Первичная энергия
Содержание:
- Реферат по дисциплине: Теплоэнергетика и теплотехника на тему: Промышленнаятеплоэнергетика
- Энергоносители. Виды, классификация и характеристика
- Горючие
- Низконапорные ГЭС
- Какие экологические преимущества имеет геотермальная электростанция перед ТЭС?
- Примечания
- Определения
- Теплоснабжение
- Тепловые электростанции.
- Первичная энергия
- Гидроэнергетика.
- Характеристики ВЭР
- Как распределяются виды энергии в каждой системе
Реферат по дисциплине: Теплоэнергетика и теплотехника на тему: Промышленнаятеплоэнергетика
Энергоносители. Виды, классификация и характеристика
|
7 …
Энергоносители. Виды, классификация и характеристика.
Большинство технологических процессов происходят с использованием энергоносителей различного вида и назначения. Под энергоносителями в промышленности понимают материальное тело или материальную среду, обладающую определенным потенциалом и передающую энергию от одного материального тела к другим. Промышленные предприятия при организации своей деятельности используют энергоресурсы различных параметров, различных видов и различного назначения. Для крупных предприятий говорят о потоках энергоносителей. Направление этих потоков тесно связаны между собой и имеют различные характеристики. На предприятии они объединяются под общим названием «энергоресурсы предприятия». Чаще всего в качестве энергоресурсов на предприятии используются:
— электрическая энергия (60-70% потребления);
— вода;
— тепло;
— воздух;
— ПРВ (продукты разделения воздуха);
— расплавы и соли.
Главной задачей энергоносителей на предприятии является обеспечение условий технологического процесса. При выборе энергоносителей и их характеристик руководствуются в первую очередь условием максимальной дешевизны в рамках заданных параметров
При этом в первую очередь обращается внимание на следующие факторы:
— характеристики и условия протекания технологического процесса;
— характеристики и параметры установленного оборудования;
— параметры самого энергоносителя;
— характер обеспечения энергоносителями предприятия (внутреннее или внешнее) и т.д.
В качестве основных характеристик энергоносителей при их выборе учитывают:
— потенциал или параметры (ток, напряжение, температура, давление и т.д.);
— стоимость;
— качество;
— надежность снабжения;
— режимы потребления.
Параметры энергоносителя определяются характеристиками потребляющего оборудования. Если на реальном предприятии применяются энергоносители с явно завышенными параметрами, это приводит к увеличению эксплуатационных расходов и денежных затрат на вспомогательное оборудование (диаметр жил кабеля, увеличение металлоемкости для труб и т.д.)
Поэтому окончательный выбор энергоносителя, его качественных и количественных характеристик производится путем сравнения нескольких вариантов в ходе технико-экономических расчетов.
Поделитесь с Вашими друзьями:
7 …
Горючие
Основные характеристики двухкомпонентных ЖРТ при pк/pа=7/0,1 МПадва серьёзных недостатканизкая стойкость личного состава к «отравлению»Группа углеводородов.КеросинА ведь находятся люди, которые им что только ни лечат!Pthirus pubis авария пассажирского самолётаСинтез синтина.Мухин, Велюров @Co.Керосиновые двигатели наиболее освоены в СССР.«Где делают самые лучшие ракетные двигатели в мире»Теперь более корректным названием для горючих на основе керосина стал термин УВГ-«углеводородное горючее», т.к. от керосина, который жгли в безопасных керосиновых лампах И. Лукасевича и Я. Зеха, применяемое УВГ «ушло» очень далеко.нафтилНизкомолекулярные углеводородыМетанНПО «Энергомаш»РД-0120Водород
Особенно эффективен с сопловым насадком из материала «Граурис».
Низконапорные ГЭС
Хотя ПЭС имеют ограниченное применение, научные исследования, проведенные в рамках работ по их созданию, дали результаты, которые, ни много, ни мало, способны уже в ближайшем будущем изменить облик гидроэлектроэнергетики. Речь идет о гидроагрегатах, способных вырабатывать электроэнергию при малом напоре воды.
Например, сейчас ведутся разработки по созданию волновых ГЭС, то есть электростанций, использующих энергию морских волн, в том числе и на базе ортогональных турбин. Но самым перспективным направлением являются так называемые низконапорные ГЭС, устанавливаемые на реках.
