Тема 3.5. Экологическая эффективность различных способов получения электрической энергии
Энергетический ресурс – материальный объект, в котором сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком, носитель энергии.
Первичный энергоресурс – энергоресурс, который не подвергался какой-либо переработке непосредственно находящиеся в природе (солнечная энергия, ветер, месторождения нефти и газа и т.д.).
Вторичный энергоресурс – энергоресурс, полученный после преобразования первичного энергоресурса на специальных установках, а также полученный в результате недоиспользования энергии в технологическом процессе или в виде побочного продукта основного производства (электроэнергия, горячая вода, газ в трубопроводе).
Классификация первичных энергоресурсов:
1. по способу использования:
2. по признаку сохранения запасов:
3. по месту нахождения в литосфере:
— ископаемые (в недрах),
— неископаемые (на поверхности литосферы)
4. по признакам природопользования:
— участвующие в круговороте веществ и превращения энергии (солнечная, космическая),
— детонированные (занесенные), (ископаемые), находящиеся в недрах, (уголь, торф), ядерное топливо,
— искусственно активированные (вещества, участвующие в химических реакциях).
5. по влиянию на энергию биосферы:
6. по экономической классификации:
— валовый ресурс – суммарная энергия энергоресурса,
— технический ресурс – энергия, которая может быть получена из энергоресурса при существующем уровне развития техники,
— экономический ресурс – энергия, получение которой выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы, рабочую силу. Иногда ресурс дешевле купить, чем добыть.
Классификация вторичных энергоресурсов (ВЭР):
1. по происхождению:
— тепловые – тепло золы, шлаков, газов, воды, пара, твердых тел;
— горючие – горючие газы, отходы, используемые как топливо;
— избыточного давления – газ, вода, пар, находящиеся под давлением или обладающие кинетической энергией.
2. по направлению использования:
— топливные (используются как топливо)
— тепловые (используются как источник тепла или как теплоноситель)
— силовые (используются в виде механической или электрической энергии)
— комбинированные (используются как механическая энергия и тепло).
3. по степени концентрации энергии:
— высокопотенциальные (высокотемпературные, Т=400÷1000 С),
— среднепотенциальные (газы, вода, пар, отходы производства с температурой выше 120 С),
— низкопотенциальные (выбросы воздуха из вентиляции, бытовые стоки, вода из систем отопления).
В большинстве промышленно развитых стран незадействованным на сегодня остался лишь незначительный по объёму гидроэнергетический потенциал.
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 следующем, 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.
Энергия ветра в больших масштабах оказалась ненадёжной, неэкономичной и, главное, неспособной давать электроэнергию в нужных количествах.
Строительство ветряных установок усложняется необходимостью изготовления лопастей турбины больших размеров.
Так, по проекту ФРГ установка мощностью 2-3 МВт должна иметь диаметр ветрового колеса 100м, причём она производит такой шум, что возникает необходимость отключения её в ночное время.
В штате Огайо была построена крупнейшая в мире ветросиловая установка 10МВт. Проработав несколько суток, была продана на слом по цене 10дол. За тонну. В радиусе нескольких километров жить стало невозможно из-за инфразвука, совпадающего с альфа-ритмом головного мозга, что вызывает психические заболевания.
К серьёзным негативным последствиям использование энергии ветра можно отнести помехи для воздушного сообщения и для распространения радио-и телеволн, нарушения путей миграции птиц, климатические изменения вследствие нарушения естественной циркуляции воздушных потоков.
Солнечная энергия. Техническое использование солнечной энергии осуществляется в нескольких формах: применение низко – и высокотемпературного оборудования, прямое преобразование солнечной энергии в электрическую на фотоэлектрическом оборудовании.
Принципиальными особенностями солнечного излучения являются огромные потенциальные ресурсы (в 4000 раз превышает прогнозируемые энергопотребности человечества в 2020 году) и низкая интенсивность.
Одним из наиболее важных препятствий является низкая интенсивность солнечного излучения, что проблему необходимости концентрирования солнечной энергии в сотни раз ещё до того, как она превратится в тепло. Практическая реализация концентрации солнечной энергии требует отчуждения огромных земельных площадей.
Отрицательными экологическими последствиями использования геотермальной энергии подземных источников горячей воды является возможность пробуждения сейсмической активности в районе электростанции, опасность локального оседания грунтов, эмиссия отравляющих газов (пары ртути, сероводорода, аммиака, двуокиси и окиси углерода, метана ), которые представляют опасность для человека, животных и растений.
ИТОГ: Ресурсы таких источников, как гидроэнергетика, энергия ветра, морских волн и приливов, недостаточны. Солнечная энергетика и энергия геотермальная с теоретически неограниченными ресурсами характеризуются чрезвычайно низкой интенсивностью поступающей энергии. С использованием новых видов энергии возникает и новый тип экологических последствий, которые могут привести к изменению природных условий в глобальных масштабах и которые пока в полной мере трудно представить.
