

Пути повышения энергоэффективности

На сегодня на рынке имеется достаточно большое количество решений, позволяющих более рационально использовать энергию. На промышленном производстве можно применять оборотные системы водообеспечения, системы подогрева воды, основанные на использовании отработанного тепла от кондиционеров и холодильных камер, электродвигатели для вентиляционных и насосных станций с регулируемой частотой

Повысить энергоэффективность коммунального хозяйства можно за счет:

Отдельного внимания заслуживает система освещения города. Ежегодно в городском бюджете на ее содержание выделяются значительные денежные суммы. Однако при более рациональной организации освещения, можно сэкономить часть бюджета и инвестировать их в другие сферы.

Компания Heptapolis Green Energy Solutions недавно представила автономную систему освещения, которая не только экономит электроэнергию, но и позволяет сберечь окружающую среду. Уникальность и инновационность технологии подтверждается соответствующими патентами.

b 5b6d35b3f1b04

Автономная система освещения не требует использования энергии от традиционных источников. Конструкции светильников имеют современный дизайн и отлично вписываются в архитектурный ансамбль любого города. Благодаря небольшому весу, они легко транспортируются и не требуют использования вспомогательного оборудования для монтажа.

b 5b6d360b1a9d6Автономная система освещения «Heptapolis Green Energy Solutions» устойчива к воздействию окружающей среды, не требует дополнительной изоляции. При минимальном количестве используемой энергии, она обеспечивает уровень освещения, аналогичный традиционным источникам. Компания уже договорилась с несколькими муниципалитетами Греции об установке более 100 тысяч осветительных приборов. Heptapolis также занимается разработкой других решений в сфере энергоэффективности. Каждый желающий может стать частью проектов Heptapolis и принять непосредственно участие в улучшение экологической обстановки на Земле, инвестируя в проект свои средства и получая ежемесячные дивиденды от проектов компании. Для этого компания запускает собственную систему инвестиций «Heptapolis Humanitarian Energy Coin», защищенную блокчейн технологиями. Принять участие в проекте может любой желающий, сумма инвестиций начинается от 100 евро.

Эффективность солнечной и ветровой энергии

Эффективность альтернативных источников энергии имеет прямую зависимость от региональных особенностей. Только качественный мониторинг энергетического потенциала позволяет подобрать наиболее оптимальную технологию и рассчитать срок окупаемости. Конечно, стоимость энергонезависимых сооружений с «зелеными» источниками энергообеспечения изначально кажется высокой, но уже через несколько лет эксплуатации они будут приносить значительную финансовую выгоду.

Ветровые станции конкурентоспособны в регионах с постоянными ветрами. Производство ветровой энергии не требует использования топлива, поэтому ее себестоимость не увеличивается, а сами станции можно устанавливать даже в труднодоступных регионах. Благодаря новейшим разработкам эффективность данной отрасли растет с каждым годом.

b 5b6d363766ed0

Ветровые станции производят до 40 раз больше энергии, чем потребляют. У атомных станций данный показатель практически в 3 раза меньше.

Эффективность солнечных батарей также за последние несколько лет выросла. На сегодня рекорд составляет 22,3 процента. При их производстве не требуются дорогостоящие материалы. Срок окупаемости в зависимости от региона может колебаться от 1,5 до 2,5 лет. Солнечные батареи одинаково эффективны, как для домашнего использования, так и больших станций.

Во многих странах жители обеспечивают свои дома только солнечной и ветровой энергией, а также зарабатывают на продаже произведенной энергии государству.

Несомненно, за «зеленой» энергетикой будущее человечества. В данную отрасль уже инвестируются миллиарды долларов, а инженеры и ученые разрабатывают новые способы производства и экономии энергии. Инвестирование в альтернативные источники энергии и энергоэффективные решения – это не только возможность сэкономить, но и улучшить, как свое благосостояние, так и экологическое состояние самой планеты.

Источник

Экономические проблемы энергетики

Вы будете перенаправлены на Автор24

Глобальная энергетическая проблема

Экономические проблемы энергетики включают в себя проблемы обеспечения общества энергией и топливом на сегодняшний день и в перспективе.

Глобальные экономические проблемы и кризисы в сфере энергетики начали возникать в доиндустриальной экономике, они были присущи для Англии в XVIII веке по причине исчерпания лесных ресурсов и перехода на уголь.

В качестве глобальной проблемы нехватка энергетических ресурсов более остро проявилась в 70-х гг. XX века в виде энергетического кризиса, в ходе которого произошел резкий рост цены на нефть.

В сравнении с 1972 годом в 1981 году цены на нефть выросли почти в 15 раз, что создало трудности в мировой экономике. Проблемы того времени были преодолены, тем не менее глобальный вопрос обеспечения энергией и топливом имеет большое значение и в наши дни.

Основная причина проявления глобальной энергетической проблемы заключается в быстром росте потребления минерального топлива. В XX веке это было вызвано эксплуатацией и открытием больших нефтяных и газовых месторождений в Западной Сибири, Аляске, на шельфе Северного моря.