Низконапорная ГЭС позволяет вообще обойтись без плотины (если она установлена на реке с быстрым течением), либо ограничиться установкой небольшой плотины, не приводящей к значительному затоплению окружающих пространств. Так же, как и ПЭС, низконапорные ГЭС отличаются большей выживаемостью мальков рыб. И, самое главное, низконапорные ГЭС можно строить на небольших речках, где возведение традиционных ГЭС невозможно в принципе.
Таким образом, низконапорные ГЭС дают те же самые преимущества, что и использование энергии ветра и солнца: приближение генерации к потребителю, почти полное отсутствие негативного воздействия на окружающую среду, возможность владения электрогенератором частным лицом или небольшой независимой компанией, что создает реальную конкуренцию на рынке электроэнергии. Использования интеллектуальных систем распределения электроэнергии позволяет малым ГЭС точно так же делиться излишками выработанного электричества. Только вот у низконапорной ГЭС генерация электроэнергии куда более стабильная, чем у ветряков и солнечных батарей. Единственная проблема — возможное пересыхание русла небольшой реки, но она возникает летом в солнечную погоду, когда много электроэнергии вырабатывают солнечные электростанции. Интеллектуальные системы позволят в такой ситуации перебросить излишки электроэнергии от солнечных электростанций туда, где в электричестве есть дополнительная потребность.
Какие экологические преимущества имеет геотермальная электростанция перед ТЭС?
Издавна Земля является источником энергоресурсов, но, признавая этот факт, надо признать и то, что невозобновляемые источники энергии не бесконечны. Ради обогрева жилья люди уже отказались от дров и больше не сжигают леса, почти исключили добычу каменного угля, признавая, что это наносит экологический вред среде обитания. Но добыча нефти и газа идёт полным ходом. Между тем у нашей планеты в запасе есть и возобновляемый источник энергии — сила её геотермальных вод.
Тепло из самых глубин планеты
Использовать тепло Земли — очень заманчивая идея и непростая, но в целом решаемая, задача. Особенно актуально это для регионов, где геотермальные источники выходят на поверхность или, хотя бы находятся в зоне досягаемости, как с инженерной, так и экономической точек зрения. Вот только местоположение подобных источников, как правило, соседствует с тектоническими разломами планеты и находится в крайне сейсмо неустойчивых регионах.
Геотермальные электростанции: преимущества и недостатки
Существует несколько принципиальных схем строительства таких электростанций и, обычно, выбор зависит от конкретного источника тепла: где-то достаточно пробурить скважину и можно начинать её эксплуатацию, а где-то предварительно необходимо очистить поступающий энергоноситель от твёрдых частиц и вредных газов.
Но, каков бы ни был принцип работы такой станции, у неё имеется ряд преимуществ перед ТЭС и даже перед тепловой АЭС.
Вот недостаток у геотермальной станции всего один: в конечном счёте он сводятся её местоположению. Учитывая, что сейсмическая активность не поддаётся прогнозам, районы тектонических разломов крайне неблагоприятное место для строительства и последующей эксплуатации энергоустановок.
Зато преимущества геотермальных электростанций многочисленны и неоспоримы:
- безопасность для окружающей среды, в том числе отсутствие возникновения парниковых газов;
- компактность размеров станции;
- основные расходы заканчиваются с завершением строительства, расходы же на эксплуатацию — минимальны;
- за счёт природного теплоносителя (практически неисчерпаемый ресурс!) себестоимость электрической энергии снижается почти до нуля.
Подробнее об экологии
С развитием общества, вырастает и его экологическая сознательность, проблемы разумного природопользования выходят на первый план. Ведущие экономические державы, в том числе и Россия, подписывают протоколы об ограничении выбросов в атмосферу, стремясь сократить вред от парникового эффекта и предотвратить глобальное потепление. ТЭС, использующие для выработки электроэнергии в качестве топлива газ, продукты нефтепереработки и, особенно, каменный уголь оказывают существенное влияние на рост загрязнённости атмосферы.
Поэтому основной вопрос, который встаёт в связи с использованием термальной энергией, какие экологические преимущества имеет геотермальная электростанция? Используя воду и пар, нагретые самой природой, такие электростанции не производят выбросов. Минимизирует вред, наносимый окружающей среде и небольшие габариты подобных станций. Так что, преимущества геотермальных электростанций перед ТЭС не подлежат сомнению.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Примечания
- ↑ (PDF) (недоступная ссылка). 30. IEA (2017). Дата обращения 20 февраля 2018.
