Энергосбережение и нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

К числу этой продукции относятся термодинамически идеальные и технически осуществимые модели теплотехнологических комплексов, на основе характеристик которых выявляются как принципиальные, таки практически реализуемые резервы энергосбережения, и одновременно выявляются энергосберегающие мероприятия.

 В настоящее время имеются  достаточные научно–методические,  энергетические и теплотехнические  предпосылки для разработки концепции  интенсивного энергосбережения  применительно к отраслевым теплотехнологическим  системам и комплексам.

 

Энергосбережение в  сельском хозяйстве

 

В начале 90-х годов энергопотребление в сельском хозяйстве по сравнению с 80-тыми возросло на 50% и составило 167 ТВт*ч. Из этого количества на производственные нужды было израсходовано 74%. Темпы роста энергопотребления в сельском хозяйстве примерно вдвое выше общих темпов энергопотребления. Около половины экономии энергии предполается обеспечить в результате внедрения энергосберегающих машин, технологических процессов и оборудования, около десятой части- за счет повышения уровня использования вторичных энергетических ресурсов.

Большие возможности по экономии энергоресурсов в сельском хозяйстве должны быть реализованы за счет малокапиталоемких организационно-технических мероприятий.

Основными направлениями повышения эффективности использования энергетических ресурсов в сельском хозяйстве являются:

– совершенствование сельскохозяйственной техники;

– разработка и внедрение энеросберегающих технологий в растениеводстве;

– совершенствование технологии сушки зерна и кормов, методов применения минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов;

– разработка и внедрение систем использования отходов растениеводства и животноводства в энергетических целях, а также для производства удобрений и кормовых добавок;

– использование теплоты вентиляционных выбросов животноводческих помещений для подогрева воды и отопления помещений для молодняка) с применением пластинчатых рекуператоров).

В Казахстане более половины общего объема электроэнергии 40% тепловой энергии вырабатывают предприятия Павлодарский и Карагандинской областей. Себестоимость выработки 1 кВт ч электроэнергии составляет 1,5 тенге.

В энергобалансе республики около  трети энергоресурсов приходится на социальную инфраструктуру. Сложное хозяйство городов ориентировано на использование коммунальной системы, расчетные сроки эксплуатации близки к предельному износу. На первом этапе реконструкции тепловых сетей предполагается повысить эффективность действующих тепловых котельных за счет перевода их работы в режим мини-ТЭС мощностью от 500 до 2000 кВт. Второе направление комбинированной выработки тепловой и электрической энергии – применение мини ТЭС для автономного энергоснабжения потребителей. Потенциальные ресурсы использования НВИЭ в Казахстане значительны. Технически возможно использовать следующие виды возобновляемых источников энергии:

– солнечную энергию для теплоснабжения – 20 млн. Гкал;

– энергию ветра – 18 млрд. кВт  ч;

– гидроресурсы малых рек и водохранилищ – 7 млрд. кВт ч;

–биоресурсы – 10 млн.т.у.т.;

– термальные воды – 1 млн.т.у.т.

Объективной закономерностью общественного  развития является систематический рост энерговооруженности труда. При этом научно-технический прогресс во многих своих проявлениях направлен на повышение энергетической эффективности общественного производства, т.е. на энергосбережение. Энергосбережение следует рассматривать в двух аспектах. Первый из них состоит в снижении физического объема топлива и энергии, расходуемой на единицу выпускаемой продукции или национального дохода, т.е. в экономии органического и ядерного топлива, электрической и тепловой энергии. Второй из аспектов энергосбережения включает мероприятия, реализация которых в области энергетического хозяйства обеспечивает достижение экономического эффекта за счет совершенствования структуры самого энергетического производства и энергетического баланса, а также замещения энергией трудовых ресурсов или дорогих и дефицитных материалов. Энергосберегающая политика как средство повышения общей эффективности народного хозяйства включает и основные мероприятия по замещению дорогих и истощающих видов энергоресурсов более эффективными и крупномасштабными. Энергосберегающая политика охватывает весь комплекс мер по совершенствованию энергопотребления, как и части сокращения энергоемкостью. Так и в отношении структуры энергопотребления.

