Качество энергии и технологии производства

Качество энергии — это мера эффективности, способности производить полезную работу, потоков и запасов разных видов энергии для различных целей, систем, процессов, в том числе и для окружающей среды, биосферы. Обычно принимают во внимание три показателя качества:

- «работоспособность» энергии (отражает термин «эксергия»);

- концентрированность энергии (плотность ее потока);

- способность к преобразованиям в другие формы (универсальность).

Энергия тем качественнее, чем выше значения этих показателей. Энергия высокого качества характеризуется большей степенью упорядоченности, кон-центрации и обладает низкой энтропией [45 ]. Качество энергии определяется также ее способностью переходить в другие формы и удельной работой, которую она может производить. Поэтому запасы и потоки энергии, находя-щиеся в более высокоорганизованных системах (обычно они находятся на более высоком уровне энергетической пирамиды), неправомерно сравнивать только в количественном выражении с носителями энергии более низкого качества.

Концентрация энергии есть результат больших затрат энергии более низкого качества. Для освещения, обеспечения работы электродвигателей и электронных приборов необходима концентрированная электрическая энергия, а для движения автомобилей энергия более низкого качества- тепловая.

Многие носители энергии высокого качества, такие, как высокотемпера-турное тепло, электричество, бензин, газообразный водород, а также концент-рированная солнечная энер­гия в естественных условиях не встречаются. Для того чтобы произвести, сконцентрировать, сохранить энергоносители или повысить их качество, сделав пригодными для выполнения определенных задач, необходимо исполь­зовать другие носители высококачественной энергии, как, например, ископаемое топливо, древесину или ядерное топливо.

История человечества с точки зрения использования энергии есть история постоянного стремления к технологиям с высокой концентрацией энергии (максимум – в ядерных зарядах), увеличению вклада энергии в единицу про-дукции.

Высококачественная энергия упорядочена, сконцентрирована, обладает низкой энтропией. Ее легко использовать для выполнения полезной работы. Пример такой энергии- электромагнитная энергия.

Низкокачественная энергия рассеяна , она неупорядочена и имеет малую способность производить полезную работу с высокой энтропией. Пример носителя такой энергии — низкотемпературное тепло в воздухе вокруг нас или в реке. Общее количество низкотемпературного тепла, содержащегося в Мировом океане, значительно превышает количество энергии высокого качества, заключенное в нефтяных месторождениях мира. Но тепло настолько в нем рассеяно, что может быть использовано лишь частично, например, при создании электростанций, использующих разность температуры поверхностных и глубинных слоев воды.

Энергия заключена не только в веществе, но и в пространстве. Типичный пример пространственной составляющей энергии – потенциальная энергия в гравитационном поле Земли, величина которой зависит от третьей координаты – абсолютной высоты над поверхностью земли. Размещая определенным образом объекты и даже целые населенные пункты, человек тратит разное количество энергии.

Величина энергии зависит от ее распределения во времени и размеров систем. С одной стороны, с увеличением размеров города до некоторого предела увеличивается его эффективность функционирования, в частности его инфраструктуры. С другой стороны- увеличиваются энергетические затраты на транспортные потоки.

Энергетика окружающей среды включает в себя следующие составляющие [45]:

1. Энергетику биосферы, ее экосистем, ландшафтов и геосфер – совокуп-ность природных энергетических потоков, аккумуляторов и преобразований энергии.

2. Совокупность энергогенерирующих мощностей, энергетических потоков и преобразователей энергии в техноценозе, созданных человеком (техногенная энергетика).

3. Информационные потоки и знания, определяющие наиболее эффек-ив-ное использование энергии и неразделимые с техногенной энергетикой в техноценозе. Она играет особую еще малоизученную роль в преобразовании и эффективном использовании потоков энергии, формах ее проявления и хранения (информационная энергетика).