- ↑ Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е. В. Аметистова. том 1 под редакцией проф. А. Д. Трухния // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00162 2.
- То есть мощность одной установки (или энергоблока).
- ↑ Классификация Российской Академии Наук, которая ей всё же считается достаточно условной
- Это самое молодое направление традиционной электроэнергетики, возраст которого немногим более 20 лет.
- Данные за 2011 год.
- (англ.) (недоступная ссылка). ISBN 978 0 94612 130 4 11. WORLD ENERGY COUNCIL, Bloomberg (2013). Дата обращения 29 июля 2015.
- (англ.) 5. Мировой энергетический совет (2013). Дата обращения 20 октября 2019.
- До недавнего закрытия своей единственной Игналинской АЭС, наряду с Францией по этому показателю также лидировала Литва.
- В.А.Веников, Е.В.Путятин. Введение в специальность: Электроэнергетика. — Москва: Высшая школа, 1988.
- ↑ Энергетика в России и в мире: проблемы и перспективы. М.:МАИК «Наука/Интерпереодика», 2001.
- Эти понятия могут различно трактоваться.
- Данные за 2005 год
- ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения
- ↑ Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова. том 2 под редакцией проф.А.П.Бурмана и проф.В.А.Строева // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00163 9.
- В зависимости от климата в некоторых странах нет такой необходимости.
- . Дата обращения 4 декабря 2014.
- Диаметром около 9 мм и высотой 15—30 мм.
- Т. Х. Маргулова. Атомные электрические станции. — Москва: ИздАТ, 1994.
- Энергосистема — статья из Большой советской энциклопедии.
- ГОСТ 21027-75 Системы энергетические. Термины и определения
- Не более нескольких километров.
- Под редакцией С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро. Справочник по проектированию энергетических систем. — Москва: Энергоатомиздат, 1985.
Определения
Отношение количества окислителя к количеству топлива в процессе сжигания или в горючей смеси топливо — окислитель измеряют либо в виде отношения масс, либо в отношении объёмов, либо в отношении количества молей. Соответственно, различают массовое L 0 , {\displaystyle L_{0},} , объёмное L V {\displaystyle L_{V}} и молярное L M {\displaystyle L_{M}} отношения:
L 0 = m o m f , {\displaystyle L_{0}={\frac {m_{o}}{m_{f}}},} L V = V o V f , {\displaystyle L_{V}={\frac {V_{o}}{V_{f}}},} L M = M o M f , {\displaystyle L_{M}={\frac {M_{o}}{M_{f}}},} где m o , m f {\displaystyle m_{o},\ m_{f}} — массы окислителя и топлива; V o , V f {\displaystyle V_{o},\ V_{f}} — объёмы окислителя и топлива; M o , M f {\displaystyle M_{o},\ M_{f}} — молярное количество окислителя и топлива (число молей).
Для газообразных смесей топлива и окислителя в соответствии с законом Авогадро L M = L V . {\displaystyle L_{M}=L_{V}.}
Если в процессе химической реакции горения в продуктах горения не будет ни свободного окислителя, ни несгоревшего топлива, то такое соотношение топлива и окислителя называют стехиометрическим.
Например, реакция горения водорода в кислороде со стехиометрическими коэффициентами:
2 H 2 + O 2 ⟶ 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {2H2 + O2 -> 2H2O}}} .
В этой реакции в продуктах горения (в правой части уравнения) нет ни горючего, ни окислителя, причём на 2 моля водорода требуется 1 моль кислорода, или, по закону Авогадро, на 2 объёма водорода 1 объём кислорода, или на 4 г водорода 32 г кислорода, то есть, при полном сгорании водорода без избытка кислорода: L V s t = L M s t = 1 / 2 = 0 , 5 , {\displaystyle L_{Vst}=L_{Mst}=1/2=0,5,} L 0 s t = 32 / 4 = 8. {\displaystyle L_{0st}=32/4=8.} Эти численные значения называют стехиометрическими отношениями.