Главными задачами политики энергосбережения Казахстана являются:

– разработка рыночных механизмов управления процессом энергосбережения, способствующих стабилизации и снижению уровня потребления энергии;

– формирование комплекса правовых и законодательных актов Республики Казахстан, направленных на стимулирование энергосбережения;

– ускорение внедрения приборов и устройств учета и регулирования количества потребляемой энергии;

– разработка и утверждение энергетических характеристик технологических процессов, установление специальных норм и стандартов на энергетические показатели бытовой техники, зданий и сооружений;

– организация информационно рекламного обслуживания по научно техническому проектированию и образовательных программ населения;

– разработка и использование гибких цен и тарифов на энергоносители;

– разработка и создание демонстрационных энергоэффективных проектов, моделей, установок;

– создание структурных органов управления процессом энергосбережения;

– определение темпов и сроков снижения энергоемкости на уровне отраслей, объединений, предприятий, цехов, участков;

– образование специальных внебюджетных фонда «Энергосбережение».

 

2 Лекция №2. Аргументы и стимулы использования неисчерпаемых и возобновляемых источников энергии

 

Содержание лекции:

Энергетика, основанная на использовании нетрадиционных и возобновляемых ресурсов – средство повышения  благосостояния населения и сохранения окружающей среды.

Цели лекции:

- показать основные причины  возникновения экологических и социальных  проблем, связанных с энергетикой и определить пути их преодоления, выработать у студентов стремление к бережному расходованию энергии, вовлечению в энергобаланс неисчерпаемых и возобновляемых энергетических ресурсов для устойчивого развития  государств и территорий.

Есть живая энергия, которая  дана каждому и всем поровну: Ветер, Солнце, тепло Земли, бегущая вода.

Нам представляет Природа то, чем  можно пользоваться, не нарушая её равновесия,   не  вредя  всему  Живому.

Неуклонное увеличение населения Земли и рост его потребностей в энергии ведет к возникновению глобальных противоречий человека со средой обитания. Получение требуемых видов энергии – электричества и движения транспортных средств сейчас идет в основном по тепловому пути сжигания миллиардов тонн угля, нефти, природного и попутного газа, других видов топлива в кислороде воздуха. Коэффициент полезного использования тепловой энергии редко превышает 30%. Остальная часть – 70% - это миллиарды калорий тепла – рассеивается в окружающем пространстве и должна уходить в космос для поддержания теплового баланса поверхности Земли. Одновременно образуется огромное количество вредных газов и Природа не в состоянии их нейтрализовать. Возникает так называемый  «парниковый эффект», обуславливающий прозрачность атмосферы для излучения Солнца, поступающего на Землю и запирание инфракрасного излучения, образующегося на поверхности Земли. Парниковый эффект повышает среднюю температуру планеты и приводит к разбалансировке веками сложившихся  ее климатических условий. Однако человечество не может существовать и развиваться  без электрической и тепловой энергии  и требует неуклонного наращивания их производства. В связи с этим существует несколько стимулов использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.

Первый стимул – обеспечить прирост выработки электроэнергии и предотвратить экологическую катастрофу, сохранить природу для будущих поколений.

Главным направлением  решения  этой задачи является переход энергетических систем на использование экологически чистых энергетических ресурсов – энергии ветра, Солнца, тепла Земли, движущейся воды, которые не дают избыточного повышения энтропии окружающего пространства и эмиссии парниковых газов.

Второй стимул - обеспечение энергией людей, проживающих в  регионах, удалённых от существующих систем  энергоснабжения. По данным ЮНЕСКО миллионы людей  в сельской местности в  мире не имеют доступа  к электричеству и цивилизации. Это создаёт там большие социальные проблемы и ведёт к уходу людей из сельской местности и перенаселению больших городов. В Казахстане около 5000 посёлков и малых поселений оторваны от централизованного электроснабжения.