4. Природная энергия, которая косвенным образом используется челове-ком. Это происходит в ходе приспособления человека к пространственно-временной динамике природных энергетических потоков - оптимальному размещению по местоположениям разных уровней (от локальных до зональ-ных): сельскохозяйственных культур, зданий, промышленных предприятий и транспортных систем. В этом случае:

- получаются более высокие и стабильные урожаи;

- жилища и другие строения требуют меньше затрат на отопление;

- затраты на эксплуатацию промышленных и транспортных систем снижаются.

Техногенная энергетика связана с использованием природных запасов энергии (различных по объему, типу организации и способности быть доступ-ной для преобразований) - переводом природной энергии в свободную форму, доступную для использования. Деятельность человека не должна противопо-ставляться природным процессам, а должна стать их элементом. Энергетичес-кие потоки экономики должны быть вписаны в природные циклы.

Информационная энергетика базируется на использовании сигналов (очень слабых энергетических потоков), которые могут вызывать высвобож-дение огромных потоков энергии. Но эффективность таких сигналов имеет место лишь при их соответствии структуре и организации управляемых систем (биологических, технических, социальных и природных). Системы этого вида энергетики должны составлять единство с системами технологической и природной энергетики. Наше общество пока ограничивается, в основном, задачами получения свободной энергии, в меньшей степени – задачами использования информации для эффективного использования энергии, повышения ее эксергии и снижения энтропии.

Вопросы природной энергетики до сих пор не учитываются традиционной энергетикой, и только постепенно входит в круг интересов альтернативной энергетики и энергосбережения. На сегодня существует противоречие между утвердившейся в истории человеческой цивилизации практикой природопокорительского отношения к окружающей среде и способностью биосферы поддерживать систему самовосстановления. Для сохранения человеческой цивилизации необходима новая парадигма сосуществования общества и биосферы суть которой составляют:

- идеи коэволюции человека и природы;

- создание каскада взаимодополняющих производств;

- вписывание хозяйственной деятельности человека в природные биогеохимические циклы;

- признание отходов производств главным материальным ресурсом человечества.

Таким образом, природная, техногенная и информационная энергетики, неразрывно связаны между собой и в совокупности должны позволять создавать взаимодополняемые и согласованные между собой устойчивые и эффективные системы энергообеспечения человечества. Коэволюция человека и природы должна предусматривать совместное сосуществование и развитие природы и человека, в частности и техногенное окружение, техноценоз, являющееся результатом развития человеческого общества [45].

 

 

1.2- Энергопотребление и развитие цивилизаций

 

Человеческая популяция – единственное сообщество живых существ на планете, целенаправленно использующих энергетические ресурсы. Потреб-ность в повышении энергетической эффективности и энергосбережении сформировалась не в последние годы, а стала одной из ключевых проблем, накопленной по мере развития цивилизации.

В таблице 1.1 приведено суточное потребление человеком энергии в различные эпохи, от палеолита до нашего времени [46]. Три правых столбца таблицы содержат одну и ту же величину потребляемого энергоресурса, выраженную в различных единицах измерения.

Наиболее приближенным к естественной среде обитания можно условно считать древнего человека. Топливо использовалось древними людьми для обогрева и приготовления пищи. Минимально необходимая суточная потреб-ность человека в энергии для этих целей, составляет 12 МДж (3,33 кВт*ч или 409 г у.т.). С тех пор как биологический вид человек мало изменился, а значит жизненно необходимая потребность человека в энергоресурсах осталась в пределах четырёхсот с небольшим грамм условного топлива.

7000 ккал – 7 Мкал

Таблица 1.1- Cуточное потребление человеком энергии в различные эпохи

Эпоха	Даты	Население, млн. чел.	Энергия на человека МДж/ сут
Палеолит	50 000 – 280 000 лет до н.э.
Бронзовый век	3500 лет до н.э.
Античное время	200 лет до н.э. . .200 г.
Средние века	1200 г.
Промышленная революция	1650 г.
Новое время	1860 г.
Современность	1970 г.
Наши дни	2011 г.

 

В Бронзовый век суточный расход энергоресурсов на одного жителя планеты ориентировочно утроился. При сохранившейся потребности в энергоресурсах для поддержания биологического существования вида, этот рост явился следствием возникновения и развития технологий добычи, переработки и использования металлов, активного включения бронзы в хозяйственный оборот.