Стехиометрические отношения зависят от вида топлива и окислителя, например, в реакции горения метана в кислороде:
CH 4 + 2 O 2 ⟶ CO 2 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}}} L V s t = L M s t = 2 , {\displaystyle L_{Vst}=L_{Mst}=2,} L 0 s t = 64 / 16 = 4. {\displaystyle L_{0st}=64/16=4.}
Коэффициентом избытка окислителя называют отношение фактического отношения окислитель/топливо к стехиометрическому:
α = L 0 / L 0 s t = L V / L V s t = L M / L M s t , {\displaystyle \alpha =L_{0}/L_{0st}=L_{V}/L_{Vst}=L_{M}/L_{Mst},}
причём α {\displaystyle \alpha } не зависит в каком виде определено отношение окислитель/топливо масоовом, молярном или объёмном. Очевидно, что при стехиометрическом отношении окислитель/топливо α = 1. {\displaystyle \alpha =1.}
Смеси топливо/окислитель у которых α < 1 {\displaystyle \alpha <1} называют богатыми смесями, а α > 1 {\displaystyle \alpha >1} — бедными.
В зарубежной научно-технической литературе коэффициент избытка окислителя обычно обозначают буквой λ . {\displaystyle \lambda .}
Также используется параметр, называемый коэффициентом избытка топлива
ϕ = 1 / α , {\displaystyle \phi =1/\alpha ,} величина, обратная к коэффициенту избытка окислителя.
Теплоснабжение
ТЭЦ в Финляндии.
Основная статья: Теплоснабжение
Жизнь современного человека связана с широким использованием не только электрической, но и тепловой энергии. Для того, чтобы человек чувствовал себя комфортно дома, на работе, в любом общественном месте, все помещения должны отапливаться и снабжаться горячей водой для бытовых целей. Так как это напрямую связано со здоровьем человека, в развитых государствах пригодные температурные условия в различного рода помещениях регламентируются санитарными правилами и стандартами. Такие условия могут быть реализованы в большинстве стран мира только при постоянном подводе к объекту отопления (теплоприёмнику) определённого количества тепла, которое зависит от температуры наружного воздуха, для чего чаще всего используется горячая вода с конечной температурой у потребителей около 80—90 °C. Также для различных технологических процессов промышленных предприятий может требоваться так называемый производственный пар с давлением 1—3 МПа. В общем случае снабжение любого объекта теплом обеспечивается системой, состоящей из:
- источника тепла, например котельной;
- тепловой сети, например из трубопроводов горячей воды или пара;
- теплоприёмника, например батареи водяного отопления.
Централизованное теплоснабжение

Новосибирская ТЭЦ-5.
Характерной чертой централизованного теплоснабжения является наличие разветвлённой тепловой сети, от которой питаются многочисленные потребители (заводы, здания, жилые помещения и пр.). Для централизованного теплоснабжения используются два вида источников:
- Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ);
-
Котельные, которые делятся на:
- Водогрейные;
- Паровые.
Децентрализованное теплоснабжение
Систему теплоснабжения называют децентрализованной, если источник теплоты и теплоприёмник практически совмещены, то есть тепловая сеть или очень маленькая, или отсутствует. Такое теплоснабжение может быть индивидуальным, когда в каждом помещении используются отдельные отопительные приборы, например электрические, или местным, например обогрев здания с помощью собственной малой котельной. Обычно теплопроизводительность таких котельных не превышает 1 Гкал/ч (1,163 МВт). Мощность тепловых источников индивидуального теплоснабжения обычно совсем невелика и определяется потребностями их владельцев. Виды децентрализованного отопления:
- Малые котельные;
- Электрическое, которое делится на:
- Прямое;
- Аккумуляционное;
- Теплонасосное;
- Печное.
Тепловые сети
Основная статья: Тепловая сеть
Тепловая сеть — это сложное инженерно-строительное сооружение, служащее для транспорта тепла с помощью теплоносителя, воды или пара, от источника, ТЭЦ или котельной, к тепловым потребителям.
От коллекторов прямой сетевой воды с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подаётся в населённые пункты. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется разводка к тепловым пунктам, в которых находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающими снабжение потребителей тепла и горячей воды. Тепловые магистрали соседних ТЭЦ и котельных для повышения надёжности теплоснабжения соединяют перемычками с запорной арматурой, которые позволяют обеспечить бесперебойное теплоснабжение даже при авариях и ремонтах отдельных участков тепловых сетей и источников теплоснабжения. Таким образом, тепловая сеть любого города является сложнейшим комплексом теплопроводов, источников тепла и его потребителей.
Тепловые электростанции.
