Одной из наиболее актуальных проблем социально-экономического развития регионов Российской Федерации является выработка и реализация органами государственной власти субъектов Российской Федерации политики в сфере энергообеспечения и энергосбережения. Ускоренное развитие экономики, экономический рост и улучшение качества жизни населения требуют все более значительных затрат топливно-энергетических ресурсов. Рост спроса на энергию и энергоносители внутри страны сталкивается с ограничениями, связанными с невозможностью адекватного роста предложения и угрозой дефицита энергии. Все более актуальным становится вопрос о необходимости опережающего развития энергетической инфраструктуры. При этом все понимают, что развитие энергетики должно происходить на новой, современной технической, технологической и организационной основе.
В стране существует достаточное количество примеров использования отечественных электроэнергетических установок средней и малой мощности в основном военного назначения и создания на их базе локальных систем энергоснабжения закрытых (изолированных) по оборонным соображениям или природно-географическим условиям территорий или объектов. Но для нормального развития электроэнергетики регионального уровня, развития, базирующегося на действии рыночных механизмов, этого недостаточно. Отсутствует соответствующая нормативно-правовая база, ограничены технические и топливные возможности объектов средней и малой электроэнергетики, не проработаны механизмы их интеграции в существующую единую энергосистему, инвестиционные схемы финансирования.
В регионах — лидерах экономического развития страны, а это, прежде всего Москва и Московская область, Санкт-Петербург, нефтегазодобывающие регионы, отмечается опережающий спрос на электричество. В этих условиях возникает угроза дефицита энергии, предлагаемой на рынке по ценам, которые способны оплатить предприятия, расположенные в других регионах страны. В результате, до момента насыщения рынка, то есть до появления на нем достаточного количества предложения энергии, многие регионы страны могут столкнуться с дефицитом электрической энергии. Особенностью отрасли является то обстоятельство, что насыщение рынка произойдет только после завершения строительства и ввода в эксплуатацию новых энергетических мощностей. Грядущий возможный дефицит энергии делает все более актуальным задачу обеспечения энергетической безопасности региона. Ключевым вопросом при этом является вопрос о том, какой вид топлива может быть использован для увеличения производства электрической и тепловой энергии и решения проблемы энергетической безопасности. Для решения вопросов энергообеспечения необходимо предпринимать шаги по использованию местных и альтернативных видов топливно-энергетических ресурсов. В большинстве регионов, это, прежде всего, торф, древесные отходы, энергия ветра, тепла Земли, а также использование возможностей гидроэнергетики.
Особенности развития стран Африки и Азии во второй половине ХХ века
... вывоз в эти регионы экологически вредных производств из развитых стран. Внешний долг - одна из самых острых проблем для стран Азии и Африки. Во второй половине 1980-х годов он составлял ... между предложенными лозунгами и реальностью. Среди стран Азии и Африки были и те, что выбирали не один из двух предложенных европейским миром, а собственный («третий», «четвёртый») путь развития. Один из ...
1. Энергетические ресурсы
Россия обладает мощной энергетической системой и богатыми энергетическими ресурсами. К ним относятся:
топливные ресурсы
энергия рек
ядерная энергия
Ископаемое топливо — это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф — топливо, образующиеся по мере накопления и разложения животных и растений. Ископаемые виды топлива являются исчерпаемым невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.
На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.
Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам двуокиси углерода (CO2) — парникового газа, который приносит наибольший вклад в глобальное потепление. Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20 раз сильнее, чем у молекулы CO2, поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.
Энергия рек используется с помощью гидроэлектростанций (ГЭС) — электростанций, в качестве источника энергии использующих энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа. Энергия рек (гидроэнергия) используются в меньшей степени, чем топливная.
Особенности:
себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.
генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии — возобновляемый источник энергии — значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций — строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое — часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей — водохранилища часто занимают значительные территории — плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.
Энергия в химическом производстве и массообменные процессы в аппаратах
... 2.2 Использование энергии в химической промышленности Химическое производство принадлежит к числу наиболее энергоемких. Так, если в продукции всей промышленности доля затрат на энергию составляет 2,5%, то в продукции нефтехимической и химической отраслей она достигает 8,9%. Химическая отрасль промышленности, ...
Ядерная энергетика — это отрасль энергетики, занимающаяся получением и использованием ядерной энергии (ранее использовался термин Атомная энергетика).
Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер урана-235 или плутония. Хотя в любой области энергетики первичным источником является ядерная энергия (например, энергия солнечных ядерных реакций в гидроэлектростанциях и электростанциях, работающих на органическом топливе, энергия радиоактивного распада в геотермальных электростанциях), к ядерной энергетике относится лишь использование управляемых реакций в ядерных реакторах.
Ядерная энергия производится в атомных электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных лодках. Но она остается предметом острых дебатов. Сторонники и противники ядерной энергетики резко расходятся в оценках её безопасности, надежности и экономической эффективности. Широко распространено мнение о возможной утечке ядерного топлива из сферы производства электроэнергии и его использовании для производства ядерного оружия.