В Античное время суточный рост энегопотребления продолжался.

В Средние века, когда сложилось натуральное хозяйство- уклад жизни в искусственной среде обитания, начался интенсивный рост городских поселений- количество расходуемых энергоресурсов на одного жителя опять практически удвоилось и достигло 110 МДж . Это стало вынужденной платой человека за проживание в усложняющихся искусственных постройках. В этот период энергетическая стоимость жилища в 9 раз превышает его биологическую потребность.

В течение по крайней мере 2,4 миллионов лет люди и по сей день остаются собирателями. Но в широком временном интервале — от 11 500 до 3500 лет назад в ряде разных мест (в Восточном Средиземноморье, в Новой

Гвинее, в Эфиопии, в Китае, в восточной части Северной Америки и в Южной Америке) стало появляться примитивное сельское хозяйство. На заре земледелия численность человека составляла около 6 миллионов. При переходе от эпохи охоты и собирательства к сельскому хозяйству существенно увеличилось число людей, которые могли прокормиться с одной и той же тер-ритории. Так, если собирательство и охота могли поддержать существование 1 человека на площади 20 км², то современное сельское хозяйство может с этой же площади возделанной земли обеспечить пропитание 1000 человек, а к 2050 году эта цифра достигнет 1500 человек и более. Динамика роста численности населения приведена на рисунке 1.1 [46].

 

Рисунок 1.1- Рост народонаселения (T- годы, N- численность, млн.чел)

 

В Северном полушарии усиленный демографический рост наблюдался примерно через тысячу лет после появления в данном районе земледелия. Несмотря на высокую рождаемость, общая численность людей на Земле росла довольно медленно. Первый миллиард был достигнут примерно к 1800 году, и понадобилось еще 130 лет, чтобы достичь двух миллиардов. Однако для того, чтобы численность народонаселения возросла с трех до семи миллиардов, хватило 50 лет (рис. 1.1). В настоящее время больше всего людей живет в Китае (1,35 млрд) и Индии (1,24 млрд), которая к 2050 году станет самой многолюд-ной страной с общей численностью населения 1,69 млрд.

Значительная интенсификация использования энергоресурсов произошла при переходе цивилизации на индустриальный путь развития. Паровые машины пришли на замену использования энергии ветра и водяного мельничного колеса, при-менявшихся в период развития ремесленного производства для механического привода в движение машин и механизмов. Подушевой расход энергоресурсов утроился. Ещё одно утроение расхода энергоресурсов произошло к концу ХХ века, а в экономически развитых странах произошло учетверение расхода. Цена цивилизации и жизненного комфорта человека – стократное превышение расхода энергоресурсов над биологической потребностью.При этом рост потребления энергоресурсов шел одновременно с ростом численности человечества.

Численность человечества строго следует за изменением количества пищи — главного показателя биологической емкости среды.[1] Такая ёмкость (предел накопления биомассы) в нашей среде обитания увеличивается не сама по себе, это делает человек, распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты, т.е. затрачивая энергию.

С каждым годом повышать суммарный урожай на Земле становится все труднее. Производство пищи на Земле в настоящее время прирастает на 2% в год. Чтобы получить такой прирост, людям приходится увеличивать потреб-ление энергии на 5%, забор воды для орошения — на 7%, производство удобрений — на 7%, а ядохимикатов — на 10% в год. Эти титанические усилия истощают минеральные и биологические ресурсы, разрушают среду и все более ее загрязняют.

Наблюдаемый рост производства продуктов питания возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа и мине-рального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и невозобновимы. Поэтому нынешняя, кажущаяся почти безграничной энергетическая мощь человечества конечна во времени.