Со стороны спроса кризис был обусловлен ростом автомобильного парка и выросшими объемами производства полимерных материалов. Причиной серьёзного ухудшения экологической ситуации становится и наращивание добычи топливных и энергетических ресурсов.

По причине увеличения спроса на энергетические ресурсы усилилась конкуренция:

Обеспеченность энергетическими ресурсами

В XX веке под влиянием энергетического кризиса происходило наращивание ресурсов минерального топлива, активизировались крупномасштабные геологоразведочные работы, что привело впоследствии к освоению новых энергетических ресурсов. В это время растут показатели обеспеченности некоторыми видами минерального топлива.

Готовые работы на аналогичную тему

При современном уровне добычи уже разведанных запасов, специалисты утверждают, что угля должно хватить на 300 лет, природного газа на 60 лет, нефти на 35 лет. В семидесятых годах преобладали пессимистические прогнозы в сфере обеспеченности потребности мировой экономики в энергетических носителях. На сегодняшний день эти взгляды сменились на более оптимистические, что подтверждается актуальной информацией.

Одним из вариантов решения проблемы является экстенсивный путь развития, предполагающий последовательный рост добычи энергетических носителей и абсолютный рост энергетического потребления.

Для современной мировой экономической ситуации этот путь остается актуальным, поскольку многие государства столкнулись с достижением предела энергетического производства или с перспективой его сокращения.

Такое положение побудило начать поиски более рациональных способов использования энергетических ресурсов.

Интенсивный путь решения энергетических проблем заключается в росте производства продукции на единицу энергетических затрат.

По причине энергетического кризиса семидесятых годов было ускорено развитие и внедрение энергосберегающих технологий, что придало импульс структурной перестройке экономики. Внедряемые меры, последовательно проведённые развитыми государствами, определили возможность смягчения последствий энергетического кризиса.

На сегодняшний день тонна сбереженного энергоносителя стоит в 4 раза дешевле, чем тонна дополнительно добытых ресурсов. Это послужило определённым стимулом для увеличения эффективности использования энергоносителей.

Решение энергетических проблем

Под влиянием энергетического кризиса развитые государства в конце XX века стали проводить масштабную структурную перестройку по снижению доли энергетических производств. Энергоемкие производства были свернуты или переведены в развивающиеся государства. Так, структурная перестройка по энергосбережению принесла 20% экономии на топливных энергетических ресурсах, если рассчитывать на единицу ВВП.

Одновременно с этим большое число государств с формирующимся рынком, в число которых входит Украина, Китай, Индия и Россия, продолжили развивать энергетически емкие производства, включая черную и цветную, химическую промышленность и др. Также эти государства до сих пор использует устаревшую технологию. Здесь можно ожидать рост энергетического потребления по причине роста жизненного уровня и образа жизни общества. Это обусловлено тем, что у этих стран не хватает средств на снижение энергоемкости хозяйства, поэтому в условиях современности именно государствам с формирующимися рынками необходимо уменьшить рост потребления энергетических ресурсов.

В развитых государствах потребление сохраняется на относительно стабильном уровне. Также нужно иметь в виду, что энергосбережение в большей степени проявляет себя в промышленности, но под воздействием фактора дешевой нефти 90-х гг. слабо сказывается на транспорте.

Решение глобальной энергетической проблемы на современной стадии и на долгие годы вперёд находится в зависимости от степени уменьшения энергоемкости хозяйства, что представляет собой расход энергии на единицу выпущенного валового внутреннего продукта.

Таким образом, в прежнем понимании глобальной энергетической проблемы в качестве угрозы абсолютной нехватки ресурсов в мировом масштабе не существует. Тем не менее, проблема обеспечения энергетическими ресурсами будет сохраняться в модифицированном виде.

Источник

Лекция : Экологические риски. Рациональное использование энергоресурсов. Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии. Культура использования энергии и ресурсосбережение в повседневной жизни. Тенденции и перспективы развития энергетики.

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

0229 00081878 a61e4e0c

«IQ и EQ как основа успешного обучения»

Тема: Экологические риски при добыче и использовании природных ресурсов. Рациональное использование энергоресурсов. Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии. Культура использования энергии и ресурсосбережение в повседневной жизни. Тенденции и перспективы развития энергетики.

Цель: сформировать понятия о рациональном природопользовании, раскрыть меры по осуществлению рационального природопользования, сформировать понятия о сбережения электрической энергии, о необходимости ресурсосбережения и рациональных подходах использования ресурсов в быту и в других сферах жизнедеятельности человека.

Основные термины и понятия : рациональное использование , экологическое сознание, энергосбережение и ресурсосберегающие технологии.

1. Экология. 10–11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: базовый уровень / М. В. Аргунова, Д. В. Моргун, Т. А. Плюснина. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2018. – 143 с.

2.Экология. 10–11 классы: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Н. М., Чернова, В. М. Галушин, В. М.: Константинов; под род. Н. М. Черновой. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2018. – 302 с.