Тепловые электростанции (ТЭС) появились в конце 19-ого века почти одновременно в России, США и Германии, а вскоре и в других странах. Первая центральная электрическая станция была введена в эксплуатацию в Нью-Йорке в 1882 году для осветительных целей. Первая крупная тепловая электростанция с паровыми турбинами вступила в строй в 1906 году в Москве. Сегодня ни один более или менее крупный город не обходится без собственных электростанций. Тепловая электростанция – сложное и обширное хозяйство, порой она занимает территорию в 70 га, помимо главного корпуса, где размещаются энергоблоки, здесь располагаются различные вспомогательные производственные установки и сооружения, электрические распределительные устройства, лаборатории, мастерские, склады и т.д. Генераторы тепловых электростанций вырабатывают ток напряжением в десятки киловольт. Мощность теплоэлектростанций сегодня достигает сотен МВт. В США существует ТЭС мощностью 1,2-1,5 млн. кВт и более. В нашей стране от них поступает к потребителям наибольшая часть получаемой электроэнергии (69%). Особый вид тепловых электростанций – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Эти предприятия производят энергию и тепло одновременно, поэтому коэффициент полезного действия используемого топлива у них достигает 70%, а у обычных тепловых электростанций лишь 30-35%. ТЭЦ всегда размещают вблизи потребителей – в крупных городах, так как передавать тепло (пар, горячую воду) без больших потерь можно максимум на 15-20 километров.
Размещение электростанций зависит от двух основных факторов – топливно-энергетических ресурсов и потребителей энергии, поэтому тепловые электростанции размещаются в районах топливных баз при наличии малокалорийного топлива – его не выгодно далеко перевозить. Например, Канско-Ачинский уголь использует Берёзовская ГРЭС-1 (ГРЭС – государственная районная электростанция). На попутном нефтяном газе работают две Сургутские электростанции. Если же электростанции используют высококалорийное топливо, которое выдерживает дальние перевозки (природный газ), они строятся ближе к местам потребления электроэнергии.
Тепловая энергетика оказывает огромное влияние на окружающую среду, загрязняет воду и атмосферный воздух. Самая грязная и экологически опасная – угольная электростанция. При мощности в 1 млрд. Вт она ежегодно выбрасывает в атмосферу 36,5 млрд. куб. метров горячих газов, содержащих пыль, вредные вещества и 100 млн. куб. метров пара. В отходы идут 50 млн. куб. метров сточных вод, в которых содержится 82 тонны серной кислоты, 26 тонн хлоридов, 41 тонна фосфатов и 500 тонн твёрдой извести. Ко всем этим выбросам необходимо добавить углекислый газ – результат сгорания угля. Наконец, остаётся 360 тысяч тонн золы, которую приходится складировать. В целом для работы угольной электростанции ежегодно требуется 1 млн. тонн угля, 150 млн. кубических метров воды и 30 млрд. кубических метров воздуха. Если учесть, что такие электростанции работают десятилетиями, то их воздействие на окружающую среду можно сравнить с вулканической деятельностью. Каждый крупный город имеет несколько подобных «вулканов». Например, энергией и теплом Москву обеспечивает 15 теплоэлектроцентралей. В течение 20-ого века тепловые электростанции существенно повысили концентрацию ряда газов в атмосфере. Так, концентрация углекислого газа выросла на 25% и продолжает ежегодно увеличиваться на 0,5%, вдвое выросла концентрация метана и увеличивается на 0,9% в год, постоянно растут концентрации оксидов азота и двуокиси серы. Насыщенный парами воздух разъедает здания и сооружения, ранее устойчивые соединения становятся неустойчивыми, нерастворимые вещества переходят в растворимые и т.д. Избыточное поступление питательных веществ в водоёмы ведёт к их ускоренному «старению», заболевают леса, повышается уровень напряжения электромагнитных полей. Всё это чрезвычайно негативно сказывается на здоровье людей, риск преждевременной смерти увеличивается. Кроме того, повышенное содержание углекислого газа и метана в атмосфере является одной из причин возникновения парникового эффекта.
Первичная энергия
Первичная энергия Э, представляет химическую энергию ископаемого первичного топлива с учетом затрат на добычу, подготовку ( обогащение), транспортировку и т.п. Согласно , первичная энергия — это энергия, заключенная в ТЭР.
Указанная первичная энергия имеет разный характер для разных типов установок.
Первичной энергией атомной установки служит ядерная энергия, холодильной установки — электрическая энергия.