Что может произойти, когда энергетические ресурсы кончатся? Разруше-ние среды обитания, падение производства пищи (т.е. глобальный экологичес-кий кризис), а вслед за ними — сокращение человечества до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами. В условиях исчерпания энерго-ресурсов неизбежно будет происходить сокращение численности людей. Его темп в первую очередь определит темп падения производства пищи. После чего численность человечества придёт в равновесие с возможностями планеты. Скорее всего, по мере истощения традиционных энергетических ресурсов, будет вводить другие.

 

1.3- Энергосбережение - инновационный путь развития человечества

 

В средневековом аграрном обществе с преимущественно сельскохозяйст-венным производством (до1600 - 1700г. г.) темпы роста валового внутреннего продукта (ВВП) – до 0,1% на человека в год, а темпы прироста ВВП – до 0,3%. Удовлетворяются, в основном, потребности людей в пище. Потребности в энергии обеспечиваются за счет биомассы и солнечного излучения. Энергии производится примерно в 10 раз больше, чем потребляется (0,11… 0,13 т у.т на человека в год) [46].

В капиталистическом обществе (1700…1980 гг.) наблюдаются темпы роста ВВП – 0,2…1,6 % на человека в год и темпы прироста ВВП – 0,6…2,5 %) . Прослеживается преимущественная ориентация на рост физического капитала и увеличение роли человеческого капитала. Помимо потребности в пище появляются другие материальные нужды: в средствах производства, обеспечении комфорта жилых помещений и скорости передвижения. Потреб-ности в энергии в начале этапа обеспечиваются за счет энергии биомассы и мускульной силы животных, затем – благодаря использованию угля, пара и энергии воды. Объемы потребления энергии начинают опережать ее производ-ство. Энергии человек потребляет в сотни раз больше биологической потреб-ности. Доступность источников энергии обусловливает прогрессирующие темпы ее потребления, формирует модель развития общества, которое все больше ориентируется на удовлетворение «культурных» нужд человека и стимулирует спрос на них:социальный статус, условия жизни, средства передвижения, информационное обеспечение и т.п. Энергоэффективность при капитализме рассматривается только как способ снижения производственных затрат.

В современном «информационном» обществе (с 1980 г. и по наши дни) темпы роста ВВП увеличиваются до 1,5…1,9 % в год. Идёт интенсивное развитие наукоемких технологий и рост капитала. Возникает тенденция к формированию сфер интересов человечества, удовлетворению нужд индиви-дуума, не связанных с непосредственным потреблением энергии и ресурсов самим человеком: сфера услуг, культура, духовное развитие. При этом на каждую калорию продовольствия затрачивается 1,5…4,5 калорий энергии, материализованной в средствах производства. Совокупные энергетические затраты на получение 1 т условных зерновых единиц в 1986 г. составляют: в США – 0,03 т у.т., в СССР – 0,15 т у.т. По-душевой уровень энергопотребления достигает 3…6, а в некоторых странах более 10 т у.т. на человека в год.

Рассмотрим ряд особенностей, характерных именно для проблем с энергопотреблением в России.

Первая особенность – быстрый рост городского населения. Около ста лет назад, в начале ХХ века Россия была одной из самых энергоэффективных по современным понятиям стран на планете. Основная часть населения России проживала в сельской местности. Основная энергетическая установка того периода – русская печь. Массивная и рационально организующая отбор тепла от дымовых газов русская печь предоставляла возможность пользователям готовить пищу и обогревать жилище одновременно, выполняя и ряд других функций. В достаточно вместительном поде русской печи можно было парить-ся, как в бане (обеспечивалась санитарная функция). На лежанке русской печи тепло сохранялось долго, в холодное время года тепла хватало всей семье до утреннего пищеприготовления. Да и в отношении водопользования русская традиция была энергоэкономна - вспомним облик рукомойника. Его рациональность и экономичность заметно выше, чем европейская традиция заполнения и сливания раковин, что сохраняется за рубежом до настоящего времени.

Затем в течение столетия эти передовые традиции повышенной энергоэф-фективности в России были утрачены. Причиной такого положения является наступление периода индустриализации, которая изменила отношение численности городского и сельского населения в нашей стране. В 20 годах XX столетия в России было 10% городского населения, а в конце- более 70%.