3.Каменскоий А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология. 11 класс.

1. Экологические риски при добыче и использовании природных ресурсов.

2. Рациональное использование энергоресурсов.

3.Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии.

4.Культура использования энергии и ресурсосбережение в повседневной жизни.

5.Тенденции и перспективы развития энергетики.

К сожалению, сегодня приходится сталкиваться с ситуациями, когда экологическое равновесие экосистем разрушается, и использование их идёт по принципу «после нас хоть потоп».

Природа, в которой всё связано со всем и которая «знает лучше», не прочь поделится своими богатствами с человеком. Но человек совершает экологические ошибки, особенно когда пытается получить от Природы сверхприбыль.

При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.

Цель изучения данной темы заключается в том, чтобы узнать, как можно сотрудничать с природными экосистемами не делая серьёзных ошибок.

В эпоху ноосферы может вступить лишь высокообразованное общество, понимающее свои цели, способное соизмерять сбои потребности с теми возможностями, которые дает ему природа. Сейчас мы живем в обществе, которое называют «обществом одноразового потребления». Для него характерна нерациональная расточительная эксплуатация природных ресурсов. Для сохранения человеческой цивилизации необходимо построить природосберегающее общество, разумно использующее природные ресурсы

Природные ресурсы — важнейшие компоненты окружающей человека среды, используемые для удовлетворения всевозможных материальных и культурных потребностей общества.

Ограниченность ресурсов Земли становится в настоящее время одной из наиболее актуальных проблем человеческой цивилизации. Поиск путей рационального управления природными ресурсами — одна из важнейших задач современности.

Ограниченность природных ресурсов, несовершенство технологии их добычи и переработки часто приводят к разрушению биогеоценозов, загрязнению окружающей среды, нарушениям климата и круговорота веществ в экосистем е.

Основной проблемой в настоящее время является загрязнение пресных вод различными загрязнителями: пестицидами и ядохимикатами, нефтью и нефтепродуктами, поверхностно-активными веществами. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Также существуют и другие экологические риски при добыче и использовании природных ресурсов, в результате деятельности человека, которые приводят к загрязнению остальных составляющих биосферы и истощение природных ресурсов.

Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших (по определенным критериям), или оптимальных, способов эксплуатации естественных и искусственных экосистем.

Природопользование – это наука и она должна стоять на прочной законной основе, которая обеспечит благополучное пребывание человека на Земле.

Создание новых технологий должно сочетаться с компетентной, грамотной экологической экспертизой всех, особенно широкомасштабных, проектов в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве и других отраслях человеческой деятельности. Проводимая специальными независимыми органами, такая экспертиза позволит избежать многих просчетов и непредсказуемых последствий реализации этих проектов для биосферы.

В целом охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать следующие виды деятельности:

— локальный (местный) и глобальный экологический мониторинг, т. е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

— восстановление и охрану лесов от пожаров, вредителей, болезней;

— расширение и увеличение числа заповедных зон, уникальных природных комплексов;

— охрану и разведение редких видов растений и животных;

— широкое просвещение и экологическое образование населения;

— международное сотрудничество в деле охраны среды.

Эффект бумеранга проявляется в двух формах:

1. острых воздействий (усыхание лесов от кислотных дождей);

2. перманентных, хронических процессов типа постепенного изменения климата, ослабления принципа Ле Шателье-Брауна и т.п.

Эффект проявляется тем сильнее, чем выше уровень нарушенности человеком природных систем. Для человечества выделяются следующие аспекты последствий загрязнения окружающей среды:

1) медико-социальный (воздействие деградирующей среды на здоровье человека);

2) экономический (влияние загрязнения среды на общественное производство и его конечные результаты);

3) экологический (нарушение процессов протекания естественных процессов);

4) духовно-эстетический (влияние среды на духовное состояние и эстетическое восприятие людей).

Все виды ущербов можно подразделить на исчислимые (стоимостные или натуральные) и условно-исчислимые, т.е. практически не поддающиеся количественной оценке.

Исчислимый ущерб подразделяется на экономический и социально-экономический.

Экономический ущерб включает: потери в результате недополучения промышленной, с/х-нной и лесохозяйственной продукции; потери вследствие снижения продуктивности биогеоценозов; потери сырья, топлива и материалов, вызванные сбросами, выбросами; затраты на ликвидацию последствий от загрязнения, восстановления или поддержание равновесия в экосистемах; потери производства, вызванные снижением эффективности труда, которое, в свою очередь, обусловлено ростом заболеваемости.

К социально-экономическому ущербу относятся: затраты в области здравоохранения и соц. обеспечения из-за роста заболеваемости; затраты на сохранение рекреационных ресурсов; потери вследствие миграции, вызванной ухудшением качества среды.

Условно-исчислимый вид ущерба подразделяется на социальный и экологический.

К социальному ущербу относятся: эстетический ущерб от деградации ландшафтов; увеличение смертности, патологических изменений в организме людей; психологический ущерб вследствие неудовлетворенности населения качеством среды.