Если первичная энергия является работой любого вида, то с помощью идеального преобразователя, в котором отсутствуют неравновесные, необратимые процессы ( трение, электрическое сопротивление, диффузия и тому подобные процессы диссипации), она может быть полностью преобразована в энергию любого иного вида. КПД преобразователя работы) равна единице. В реальных преобразователях имеются процессы диссипации, которые переводят часть энергии, подведенной в форме работы, в энергию хаотического теплового движения микрочастиц тел, участвующих в процессе преобразования, в связи с чем эффективность преобразования снижается. Такое снижение эффективности вызвано наличием необратимых процессов, поэтому для характеристики эффективности преобразователей работы необходимо воспользоваться вторым законом термодинамики и следствиями из него.
Использование первичной энергии по видам топлив предполагается в прогнозе DOE растущим с почти постоянной скоростью в интервале от 2000 до 2020 г.: нефть со 150 QBTU в год до 240 QBTU, газ — с 80 до 160 QBTU в год, уголь — с 80 до 120 QBTU. Такая оценка представляется не вполне корректной, поскольку на глобальном уровне темп роста потребления энергии должен быть связан с изменением темпов роста численности населения, причем эта зависимость, по последним данным , не линейна, а приближенно квадратична. Поэтому желателен более точный прогноз, учитывающий неравномерность развития.
Выбор первичной энергии в ряде случаев зависит от того, намерены ли мы исследовать всю установку или какую-либо ее часть. Так, например, если желательно исследовать степень необратимости системы регенеративного подогрева питательной воды паросиловой установки, то ее можно рассматривать как изолированную систему, в которой первичной энергией является эксергия тепла греющего пара, поступающего в регенеративные подогреватели.
|
Общее производство первичных энергоресурсов в 1978 — 1979 гг.| Производство первичных.| Общее потребление энергии в арабских странах. |
Потребление первичной энергии в арабских странах в 1979 г. достигло почти 129 млн. т условного топлива, или всего лишь 8 4 % производства энергии.
Баланс первичной энергии отражает наличие энергоресурсов и содержит данные о внутреннем производстве энергоресурсов, международной торговле энергоресурсами, бункеровке и изменении запасов. Нетто-результатом этих данных является потребление первичной энергии.
Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую наиболее удобную в данных условиях для распределения и потребления форму, обычно в электрическую энергию и тепло.
При достаточно высоких первичных энергиях возникают трансмутации или смещение атомов из их положения равновесия в кристаллической решетке. С течением времени число дефектов растет и полупроводник изменяет свои свойства и становится непригодным. Опытным путем можно было установить, что для кремния сравнительно безвредными оказываются электроны с энергиями менее 200000 эл.
Если вся первичная энергия или часть ее подводится к преобразователю в форме теплоты, то, согласно второму закону термодинамики, полное превращение ее в работу в принципе невозможно. КПД цикла, имеющим максимальное значение для цикла Карно. Однако понятие термического КПД цикла недостаточно для полной характеристики эффективности процессов и устройств для преобразования энергии.
Другая часть первичной энергии перерабатывается в электроэнергию.
Сокращение расхода первичной энергии достигается также за счет использования образующихся на нефтеперерабатывающем предприятии вторичных энергетических ресурсов.
|
Структура производства первичных энергоресурсов в России в 2005 г. |
Гидроэнергетика.
В большинстве промышленно развитых стран незадействованным на сегодня остался лишь незначительный по объёму гидроэнергетический потенциал.
Так,в европейской части страны с наиболее напряжённым топливным балансом использование гидроэнергетических ресурсов достигло 50%, а их экономический потенциал практически исчерпан.
Гидроэнергетические сооружения в потенциале несут в себе опасность крупных катастроф. Так, в 1979 году авария на плотине в Морви (Индия) унесла около 15 тысяч жизней. В Европе в 1963 году авария плотины в Вайонт (Италия) привела к гибели 3 тысячи человек.
Неблагоприятное воздействие гидроэнергетики на окружающую среду, в основном, сводится к следующему : затопление с/х угодий и населённых пунктов, нарушение водного баланса, что ведёт к изменению существования флоры и фауны, климатические последствия (изменение теплового баланса, увеличение количества осадков, скорости ветра, облачности и т.д.).
Перегораживание русла реки приводит к заливанию водоёма и эрозии берегов, ухудшению самоочищения проточных вод и уменьшению содержания кислорода, затруднения свободное движение рыб.