Основным направлением решения  этой проблемы является создание децентрализованных систем энергоснабжения и источников энергии индивидуального пользования, работающих с использованием энергии ветра, Солнца, движущейся воды  и возобновляемых энергетических ресурсов растительного происхождения – отходов  сельскохозяйственного производства.

Третий стимул развития энергетики на нетрадиционных  и возобновляемых энергетических ресурсах  -  снижение уровня политических интриг и военных акций за владение  традиционными энергетическими ресурсами – нефтью, природным газом, углем. Энергетика – это политика, большая энергетика – очень большая политика. Сегодняшние международные конфликты это в значительной степени войны за энергию. Политическая дестабилизация мира, определяется, как правило, борьбой  за владение запасами нефти и газа.

Стремление государств  к энергетической безопасности и независимости, снижение политической напряжённости в мире может быть достигнуто через широкое использование неисчерпаемых энергоресурсов.

Неисчерпаемые энергетические ресурсы  не являются объектом монопольного  владения и торговли,  они даны всем и каждому поровну. Конкурентная борьба в этой сфере идёт через международный рынок энергетических установок, преобразователей первичной энергии в электрическую.

Развитию Глобальной энергетики без  возникновения политических конфликтов способствуют международные организации – ЮНЕСКО, ПРООН. Стратегию развития энергетики на  неисчерпаемых  и возобновляемых энергетических ресурсах определяют Международные соглашения, Киотский протокол, к выполнению принципов которого подключилось большинство стран мира, в том числе Республика Казахстан. Важное значение имеет «Алматинская Декларация» региональной конференции ЮНЕСКО на уровне министров «Стратегическая роль возобновляемой энергии для устойчивого развития в Центральной Азии» (Алматы, 2006г.).

Общими свойствами и признаками неисчерпаемых энергетических ресурсов являются:

- цикличность, связанная с вращением  Земли и Солнечной активностью;

- зависимость от погодных условий  и прозрачности атмосферы;

- зависимость от геологического  строения Земли, рельефа местности;

- необходимость для энергетических  установок малой и средней  мощности применения накопителей  хаотически поступающей энергии  для использования ее по мере  надобности. Мощные энергоустановки  необходимо  объединять в энергосистемы.

Значительная территория Казахстана и низкая плотность населения в сельской местности обуславливают наличие сельских  линий электропередач большой  протяженности, составляющей около 360 тыс. км. Содержание таких электрических сетей, равно как и значительные потери  электроэнергии  в них при  передаче (25-50%),  в значительной степени повышают стоимость электроэнергии на местах. Экономической альтернативой  для энергоснабжения отдаленных потребителей может служить создание местных электрогенерирующих мощностей, использование  на местах нетрадиционных и возобновляемых источников неисчерпаемой энергии.  

Отдельно стоит вопрос экологии и загрязнения окружающей среды  объектами электроэнергетики, когда 86% энергии производится тепловыми  электростанциями. Концентрация вредных  веществ в дымовых газах угольных электростанций в Казахстане в несколько раз превышает международные стандарты. Выбросы вредных веществ в атмосферу электростанциями составляют более 1 млн. тонн в год, а общий объем загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, включая золу, превышает 11 млн. тонн в год. Угольная энергетика наносит значительный вред природе. По приблизительным оценкам экспертов, стоимость ущерба от  угольной энергетики окружающей среде  и населению превышает стоимость самой электроэнергии.

Республика Казахстан является участником Рамочной Конвенции ООН по изменению климата и  имеет международные обязательства по снижению влияния энергетики на климат планеты. Сокращение выбросов парниковых газов энергетическими установками может быть осуществлено за счет изменения структуры генерирующих мощностей, повышения энергоэффективности при потреблении энергии и увеличения использования возобновляемых источников энергии.

В Республике Казахстан создание и  развитие энергетики, использующей нетрадиционные и возобновляемые источники энергии определено законами РК « Об энергетике» и «Об энергосбережении», «Стратегией развития государства до 2030 года», рядом постановлений правительства.