Экологический ущерб составляют необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение некоторых видов флоры и фауны, генетический ущерб.

Экологический вред неразрывно связан с экономическим, поскольку оба исходят из одного и того же источника причинения и имеют одни и те же способы проявления.

Например, пожар в лесу. Экономический вред включает стоимость уничтоженной огнем древесины, строений, зданий, затраты на тушение пожара, уборку территории, расходы по возмещению ущерба другим организациям и лицам.

Экологический вред заключается в утрате лесного массива, как одного из естественных фильтров, очищающих атмосферу от пыли и газов, а почвы и реки – от эрозии и обмеления.

2. Рациональное использование энергоресурсов.

Человечество не может прожить без энергий. Энергия является частью жизни человека, начиная с того времени как человек открыл для себя энергию огня. На каждом этапе исторического развития усложнение хозяйственной деятельности и желание повысить уровень жизни неизбежно приводило к нехватке энергии.

Проблема снижения энергетических затрат, энергосбережения становится все более актуальной в мировом аспекте. Особенно актуальна эта проблема для российской экономики, поскольку в России энергоемкость промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых показателей. Эта проблема еще более обостряется в связи с постоянным увеличением в нашей стране стоимости энергоносителей: природного газа, нефтепродуктов, электроэнергии и т.д.

Структура мирового энергохозяйства на сегодня сложилась так, что 80 % потребляемой электроэнергии получается при сжигании топлива на электростанциях. Ощутимый процент дает и гидроэнергетика (около 15 %), остальное покрывается другими источниками, в основном атомными электростанциями. Потребности человека растут, и сегодня традиционные источники энергии уже не способны обеспечивать требуемый уровень энерговооруженности общества, потому что это невозобновляемые источники.

Значение использования альтернативных источников энергии .

В настоящее время можно наблюдать значительный интерес ученых разных стран к исследованию и использованию альтернативных источников энергии. В первую очередь это связано с большой необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого процесса представляются возникающие изменения в энергетической политике стран со структурой перестройки топливно-энергетического комплекса, связанной с экологическим состоянием, которое возникает в наше время как переход на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и жилищном комплексе.

Рассмотрим отдельные виды альтернативной энергии:

Силу ветра можно реально считать базой развития будущей энергетики: используется даровая энергия; экологически чисты, не влияют на тепловой баланс атмосферы.

Добыча электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ :

— экологически чистое производство без вредных отходов;

— экономия дефицита дорогого топлива (традиционного и для атомных станций);

Сейчас большинство стран пытается воспользоваться этим видом энергии, ища при этом наиболее доступные и экономичные способы по использованию ветра. Так, например, в Германии, Австрии и Швейцарии уже используются ветрогенераторы.

Есть и недостатки ветровой энергетики: высокие начальные затраты, низкая интенсивность, работа ветровых установок неблагоприятно влияют на работу телевизионной сети; источник шума; портят ландшафт; неравномерный характер выработки электроэнергии из-за нестабильности ветра, если наступает затишье, ветровая энергия становится равной нулю.

По данным ООН на 2000г. доля новых и неисчерпаемых источников энергии составляла более 13% энергоресурсов и будет эквивалентна использованию примерно 1 млрд.. т. нефти, что не намного меньше доли природного газа и более, чем в два раза превышает долю ядерной энергии.

Основными направлениями экономии энергии в нефте- и газоперерабатывающих производствах являются:

модернизация действующего и замена устаревшего энергетического и энергоиспользующего оборудования, машин и механизмов;

оптимизация режимов работы энергетических и технологических установок в целях значительного снижения удельных расходов топлива, тепловой и электрической энергии;

широкое использование современных приборов и автоматизированных систем для учета и контроля расхода энергии;

повышение уровня использования вторичных топливно-энергетических ресурсов, максимальное применение рекуперации теплоты в технологических агрегатах и использование теплоты вентиляционных выбросов для предварительного подогрева вентиляционного воздуха, а также утилизация других видов низкопотенциальной теплоты с помощью тепловых насосов;

снижение потерь топлива и нефтепродуктов при транспортировке, хранении и использовании, а также тепловой и электрической энергии при производстве и передаче.

Наиболее перспективным и реальным путем дальнейшего роста конкурентоспособности нефте- и газоперерабатывающих производств является улучшение использования вторичных энергоресурсов (ВЭР).

В отраслях нефтяной и газовой промышленности имеются большие возможности улучшения использования ВЭР. Так, на нефтеперерабатывающих предприятиях используется только около половины общего объема вторичной теплоты, что приводит к потерям до 5 млн. т. у. т. в год.

Основными направлениями использования вторичных энергоресурсов в отрасли являются :

· утилизация отходящих дымовых газов и теплоты нагревательных установок и утилизационных котельных агрегатов;

· вторичное использование греющего пара (передача пара после обогрева аппаратов, где требуется высокая температура, на аппараты с небольшой температурой обогрева и для отопления);

· максимальное использование изоляционных и экранизирующих устройств;

· предотвращение тепловых потерь, особенно в зимнее время;

· тщательный подбор электродвигателей пропорционально мощности рабочих машин и аппаратов;

· повторное использование воды.