Вторым по значимости для понимания проблем энергоэффективности являются суровые климатические условия на большей части территории страны. В стране отопительный сезон продолжается в среднем 6 месяцев в году. Это означает, что в течение полугода стоимость рабочей силы автомати-чески увеличивается на величину затрат на отопление рабочего места и жилища, создание соответствующей социальной инфраструктуры, одежду обувь и питание.

Третья особенность – разнообразие и обилие природных энергетических ресурсов и традиционно низкие в недавнем прошлом цены на них. Искусственно заниженные цены приводят к исчезновению товаров с рынка. Если исходить из того, что все товары продаются по стоимости, и колебания цен, как бы они велики не были, совершаются вокруг долгосрочного тренда стоимости, то искусственное установление цены на уровне ниже этого тренда приводит к разрушительным последствиям. В период плановой экономики в нашей стране низкие цены на энергоносители компенсировались централизо- ванными капитальными вложениями в развитие их производства. Эти затраты были за пределами себестоимости и, соответственно, исключались из тарифа на их оплату населением и производством. При низких ценах на топливо и энергию в энергосбережение инвестировать невыгодно- нет быстрой окупаемости затрат. Поэтому энергозатраты на производство продукции растут, т.к. нет технических и технологических нововведений в энергосбережение.

Энергоемкость экономики Российской Федерации (рассчитанная на основе паритета покупательной способности) вдвое выше, чем в США, и втрое выше, чем в ЕС и Японии. В структуре потребления электроэнергии увеличилась доля сектора ЖКХ (27%) и транспорта (11%). Доля промышленных потребителей составляет 49%, сельского хозяйства – 9%, строительства – 4%. Это было вызвано структурными изменениями в экономике страны, в частности:

1- ростом объемов жилищного строительства;

2- развитием сектора услуг – появлением крупных торгово-развлекатель-ных центров и спортивных комплексов;

3- ускоренным строительством офисных и гостиничных площадей;

4- диверсификацией промышленности [60].

Опыт стран Европы и Азии в энергосбережении

Нефтяной кризис (а по существу энергетический) 1973 г., вызванный арабо-израильской войной, остро поставил вопрос о необходимости сбережения энергии. После него энергос-бережение стало одним из основных направлений энергетической политики многих государств [44] .

В Японии предпринимаются усилия по снижению энергоемкости новых жилых домов. С 1980 г. нормативы энергопотребления для жилых и общест-венных зданий сократились на 60%. Потребление энергии на отопление и кондиционирование воздуха снизилось за счет изменений в конструкции зданий, которые позволяют лучше проветривать помещения в жаркий период и сохранять тепло в холодное время. Строительные компании, соблюдающие эти нормы, стимулируются более выгодными условиями кредитования.

Уделяется большое внимание обучению граждан способам сбережения энергии, например отказ от пультов дистанционного управления электронной аппаратурой (аппаратура, находящаяся в положении «stand-by» продолжает потреблять электричество, хотя и в меньших масштабах) или ежедневные добровольные выключения кондиционеров на 1 ч в августе месяце, на который приходится пик потребления электричества. Подсчеты показали, что эти мероприятия экономят 14,2% от обычно потребляемой электроэнергии.

Доля экспортируемых Германией энергоносителей составляет на сегод-няшний день около 80%, основу которых составляет газ. Германия является страной, которая наиболее активно использует современные технологии энергосбережения, локальные автономные и альтернативные источники энергии. Особая ценность импортных энергоресурсов и ослабленное внимание к проблемам энергоэффективности в период социалистического хозяйствования привели после объединения Германии к необходимости реализации целевой государственной программы санации жилого фонда. Начиная с 90-х годов в жилом фонде поселений Восточной Германии были заменены стояки внутридомовой разводки, установлены счётчики, исправлены технические ошибки, ведущие к потерям энергии, допущенные при строительстве. Треть всей электроэнергии сегодня здесь получают от ветроустановок. Все бассейны оснащаются солнечными батареями. Частные инвесторы получат возможность разместить на крышах общественных зданий более 100 000 м² солнечных батарей и подавать полученную энергию в городскую сеть. Администрацией Берлина впервые были введены наиболее жесткие нормы удельного энергопотребления на единицу жилой площади. Администрация Берлина может закупать для своих нужд лишь автомобили, потребляющие в городе не более 6,5 л бензина на 100 км пробега.