Кроме основных источников энергии существуют так же альтернативные. Эти источники распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. К ним относятся:
солнечная энергия,
энергия ветра,
биотопливо,
энергия геотермальных вод,
энергия приливов и отливов.
Солнечная энергетика — непосредственное использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.
Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения:
получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.
преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин — паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны.
гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах).
термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор) — солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием).
Солнечная энергия широко используется как для нагрева воды, так и для производства электроэнергии. Фотоэлектрические элементы могут устанавливаться на различных транспортных средствах: лодках, электромобилях и гибридных автомобилях, самолётах, дирижаблях и т.д.
Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности нагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС).
Альтернативные источники энергии и возможности их применения в России
... освоить такие несметные запасы энергии. Геотермальная энергия по времени использования — наиболее старый источник альтернативной энергии. В 1994 г. ... ядерного топлива вообще, закрыть все атомные электростанции и возвратится к производству электроэнергии на ... солнечная энергия . Несмотря на такой большой потенциал в новой энергетической программе России вклад возобновляемых источников энергии на ...
Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать.
В сентябре 2007 года в Якутии была запущена ветровая электроустановка мощностью в 250 кВт.
Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).
Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Сторонники говорят, что биотоплива меньше загрязняют атмосферу, а противники возражают, что при сгорании биотоплив выделяются те же продукты, что и при сжигании ископаемых топлив.
Геотермальная энергетика — производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, возобновляемым энергетическим ресурсам.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100°C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Энергетическое обследование предприятия — первый шаг на ...
... обследование (энергоаудит). Про энергоаудит много пишут и говорят, гораздо меньше его делают. Официальному энергосбережению в России уже более ... получения информации для объективной оценки потребления энергии как в натуральном, так и в стоимостном ... эффект в 30-40 рублей и более. Методическое обеспечение. Задачу можно считать решенной, если известен алгоритм и метод ее решения. Основой энергоаудита ...
Основными достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.
Как пример — на Камчатке успешно работают две геотермальные электростанции. Их строительство было обусловлено тем, что Камчатка — вулканическая зона. В таких зонах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, часто выходя на поверхность в виде гейзеров. Геотермальными называются воды, выделяющиеся из недр Земли с температурой выше 20°C. Из-за активной вулканической деятельности строить атомные электростанции на Камчатке опасно. А реки полуострова не обладают большим энергопотенциалом. Строительство геотермальных электростанций позволило решить энергетическую проблему полуострова и снизить затраты на электроэнергию.
Использование энергии приливов и отливов реализуется с помощью приливных электростанций (ПЭС).
Приливная электростанция — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Электростанциями этого типа являются особым видом гидроэлектростанции. Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов).
В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.
Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.
Первая приливная электростанция в России начала работать в 1968 г. в Кислой губе на Белом море. Мощность электростанции 400кВт. Сейчас разрабатываются проекты строительства приливных электростанций в Белом и Охотском морях.
2. Энергосбережение
Энергосбережение — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии (источник определения (с небольшими изменениями).
Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.
В настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в сфере ЖКХ. Препятствием к его осуществлению является сдерживание роста тарифов для населения на отдельные виды ресурсов (электроэнергия, газ), отсутствие средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, а также отсутствие массовой бытовой культуры энергосбережения. Актуальным так же является обеспечение энергосбережения в АПК.
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов
... экономии минеральных топливно-энергетических ресурсов имеются при использовании энергетических ресурсов. Так, на стадии обогащения и преобразования энергоресурсов теряется до 3% энергии. В настоящее время почти вся электроэнергия ... возможность рационального использования энергетических ресурсов. Эффективность энергосбережения на промышленных ... 1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не ...
Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:
- экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);
- эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);
- эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок, минимизация инвестиций в расширение сети);
- экологические эффекты;
— связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы — технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у граждан).
В результате проведенных исследований выяснилось, что только за счет экономии количество потребляемой энергии можно сократить на 40%, т.е. в России впустую тратится почти половина потребляемой энергии. Потенциал энергосбережения в нашей стране сравним по масштабам с объемом всех экспортируемых нефтепродуктов.
Из-за низкой энергоэффективности, низкого КПД установок, утечки происходят в самом топливно-энергетическом комплексе, по причине износа оборудования — в промышленности, в ЖКХ. На сектор ЖКХ приходится почти одна треть всех потерь (110 млн. т. топлива).
Также очень значительное количество потерь энергии в ЖКХ происходит из-за пренебрежительного отношения к энергии потребителей. Через окна и двери зданий происходит до 70% теплопотерь. Также тепло теряется и через неутепленные окна. В результате энергоэффективность ЖКХ в России в 5 раз ниже, чем в Швеции. Зачастую мы сами не выключаем свет, из-за чего в городах остаются работать сотни тысяч световых приборов. Всего лишь за один день набегает десятки и сотни тонн напрасно потраченного топлива. Такая же ситуация образуется и из-за незакрытых кранов в системе водоснабжения.
Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу является увеличение эффективности использования энергии. В самом деле, современная энергетика, основанная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (нефть, газ, уголь), оказывает наиболее массивное воздействие на окружающую среду. Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии — все это весьма пагубно отражается на экологическом балансе планеты. Наконец, именно «ископаемая» энергетика ответственна за проблему изменения климата, связанную с увеличением концентрации парниковых газов. То есть вопрос повышения энергоэффективности экономики сейчас является одним из самых животрепещущих для всех стран без исключения, даже для богатой природными ресурсами России.
Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. После энергетического кризиса 70-х годов XX века именно они стали приоритетными в развитии экономики Западной Европы, а после начала рыночных реформ — и в нашей стране. При этом их внедрение, помимо очевидных экологических плюсов, несет вполне реальные выгоды — уменьшение расходов, связанных с энергетическими затратами.
«Экология» НЕТРАДИЦИОННЫЕ (АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ) ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ...
... странами энергия составляет 0,1% в отношении возможных для использования запасов угля, природного газа и нефти, вместе взятых. Но ведь потребление всех видов энергетических ресурсов быстро ... неисчерпаемые источники энергии. Океаны, помимо механической энергии волн и приливов, содержат также потенциальную энергию в виде тепла. Преобразование солнечного излучения в электроэнергию происходит за ...
Энергосбережение сейчас становится одним из приоритетов политики любой компании, работающей в сфере производства или сервиса. По данным специалистов, доля энергозатрат в себестоимости продукции в России достигает 30-40%, что значительно выше, чем, например, в западноевропейских странах. Одной из основных причин такого положения являются устаревшие энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. Очевидно, что снижение таких издержек позволяет повысить конкурентоспособность бизнеса.
В России до 75% всей потребляемой электроэнергии на производствах используется для приведения в действие всевозможных электроприводов. Как правило, на большинстве отечественных предприятий установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15-20% общего времени его работы. В результате электродвигателям с постоянной скоростью вращения требуется значительно больше энергии, чем это необходимо.
По данным европейских экспертов, стоимость электроэнергии, потребляемой ежегодно средним двигателем в промышленности, почти в 5 раз превосходит его собственную стоимость. В связи с этим очевидна необходимость оптимизации оборудования с использованием электроприводов. Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой, — конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Кроме снижения расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотно-регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса работы электротехнического и механического оборудования, что становится дополнительным плюсом. 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, где нерациональный расход электроэнергии связан с наличием морально и физически устаревшего оборудования
Существуют и другие пути рациональнее использовать электроэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен. 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. Разумеется, такие системы освещения были бы не полными без использования энергосберегающих ламп. Их можно разделить на две группы по сферам использования: мощные энергосберегающие лампы больших размеров, предназначенные для освещения офисов, торговых площадок, кафе, и компактные лампы со стандартными цоколями для использования в квартирах. Экономия электроэнергии с применением таких ламп достигает 80%.
Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач: сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и, с чего мы начинали нашу статью, уменьшить нагрузку на окружающую среду. Поэтому не приходится сомневаться, что их широкое внедрение — это только вопрос времени: настал момент, когда мы должны расплатиться с природой по кредиту.
Использование энергии ветра
... главное направление в использовании энергии ветра -- выработка электроэнергии, хотя не отказались и от перекачки воды, и от использования парусов на судах. Новый подход к реализации энергии ветра в форме электроэнергии заставил многие ...
Заключение
Проблема энергообеспечения с каждым годом становится всё острее. Потребности человека постоянно растут, а так же увеличивается само население. Исчерпаемые ресурсы рано или поздно закончатся, а использование альтернативных источников и применение энергосберегающих технологий еще недостаточно хорошо налажено. В таких условиях перед человечеством встала задача подлинно исторического значения — перейти к использованию надежных, полностью безопасных для жизни человека и окружающей его природы источников энергии, ее разумному расходованию, устойчивому, экономически эффективному энергообеспечению.
Среди путей решения проблемы энергообеспечения можно назвать следующие:
- развитие самой системы энергообеспечения, снижение энергоемкости производства (это наблюдается в ряде развитых стран, особенно в США);
- интернационализация мировой энергетики;
- переход на возобновляемые источники энергии — солнечной, ветра, океанической, гидроэнергии (в отличие от невозобновляемые источников, которые будут исчерпаны в обозримом будущем, они безвредны и беспредельны).
Решение этого ряда проблем может быть только комплексным и интернациональным.
Энергетическая безопасность — это состояние защищенности страны, ее граждан, общества, государства, экономики от угроз надежному топливо- и энергообеспечению. Эти угрозы определяются как внешними факторами, так и собственно состоянием и функционированием энергетического сектора страны.