Тепловые электрические станции (ТЭС), тепловые электрические централи (ТЭЦ). Комбинированное производство тепла и электрической энергии снижает объемы выбросов SO2, NOx, CO2 в атмосферу (SO2 со 100% до 5%, NOx со 100 до 90%, CO2 со 100 до 50%).
Осуществляется сброс теплой воды в водоемы, тепла в атмосферу, линии электропередач загрязняют биосферу электромагнитным излучением.
При сгорании топлива выбрасывается пыль, содержащая тяжелые металлы. Добыча топлива, его доставка, хранение, аварии при транспортировке и хранении приводят к значительному экологическому ущербу.
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.
Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины.
Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2,5 раза превосходит расходы на возведение ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной электростанции оказался экономически оправданным.
С точки зрения экологии ПЭС имеют бесспорное преимущество перед тепловыми электростанциями, сжигающими нефть и каменный уголь.
Солнечные космические электростанции.
Получать и использовать «чистую» солнечную энергию на поверхности Земли мешает атмосфера, поэтому появляются проекты размещения солнечных электростанций в космосе, на околоземной орбите. У таких станций есть несколько достоинств: невесомость позволяет создать многокилометровые конструкции, которые необходимы для получения энергии; преобразование одного вида энергии в другой неизбежно сопровождается выделением тепла, и сброс его в космос позволит предотвратить опасное перегревание земной атмосферы.
Тема 3.6. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является важнейшей структурной составляющей национальной экономики, которая обеспечивает функционирование всех ее звеньев и повышение уровня жизни населения.
Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь включает системы добычи, транспорта, хранения, производства и распределения основных видов энергоносителей: природного газа, нефти и продуктов ее переработки, твердых видов топлива, электрической и тепловой энергии.
- Предприятия по добычи, переработки и хранению энергоресурсов (производственные системы топливоснабжения).
- Электроэнергетика.
- Потребители.
Структура производства и потребления энергоресурсов.
Самообеспечение РБ энергоресурсами находится на уровне 17 %, для сравнения, Швеция – 63%, Германия — 45%, Дания – 59% (в 1990 году этот показатель для РБ равнялся 10%).
Топливная промышленность РБ представлена предприятиями по добыче и переработке нефти, торфа, деревообрабатывающей промышленности (отходы).
Основные направления энергетической политики РБ до 2010 года.
Перед республикой стоят следующие проблемы:
1. критическое финансовое положение отраслей ТЭК, дефицит инвестиций в ТЭК.
2. высокая энергоемкость ВВП, что приводит к высоким ценам на продукцию.
3. повышение надежности обеспечения РБ топливом
4. отсутствие современной нормативно-законодательной базы отраслей ТЭК.
5. неразвитая производственная база по выпуску запасных частей и комплектующих энергетического оборудования.
Начиная с 1992 г. в РБ проводилась работа по выполнению
«Энергетической программы РБ на период до 2010 года» и «Основных направлений энергетической политики РБ на 2001-2005 гг. и на период до 2015 года».
Были реализованы следующие намеченные планы:
1. обеспечена потребность РБ в топливе и энергии,
2. энергоемкость ВВП в 1999 г. сократилось по сравнению с 1995 на 22.4%
3. снижена экологическая нагрузка ТЭК на окружающую среду.
4. сформирована нормативно-правовая база для реализации энергосберегающей политики.
5. проводится работа по структурной перестройке ТЭК
Требуют решения следующие задачи:
1. Приток инвестиций в ТЭК оказался в 2 раза ниже плана.
2. Ниже ожидаемого оказались финансовые и объемные показатели работы ТЭК.
3. Имеется значительная задолженность предприятий и населения РБ по оплате за энергоносители.
К 2010 г. установленная мощность энергоисточников РБ должна возрасти до 9000 МВт (сегодня 7820 МВт).
Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь
Нефтяная промышленность включает нефтедобывающую и нефтеперерабатывающую промышленность.
Нефтедобывающая промышленность специализирована на добыче нефти и первичной подготовке ее для транспортировки и переработки. В настоящее время разведано 65 месторождений нефти, 39 из них разрабатываются. Нефть в них залегает в средних и малых месторождениях площадью от 50 до 1-2 км2. Дебит скважин небольшой, основной способ добычи – насосный. Более крупные месторождения выработаны, и годовой объем добычи упадёт до 1,8 млн т. Прогнозируются следующие объемы нефтедобычи: 2010 г — 1,5, 2015 г. — 1,3, 2020 г — 1-1,2 млн. т. Для покрытия затрат на капитальный ремонт, проведение геологоразведочных и буровых работ, закупку нефтепромыслового оборудования часть добываемой нефти намечается направлять на экспорт.