Главным принципом в области электроэнергетики в Норвегии с конца 1980-х гг. является то, что цены на электроэнергию должны отражать ее рыночную, реальную стоимость, что делает инвестиции в энергосбережении более рентабельными. Уделяется большое внимание вопросам эффективности энергоемких отраслей промышленности (производство алюминия, ферросп-лавов) и сокращения объемов использования электроэнергии для бытового отопления, создаются программы инвестиционной поддержки эксперимен-тальных проектов по энергосбережению и образовательные программы по совершенствованию навыков реализации программ по повышению энергоэф-фективности и развитию технологий в организациях, отвечающих за эксплуатацию зданий.

В Швеции настроена система контроля за использованием энергоресур-сов. Предприятия по использованию энергетических ресурсов обязаны иметь энергопаспорта зданий, маркировать товары по классам энергопотребления. Освобождены сроком на 5 лет от энергетического налога и выдаются субсидии государства реконструкции старых зданий (замена котлов, утепление и т.д.), упрощено получение разрешений на строительство ветроэлектростанций.

На крупных заправочных станциях обязательна продажа альтернативного топлива помимо традиционных бензина и дизельного топлива. Основной акцент сделан на экономических методах управления - налоги, дотации и субсидии, торговля квотами и торговля электрическими сертификатами. Работают заводы по производству биогаза из отходов продуктов питания. На производимом газе (а не на дизеле или бензине) в Швеции работает весь муни-ципальный транспорт. Биогаз применяют также и для производства электро-энергии. Еще одной особенностью шведской сферы энергетики, в частности, муниципалитетов является централизованное отопление и охлаждение помещений, в том числе и офисных мест общего пользования людей (супер-маркеты, выставочные залы). Реализуется это все за счет работы станций тепловых насосов, которых сейчас эксплуатируется более 500000. Они энергоэффективны и уменьшают вредное воздействие на окружающую среду.

С точки зрения изменения качества энергопотребления, последние 20-30 лет для России оказались потеряны. В течение всего этого времени основной целью был рост добычи ископаемых энергоресурсов, а не развитие энергосбе-режения. Тот путь перестройки качества энергопотребления и экономического развития, который страны Запада прошли во второй половине 70-х — начале 80-х гг. нашей стране еще предстоит пройти.

Энергетическая безопасность России

Энергетическая безопасность – это состояние защищенности страны, ее граждан, общества, государства, обслуживающей их экономики, от угроз надежному топливо- и энергообеспечению.

Эти угрозы определяются как внешними (геополитическими, макроэконо-мическими, конъюнктурными) факторами, так и собственно состоянием и функциионированием ТЭК и всего энергетического сектора страны. Обеспече-ние энергетической безопасности – одна из основных задач Энергетической стратегии России. Энергетическая безопасность является важнейшей составляющей нацио-нальной безопасности России.

Энергетическая политика-общие намерения и направления деятельности организации, связанные с ее энергетической эффективностью, официально выраженные руководством, которые обозначают основу действий.

Россия как государство имеет свою энергетическую стратегию, которая предусматривает [3]:

- полное и надёжное обеспечение населения и экономики страны энерго-ресурсами по доступным и вместе с тем стимулирующим энергосбережение ценам, снижение рисков и недопущение развития кризисных ситуаций в энергообеспечении страны;

- снижение удельных затрат на производство и использование энергоре-сурсов за счёт рационализации их потребления, применения энергосберегаю-щих технологий и оборудования, сокращения потерь при добыче, переработке, транспортировке и реализации продукции ТЭК;

- повышение финансовой устойчивости и эффективности использования потенциала энергетического сектора, рост производительности труда для обеспечения социально-экономического развития страны;

- минимизация техногенного воздействия энергетики на окружающую среду на основе применения экономических стимулов, совершенствования структуры производства, внедрения новых технологий добычи, переработки, транспортировки, реализации и потребления продукции.