Повышение уровня утилизации ВЭР обеспечивает не только значительную экономию топлива, капиталовложений, но и существенное снижение себестоимости продукции отрасли, а, следовательно, повышает эффективность действующего производства.

Основные направления и способы энергосбережения:

Экономия электрической энергии: замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентные, компактные люминесцентные, светодиодные), использование энергосберегающих устройств.

Экономия тепла: снижение теплопотерь, использование теплосберегающих материалов при строительстве и модернизации зданий, установка теплосберегающих оконных конструкций и дверей.

Экономия воды: установка приборов учёта потребления воды, использование воды только когда это действительно необходимо, установка сливных унитазных бачков, имеющих выбор интенсивности слива воды, установка автоматических регуляторов расхода воды.

Примеры, характеристика и способы энергосбережения:

— Основная ответственность за сохранение тепла ложится на наружные поверхности – стены, фундамент, крышу, так как именно они имеют наибольшую площадь соприкосновения с внешней средой. Теплоизоляция, правильно организованная с помощью энергосберегающих покрытий не только создаст комфортный микроклимат в доме, но и позволит сэкономить средства на отоплении.

Пенополиуретан – прочный и легкий энергосберегающий материал, который имеет своеобразную структуру, обладает самым маленьким водопоглощением и самым низким коэффициентом теплопроводности по сравнению с другими энергосберегающими материалами.

Пеностекло – особенный энергосберегающий материал, состоящий из сферических и гексагональных герметично замкнутых ячеек. На вид пеностекло очень напоминает пемзу или стеклянную пену с множеством ячеек.

Энергосберегающая краска – легкий, гибкий, растяжимый, хорошо адаптируемый к поверхностям материал. Энергосберегающая краска состоит из полых микроскопических силиконовых и керамических шариков, находящихся во взвешенном состоянии в жидкости, которая состоит из неорганических пигментов и синтетического каучука. Уникальность энергосберегающей краски заключается в ее теплоизоляционных свойствах, которые являются результатом интенсивного воздействия молекул воздуха, находящихся в шариках.

Энергосбережение. В процессе эксплуатации электрических сетей и электрооборудования жилых зданий имеются определённые возможности снижения расхода электроэнергии. Электрическое освещение квартир осуществляется с помощью светильников общего и местного освещения, как правило, с лампами накаливания. В настоящее время всё шире внедряется люминесцентное освещение, позволяющее без дополнительного расхода энергии создать более высокие уровни освещённости. Кроме того, люминесцентные лампы имеют значительно больший срок службы и менее чувствительны к колебаниям напряжения. Расход электроэнергии на освещение, благодаря переходу на эти лампы, снизился вдвое.

2009 году в России вышел федеральный закон «Об энергосбережении». Он направлен на то, чтобы уменьшить расход энергии и при этом сохранить комфортные условия для жизни и работы. Данные меры принимаются по всему миру. Так, например, в некоторых странах снижают налоги или выплачивают денежные дотации предприятиям, где следят за эффективным использованием энергии.

3.Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии

Эффективное использование энергии — ключ к успешному решению экологической проблемы.

Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь – до 90% – приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9–10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.

Энергосберегающая технология – новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования топливо энергетических ресурсов (ТЭР).

Внедрение энергосберегающих технологий в хозяйственную деятельность, как предприятий, так и частных лиц на бытовом уровне, является одним из важных шагов в решении многих экологических проблем – изменения климата, загрязнения атмосферы (например, выбросами от ТЭЦ), истощения ископаемых ресурсов и др.

Обычно предприятия внедряют следующие типы технологий, которые дают значительный энергосберегающий эффект:

1. Общие технологии для многих предприятий, связанные с использованием энергии (двигатели с переменной частотой вращения, теплообменники, сжатый воздух, освещение, пар, охлаждение, сушка и пр.).

2. Более эффективное производство энергии, включая современные котельные, когенерацию (тепло и электричество), а также тригенерацию (тепло, холод, электричество); замена старого промышленного оборудования на новое, более эффективное.

3. Альтернативные источники энергии.

Пути реализации ресурсо-энергосберегающих технологий:

3. Повышение выхода продукции.

4. Снижение ресурсоёмкости и энергоёмкости (применение инновационных технологий, современного оборудования, приборов и т.д.).

5. Удлинение срока службы продукции.

6. Применение материалов заменителей.

7. Применение экономичных материалов.

8. Применение нетрадиционных источников энергии (гидроэлектростанции, приливные электростанции фотоэлектрические панели, ветроэлектростанции, тепловые насосы и.т.д).

9. Повышение качества продукции.

10 Применение современных приборов учёта энергоносителей.