Нефтеперерабатывающая промышленность обеспечивает потребности страны в моторном и котельно-печном топливе, маслах, продуктах для нефтехимического производства. Суммарная мощность двух нефтеперерабатывающих предприятий составляет около 40 млн т в год в пересчете на сырую нефть. Крупнейшим в Европе является Новополоцкий НПЗ (ПО «Нафтан»), установленная мощность которого достигает 25 млн. т в год, завод выпускает более 75 наименований продукции. Поставки сырой нефти на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) осуществляются из России с использованием системы магистральных нефтепроводов «Дружба». Мозырский НПЗ перерабатывает белорусскую нефть. Трубопроводный транспорт используется и для перекачки нефтепродуктов (дизельного топлива и бензина) по территории Беларуси и на экспорт.
Газовая промышленность осуществляет добычу попутного газа, транспортировку, переработку природного и попутного газа, его использование.
Газификация, т.е. применение горючих газов в народном хозяйстве и для бытовых нужд, началась в 1960 г. после завершения строительства магистрального газопровода Дашава (Украина) – Ивацевичи – Минск и ответвления на Гомель от газопровода Дашава – Киев – Москва. Новый этап в развитии газификации связан с вводом в действие (1974 г.) мощной газотранспортной системы Торжок — Минск — Ивацевичи (три нити газопроводов). В Беларусь стал поступать природный газ из России, от крупных месторождений Западной Сибири и Республики Коми.
Потребление природного газа национальной экономикой возрастает: 1965 г. — 2,2 млрд м3, 1970 г. — 3,1, 1975 г. — 3,5, 1980 г. — 14,8, 1995 г. — 13,5, 2003 г. — 18,1 млрд м3.
Для покрытия сезонной неравномерности в потреблении газа создается система подземных хранилищ. Мощности первого Осиповичского подземного газохранилища (360 млн м3) оказались недостаточными, ведется строительство Прибугского, с выходом которого на проектную мощность (1,35 млрд м3) объем хранения природного газа в Беларуси достигнет примерно 10 % годового газопотребления. В то же время сезонная неравномерность составляет около 15 % годового газопотребления, поэтому ведутся работы по подготовке перспективной геологической структуры для создания подземного газохранилища в районе Светлогорска (Василевичи Гомельской области).
Торфяная промышленность производит добычу торфа на топливо, для сельского хозяйства, химической переработки, занимается производством торфобрикетов.
В настоящее время торфяная промышленность представлена 37 предприятиями, на которых ведется добыча и переработка торфа, он используется прежде всего в коммунально-бытовом секторе. Основными видами продукции являются: торфяные брикеты, торф кусковой и сфагновый. Эксплуатационные запасы торфа на сырьевых базах предприятий составляют 142,5 млн т, в том числе торфа, пригодного для брикетирования – 100 млн т.
Электроэнергетика осуществляет выработку, передачу и распределение электрической и тепловой энергии. На ее долю приходится 7,3 % валовой продукции промышленности, 15,9 % основных промышленно-производственных фондов.
Современная электроэнергетика Беларуси представляет собой постоянно развивающийся высокоавтоматизированный комплекс, объединенный общим режимом работы и единым централизованным диспетчерским управлением. Производственный потенциал белорусской энергосистемы представлен 22 крупными электростанциями, 25 районными котельными, включает почти 7 тыс. км системообразующих и около 250 тыс. км распределительных линий электропередач высокого напряжения и более 2 тыс. км тепловых сетей. Установленная мощность электростанций составила 7,2 млн кВт. Основу электроэнергетики Беларуси составляют тепловые электростанции, они вырабатывают 99,9 % всей электроэнергии. Среди тепловых электростанций различают конденсационные (ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Их доля в общей установленной мощности составляет соответственно 43,7 % и 56,3 %.
Самая крупная электростанция Беларуси – Лукомльская ГРЭС, мощностью 2560 МВт, вырабатывает более 40 % всей электроэнергии, используя природный газ и топочный мазут. К числу крупнейших электрических станций следует отнести Березовскую ГРЭС (установленная мощность — 930 МВт).
Среди теплоэлектроцентралей установленной мощностью по выработке электрической энергии выделяются: Минские ТЭЦ-4 (1030 МВт), ГЭЦ-3 (420 МВт). ТЭЦ-5 (330 МВт). Гомельская ТЭЦ-2 (540 МВт), Могилевская ТЭЦ-2 (345 МВт), Новополоцкая ТЭЦ (505 МВт), Светлогорская ТЭЦ (260 МВт). Мозырская ТЭЦ (195 МВт), Бобруйская ТЭЦ-2 (180 МВт). Теплоэлектроцентрали и районные котельные вырабатывают около 60 % тепловой энергии. Действуют также несколько тысяч малых энергоустановок, которые имеют низкие технико-экономические характеристики, негативно воздействуют па окружающую среду, забирают значительное количество трудовых ресурсов.
В различные периоды на территории Беларуси было построено более 20 гидроэлектростанций небольшой мощности. Сейчас работают 11 станций, наиболее крупные – Осиповичская (2,2тыс. кВт) нар. Свислочьская и Чигиринская (1,5тыс. кВт) пар. Друть.
РАЗДЕЛ 4. Экологическая и энергетическая характеристика производства.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