Целью политики энергетической безопасности является последовательное улучшение её следующих главных характеристик:

- способность ТЭК надёжно обеспечивать экономически обоснованный внутренний и внешний спрос энергоносителями соответствующего качества и приемлемой стоимости;

- способность потребительского сектора экономики эффективно использо-вать энергоресурсы, предотвращая тем самым нерациональные затраты общест-ва на свое энергообеспечение и дефицитность топливно-энергетического баланса;

- устойчивость энергетического сектора к внешним и внутренним экономи-ческим, техногенным и природным угрозам, а также его способность миними-зировать ущерб, вызванный проявлением различных дестабилизирующих факторов.

Необходимыми условиями обеспечения национальной и глобальной энергетической безопасности являются многостороннее взаимодействие в интересах формирования отвечающих принципам Всемирной торговой организации рынков энергоресурсов, разработка и международный обмен перспективными энергосберегающими технологиями, а также использование экологически чистых, альтернативных источников энергии.

Современная экономика России энергорасточительна. Энергоёмкость вало-вого внутреннего продукта (при расчёте его по паритету покупательной способ-ности валют) превышает среднемировой показатель в 2,3 раза, а по странам Европейского союза – в 3,1 раза. В последнее двадцатилетие в развитых стра-нах наблюдался энергоэффективный экономический рост (на 1% прироста валового внутреннего продукта приходилось в среднем лишь 0,4% прироста потребления энергоносителей). В результате энергоёмкость валового внутрен-него продукта в среднем по миру уменьшилась за этот период на 19%, а в развитых странах – на 21 – 27%. В России энергоёмкость валового внутреннего продукта не снижалась, а увеличилась (в 1990 - 1998 годах – на 18%). Лишь в последние годы по мере восстановления экономики она начала снижаться на 2-3% ежегодно. Существующий потенциал энергосбережения составляет 360 - 430 млн. т у.т., или 39-47% текущего потребления энергии. Почти третья часть его сосредоточена в топливно-энергетических отраслях (в том числе четверть – в электроэнергетике и теплоснабжении), ещё 35-37% в промышленности и 25-27% в жилищно-коммунальном хозяйстве [3].

Направление инвестиций в энергосбережении- «… это достижение в России уровня энергоемкости мирового хозяйства, возвращение, хотя бы робкое, к местным видам топлива (биоресурсам), в том числе и с целью их экспорта.» [1].

 

Относительность энергосбережения

Официальная мировая политика энергосбережения, направленная на сокращение совокупного потребления энергии, как правило, не учитывает, что происходит после того, как эффективность энергопотребления возросла. Как указывают исследования [87] - энергосбережение посредством повышения эффективности потребления, на самом деле приводит к росту потребления, а не к сокращению. Поскольку для отдельного вида деятельности, производства, отрасли, дома, семьи требуется меньше топлива, высвободившиеся ресурсы используются в других целях. Результат: возросшая экономическая активность и увеличившийся объем потребления энергоносителей.

В конце 70-х годов Правительство Дании ввело строгие стандарты на эффективность бытовых приборов, в результате потребление электроэнергии этими приборами сократилось более, чем на 30 %. Но, отчасти потому, что некоторые бытовые приборы стали более экономичными, и следовательно, их эксплуатация обходилась дешевле, увеличились продажи других бытовых приборов. Общий результат: совокупное внутреннее потребление электроэнер-гии в Дании возросло на 20 %.

Данные по потреблению энергии в США показывают, что домашние хозяйства становятся все более "энергосберегающими", но люди, несмотря на это, покупают больше энергопотребляющих товаров, чем раньше. Покупки систем кондиционирования воздуха, компьютеров, мобильных телефонов и других электроприборов возрастают. На единицу площади жилья энергии потребляется меньше и меньше, но так как люди теперь живут в более просторных домах, чем раньше, следовательно, они потребляют и больше энергии. Несмотря на более экономичные автомобили, объем потребления автомобильного топлива средним домашним хозяйством растет [71.