Ресурсо-энергосберегающие технологии предполагают, что производство и реализация конечных продуктов выполняется с минимальным расходованием вещества и энергии на всех стадиях производства. При этом воздействие на природные системы и человека должно быть наименьшим. Здесь же выдвигается требование полного учёта расходов первичных компонентов природы на промежуточных этапах их переработки, транспортировки, хранения, отнесённой на единицу производимой продукции.

Уменьшение в количественном и стоимостном отношениях потребляемых первичных компонентов при таком же или возрастающем объёмах готовой продукции, выполняется не тогда, когда какой-либо компонент поступает непосредственно на рабочее место, где он превращается в конечный продукт или способствует его выработке. Настоящее ресурсосбережение начинается с проектирования, когда оно уже на стадии проектов добывающих, перерабатывающих и финальных предприятий закладывается во все технологические операции по разведке, оценке, добыче и переработке природного фактора на всех стадиях его движения к потребителю, а попадая на замыкающие производства – от конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей их использования.

Таким образом, проектировщики на высоком уровне должны решать большой круг непростых, порой противоречивых по своим особенностям и последствиям задач экологического, экономического и социального характеров.

Чисто безотходных технологий, по-видимому, быть не может. На практике имеют в виду прежде всего малоотходные технологии, с внедрением которых полнота использования первичных компонентов, высока, что приводит к снижению природоёмкости.

Важным направлением в ресурсосбережении является всемерное использование принципа заменяемости ресурсов, под которым понимается замещение одного природного компонента другим, более экономичным и экологически безопасным. Взаимозаменяемость различается по экономическому и техническому критериям. Не всякие природные компоненты, взаимозаменяемые технически, позволяют производить замену с экономической и экологической точек зрения, и наоборот.

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой – конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Существует немало устройств, которые позволяют добиться уменьшения потерь при работе электрооборудования, основными из которых являются конденсаторные установки и частотно регулируемые приводы. Частотно регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления гибко изменяют частоты вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет сэкономить до 30 50% потребляемой электроэнергии. При этом зачастую не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств. Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве промышленных предприятий и в сфере ЖКХ: от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации предприятий.

Российскими учеными разработана установка, при работе которой часть тепла, уходящего в трубу после сжигания на производстве природного газа, используется для выработки дополнительной энергии, способной дать освещение пяти шестнадцатиэтажных зданий.

Энергосберегающие технологии в строительстве носят комплексный характер, сюда входит утепление стен, энергосберегающая кровля, энергосберегающие краски, стеклопакеты, экономичные системы обогрева и охлаждения поверхностей.

Одна из наиболее распространенных энергосберегающих технологий с большим потенциалом для улучшений в сфере строительства жилья – это котельные. Современные технологии способны существенно уменьшить потребление энергоносителей, снизить затраты на обслуживание, даже повысить КПД. Кроме того, замена котельной часто позволяет компании перейти с экологически грязного и дорогого угля или мазута на более дешевое и чистое топливо, такое как газ или древесные гранулы.

Также дает большую экономию, если вместо отдельно стоящих центральных тепловых пунктов разместить в здании индивидуальный тепловой пункт, оснащенный современными бесшумными насосами, компактными и эффективными пластинчатыми теплообменниками.

При организации вентиляции в здании применяют системы рекуперации (утилизации для повторного использования) тепла отработанного воздуха и переменной производительности приточною вытяжных агрегатов в зависимости от числа людей в здании. Эти системы позволяют не тратить впустую тепло, вырабатываемое людьми, осветительными приборами, торговым и офисным оборудованием, и снижают тем самым потребление тепла от внешнего источника – теплосети или котельной.

Примером домов, которые в будущем позволят человеку жить в гармонии с природой, в то же время не лишая себя привычного комфорта, являются так называемые жилища нулевой энергии (zero energy house) или пассивные дома (passive house), объединяемые общим термином «энергоэффективные дома». «Энергоэффективным» будет считаться такой дом, в котором комфортная температура поддерживается зимой без применения системы отопления, а летом – без применения системы кондиционирования.

Чтобы дом был энергоэффективным, при его строительстве должно быть сделано следующее :

1. Применение современной тепловой изоляции трубопроводов отопления и горячего водоснабжения.

2. Индивидуальный источник теплоэнергоснабжения (индивидуальная котельная или источник когенерации энергии).

3. Тепловые насосы, использующие тепло земли, тепло вытяжного вентиляционного воздуха и тепло сточных вод.

4. Солнечные коллекторы в системе горячего водоснабжения и в системе охлаждения помещения.

5. Поквартирные системы отопления с теплосчетчиками и с индивидуальным регулированием теплового режима помещений.

6. Система механической вытяжной вентиляции с индивидуальным регулированием и утилизацией тепла вытяжного воздуха.

7. Поквартирные контроллеры, оптимизирующие потребление тепла на отопление и вентиляцию квартир.

8. Ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой и заданными показателями теплоустойчивости.

9. Утилизация тепла солнечной радиации в тепловом балансе здания на основе оптимального выбора светопрозрачных ограждающих конструкций.