С увеличением масштабов гидротехнического сооружения растёт и масштаб воздействия на окружающую среду.
Характеристики ВЭР

Стоит отметить, что длительное время данная концепция выработки энергии не рассматривалась крупными потребителями по причине отсутствия точных методик расчета КПД и энергетических потенциалов. Сегодня же вторичная переработка ресурсов базируется на комплексном анализе широкого спектра показателей, что и позволяет извлекать из тех же производственных отходов максимум пользы. К наиболее распространенным расчетным характеристикам данного типа ресурсов можно отнести следующие:
- Выходной энергетический коэффициент – отношение потенциала выработки к тепловому объему, который поступил в генератор с первичными ресурсами.
- Коэффициент потребления энергии – отношение объема расходованной теплоты от вторичной выработки к полученной в генераторной установке энергии. Данный показатель и отражает эффективность использования конкретной энергетической схемы предприятия. Причем существуют разные способы оценки оптимальных объемов потребления – с акцентом на экономически целесообразные величины, фактические и планируемые показатели потребления.
- Возможности экономии топлива – это объем первичных ресурсов, которые не расходуются благодаря использованию производственных отходов. Причем экономия может рассчитываться и по обратной схеме, когда первичные и вторичные ресурсы заменяют друг друга в зависимости от текущих условий выработки теплоты или электричества.
- Коэффициент утилизации – отношение объема выработанной теплоты к потенциалу энергии ресурса, поступившего в перерабатывающий котел.
- Коэффициент генерации энергии – объем энергии, которая непосредственно вырабатывается при использовании вторичного сырья в утилизирующем агрегате. Надо отметить, что коэффициент генерации отличается от выходной энергии величиной теплопотерь в рабочей установке.
- Эксплуатационный коэффициент – это величина, через отношение определяющая разницу между планируемым выходом энергии и фактически полученным объемом выработки.
Как распределяются виды энергии в каждой системе
Различные виды энергии используются в жилых и коммерческих зданиях, на транспорте, в промышленности и электроэнергетике. Электроэнергетическая система является крупнейшим потребителем первичной и используется для выработки электроэнергии. Почти вся электроэнергия используется в зданиях и промышленности. Общее количество электроэнергетической системы, используемой в жилых и коммерческих зданиях, промышленности и транспорте огромное.
Почти все ядерное топливо используется в электроэнергетической системе для выработки электроэнергии. Её доля в России составляет 18% от первичной энергии. Во Франции – 75%, Венгрии – 52% , Украине – 56%. В среднем в мире порядка 10%.
Смесь первичных источников широко варьируется в различных системах спроса. Энергетическая политика, призванная повлиять на использование конкретного основного источника с целью повлиять на окружающую среду, экономическую или энергетическую безопасность сосредоточивается на системах, которые являются основными пользователями этого типа энергии. Например, 71% нефти используется в транспортной системе, где она потребляет 92% от общего объема первичного энергопотребления.
Политика по сокращению потребления нефти чаще всего относится к транспортной системе. Эта политика обычно стремится увеличить эффективность автомобильного топлива или поощрять развитие альтернативных видов топлива.
Около 91% угля и только 1% из нефти, используется для выработки электроэнергии, что выявляет стратегию, влияющую на выработку электроэнергии, и имеет гораздо большее значение на использование угля, чем использование нефти.
Некоторые первичные виды энергии, такие как ядерная и угольная, полностью или преимущественно используются для добычи электричества. Другие, такие как природный газ и возобновляемые источники, более равномерно распределены по системам. Аналогичным образом сейчас транспорт почти полностью зависит от одного вида топлива (нефтяного).
Однако электроэнергетика с внедрением новых технологий больше использует различные источники энергии для выработки электричества. Например, идут практические реализации для получения электричества из биомассы.
Изменяется ли потребление топлива с течением времени
Источники потребляемой энергии с течением времени меняются, но изменения происходят медленно. Например, уголь когда-то широко использовался в качестве топлива для отопления домов и коммерческих зданий, однако конкретное использование угля для этих целей сократилось за последние полвека.
Хотя доля возобновляемого топлива от общего потребления первичной энергии еще относительно невелика, его использование растет во всех отраслях. Кроме того, использование природного газа в электроэнергетике возросло в последние годы из-за низких цен на природный газ, в то время как использование угля в этой системе сократилось.