Поэтому в современном мире энергосбережение следует рассматривать не как средство сокращения общего потребления энергии в абсолютных единицах- т, кВт*ч или Дж, а как инновационный потенциал, катализатор прогресса цивилизации.

 

1.4- Основные понятия и определения энергосбережения

 

Для цивилизованного развития общества возникает необходимость государствав энергосберегающей политике- комплексном системном проведение на государственном уровне программы мер, направленных на создание необходимых условий организационного, материального, финансового и другого характера для рационального использования и экономного расходования ТЭР.

В РФ приняты и действуют целый ряд стандартов по терминам и опреде-лениям в области энерго- и ресурсоиспользования [ 62, 69, 82]. Вернемся к некоторым наиболее важным понятиям, используемым в технической литературе и практической работе энергетиков.

Энергоиспользование — естественное или целенаправленное использование энергии различных видов на стадиях жизненного цикла объекта (изделия, продукции, процесса) и при оказании услуг на данном уровне развития общества. Под этим подразумевается комплекс действий персонала объекта, работа оборудования и соблюдение технологий, связанных с процессами от получения (производства) энергии до ее потребления.

Энергосбережение – реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) ТЭР и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии [62].

Рациональное использование ТЭР- Использование топливно-энергетичес-ких ресурсов, обеспечивающее достижение максимальной при существующем уровне развития техники и технологии эффективности, с учетом ограничен-ности их запасов и соблюдения требований снижения техногенного воздейст-вия на окружающую среду и других требований общества. Понятие «Рацио-нальное использование ТЭР» включает:

- выбор оптимальной структуры энергоносителей, т.е. оптимального коли-чественного соотношения различных используемых видов энергоносителей в установке, на участке, в цехе на предприятии, в регионе, отрасли, хозяйстве — в зависимости от рассматриваемого уровня энергобаланса;

- комплексное использование топлива, в т.ч. отходов топлива в качестве сырья для промышленности (например, использование золы и шлаков в строительстве);

- комплексное использование гидроресурсов рек и водоемов;

- учет возможности использования органического топлива (например нефти) в качестве ценного сырья для промышленности;

- комплексное исследование экспортно-импортных возможностей и других структурных оптимизаций.

Экономия ТЭР- сравнительное в сопоставлении с базовым, эталонным значением сокращение потребления ТЭР на производство продукции, выполнение работ и оказание услуг установленного качества без нарушения экологических и других ограничений в соответствии с требованиями общества. Величину экономии определяют через сравнительное сокращениерасхода, а непотребления ТЭР. Понятие «потребление» при переходе от отдельного элемен-та к установке, техпроцессу, цеху, предприятию теряет определенность и физиический смысл, поэтому в принятой терминологической системе исполь-зовано слово «расход», корреспондирующееся с расходной частью топливно-энергетического баланса конкретными энергопотребляющими объектами (изделиями, процессами, работами и услугами). Эталонные значения расхода ТЭР устанавливаются в нормативных, технических, технологических, методических документах и утверждаются уполномоченным органом применительно к проверяемым условиям и результатам деятельности.

Непроизводительный расход ТЭР-потребление ТЭР, обусловленное несоб-людением или нарушением требований, установленных государственными стандартами, иными нормативными актами, нормативными и методическими документами.

Энергосберегающая технология- новый или усовершенствованный технологический процесс, ха

2015-11-11

1179

Обсуждений (0)

Качество энергии и технологии производства 0.00 из 5.00 0 оценок

Скачать документ

---

Обсуждение в статье: Качество энергии и технологии производства

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Имя * Email (необязательно) Комментарий * Отправить сообщение

Популярное:

Почему молоко имеет высокую усвояемость?

Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...

Почему в редких случаях у отдельных людей появляются атавизмы?

Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...