10. Устройства, использующие рассеянную солнечную радиацию для повышения освещенности помещений и снижения энергопотребления на освещение.

11. Выбор конструкций солнцезащитных устройств с учетом ориентации и посезонной облученности фасадов.

12. Использование тепла обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления в ванных комнатах.

13. Система управления теплоэнергоснабжением, микроклиматом помещений и инженерным оборудованием здания на основе математической модели здания как единой теплоэнергетической системы.

Есть и другие пути рациональнее использовать электроэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Так, уже давно известны «умные» системы освещения. Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно, когда он нужен. Выключатель имеет оптический датчик и микрофон. Днем, при высоком уровне освещенности, освещение отключено. При наступлении сумерек происходит активация микрофона. Если в радиусе до 5 м возникает шум (например, шаги или звук открываемой двери), свет автоматически включается и горит, пока человек находится в помещении. Такие системы освещения используют энергосберегающие лампы.

Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света лампами накаливания (до 80%) и люминесцентными лампами (свыше 40%). Эти светильники можно использовать в освещении самых разных объектов: подземных пешеходных переходов и автомобильных парковок, садово-парковом освещении, уличном освещении, освещении в ЖКХ и аварийном освещении.

Существуют и перспективные энергосберегающие проекты в транспортной отрасли. Американские инженеры подошли вплотную к производству легковых автомобилей, оснащенных насадками, преобразующими тепло выхлопных газов в электричество. Теплоэлектрогенератор, установленный на глушителе, преобразовывает часть тепла выхлопных газов в электричество, которое в дальнейшем может обеспечивать работу системы климат контроля, музыкальной системы и т.п.

Немецкие ученые разрабатывают высокоэффективные энергосберегающие устройства, необходимые для автомобилей с гибридными двигателями. Устройство работает с помощью нефти на автостраде и на электричестве в городе, таким образом, используя сравнительно меньше энергии.

4.Культура использования энергии и ресурсосбережение в повседневной жизни.

Благополучие человечества во многом зависит от того, насколько эффективно используются природные ресурсы сегодня, поэтому важнейшей составляющей энергосбережения является общая культура ресурсопотребления.

Энерго- и ресурсосбережение является одним из важнейших факторов, обеспечивающих эффективность функционирования отраслей и экономики в целом. Оно достигается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; своевременным переходом к новым техническим решениям, технологическим процессам и оптимизационным формам управления; повышением качества продукции и другими мерами. Внедрение энергосберегающих технологий способствует повышению устойчивости топливно-энергетического комплекса и улучшению экологической ситуации.

В рамках энергосбережения проводятся мероприятия, обеспечивающие эффективное энергоиспользование и рациональное использование топливно-энергетических ресурсов: научно-технические; организационные и экономические; нормативные и технические; информационные; правовые.

Главными стратегическими ориентирами долгосрочной государственной энергетической политики в России являются: энергетическая безопасность; энергетическая эффективность экономики; бюджетная эффективность энергетики; экологическая безопасность энергетики.

Одной из важных задач является ресурсосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве, так как сегодня оно является крупнейшим потребителем энергии в стране.

Для того, чтобы экономить энергию, воду, тепло и другие ресурсы в быту, необходимо, чтобы каждый из нас соблюдал нехитрые правила. Благодаря эффективному использованию ресурсов, мы сможем сократить их потребление, сохранить окружающую среду и сэкономить деньги.

У себя в доме каждый потребитель может экономить электроэнергию, придерживаясь следующих правил:

1. Заменить лампы накаливания на современные энергосберегающие лампы.

2. Выключать неиспользуемые приборы из сети (например, телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр).

3. На электроплитах применять посуду с дном, которое равно или чуть превосходит диаметр конфорки, не использовать посуду с искривленным дном.

4. Стирать в стиральной машине при полной загрузке и правильно выбирать режим стирки.

5. Своевременно удалять из электрочайника накипь.

6. Не пересушивать белье, это дает экономию при глажке.

7.Чаще менять мешки для сбора пыли в пылесосе.

8. Ставить холодильник в самое прохладное место кухни.

9. Использовать светлые шторы, обои.

10. Чаще мыть окна, на подоконниках ставить небольшое количество цветов.

11. Не закрывать плотными шторами батареи отопления.

5.Тенденции и перспективы развития энергетики.

1.Рост спроса на электроэнергию.

2. Рост применения природного газа и стремительное увеличение добычи нетрадиционного газа.

В 2009 году США уже обогнали Россию в качестве крупнейшего в мире производителя газа за счет роста добычи сланцевого газа и газа угольных платов. Поиск нетрадиционных источников газа ведется на территории Китая и Европы; однако до сих пор внимательному анализу подлежат и сами процедуры добычи газа.

3. Коммерциализация технологий чистого угля.

На протяжении нескольких последующих лет технологии чистого угля будут продолжать играть важную роль в секторе угольной генерации, при этом объем инвестиций в эту область будет увеличиваться. К технологиям, обладающим долгосрочным потенциалом, относятся снижение уровня СО2 и интегрированная газификация в комбинированном цикле.

4.Мировое возрождение ядерной энергетики, во главе которой стоят, в первую очередь Китай, Индия и Россия.

5. Развитие возобновляемой энергетики.

Евросоюз планирует, что в 2020 году на долю возобновляемых источников энергии будет приходиться 20% всех объемов генерации; целью США является 10-20% производства из возобновляемых энергетических источников, тогда как Китай рассчитывает в 2020 году получать из возобновляемых источников 100 ГВт энергии. Эти усилия в сочетании с развитием технологий в конце концов приведут к достижению сетевого паритета (grid parity): под ним понимается такой момент, когда стоимость производства электроэнергии на основе органического топлива равна или уступает стоимости производства электроэнергии из возобновляемых источников. Вероятнее всего, это явление впервые появится в тех странах, значительная доля энергобаланса которых приходится на возобновляемые источники энергии. Вместе с тем, страны, экономика которых опирается главным образом на органическое топливо, достигнут паритета значительно позже.

6. Улучшение структуры управления и мониторинга сетей, внедрение умных технологий.

Спрос на электроэнергию существенно обогнал существующие сетевые мощности, что наряду с увеличивающимся числом децентрализованных генерирующих предприятий вынуждает энергокомпании улучшать свою структуру управления и мониторинга сетей, внедряя умные технологии. Умные счетчики являются неотъемлемой частью более широкого движения по внедрению умных технологий. Установка умных счетчиков уже началась в США и Европе, лидирует в установках таких счетчиков Италия.

7. Повышение энергоэффективности.

Большинство развитых стран активно разрабатывает и внедряет решения для повышения энергоэффективности бытовых электроприборов, устанавливая контроль над их минимальной энергопроизводительностью и вводя соответствующие операционные стандарты для все большего количества бытовых приборов. Технологии, направленные на снижение объемов потребляемого топлива и сокращение выброса углекислого газа, такие как энергоконтроль, зеленые здания и чистый транспорт, окажутся ключевыми технологическими средствами, способствующими повышению энергоэффективности и снижению объемов выброса СО2.

Российская Федерация располагает одним из самых больших в мире технических потенциалов повышения энергоэффективности, который составляет более 40% от уровня потребления энергии. Энергоемкость экономики России в 1,5 – 2 раза выше, чем в развитых странах мира. Энергетической стратегией России до 2035 года предусмотрено снижение энергоемкости ВВП в 1,3—1,5 раза, что соответствует экономии 315—580 млн т. у. т. в год.

8. Развитие высокоэффективные системы накопления энергии.

Для электромобилей и гибридных автомашин, а также для возобновляемых источников энергии требуются высокоэффективные системы накопления энергии, развитие которых сейчас является приоритетным направлением. В число факторов, влияющих на будущий потенциал энергосистем, входят фундаментальные параметры и технологии строительства таких систем, а также тип используемого материала. Наибольшим потенциалом обладают топливные элементы благодаря их гибкой структуре мощности и наличию мембран, предназначенных к использованию в особых, четко очерченных целях. Объем мирового рынка энергохранилищ в 2008 году оценивался в 43,5 млрд долл. и, по прогнозам, к 2013 году достигнет 61 млрд долл.

9. Либерализация рынка, которая ограничивает деятельность крупных энергетических монополистов и приводит к возникновению конкуренции.

Потребитель должен иметь возможность выбирать поставщика электроэнергии. В сущности, идея международной торговли электроэнергией, в поддержку которой высказалась Еврокомиссия и реализация которой наблюдается сейчас во всем мире, должна стать шагом на пути к созданию континентальной сети высокого напряжения, по которой будет возможно передавать энергию, выработанную на основе возобновляемых источников, из одной страны в другую.

Дать ответы на вопросы:

1. Назовите задачу рационального управления природными ресурсами.

2. Какие меры приведут к осуществлению рационального управления природными ресурсами?

3. Что такое энергосбережение?

4. Перечислить пути реализации ресурсо-энергосберегающих технологий.

5. Дайте краткую характеристику тенденции и перспективы развития энергетики.

6. Приведите примеры как у себя в доме каждый потребитель может экономить электроэнергию.

Домашнее задание: пересказ конспекта лекции. Написать реферат на тему «Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии». Задание: 1в.) Самыми энергоёмкими бытовыми потребителями являются электроплиты. составьте краткую памятку эффективного использования электроплиты для дома. 2в) Составьте краткую «Памятку эффективного использования стиральной машины» 3в) составьте краткую памятку: Как правильно пользоваться холодильником и пылесосом и экономить электроэнергию»4в.) Составьте краткую памятку «Как быстро гладить белье и экономить электроэнергию».

6в.) Каждый день все мы используем энергию различными способами. Она идет на обогрев наших домов, освещение, расходуется в машинах и на транспорте. Напишите список, на что вы потратили энергию за последние 24 часа и заполните таблицу. В правом столбике объясните, как вы можете сократить потребление энергии на следующий день.

Источник

Комфорт