Основы энергосбережения Поспелова ТГ 2000

Рассмотрим функции субъектов энергетического менеджмента

(органов управления) верхнего уровня (Министерство экономики, Государственный комитет «Белэнергосбережение», концерны «Белэнерго», «Белтопгаз» и т.д.), которые обеспечивают решение задач и результативность менеджмента:

1.Законотворческая и правовая деятельность - определяющее звено энергоменеджмента, регламентирующее все его остальные функции. Правовые основы исполнения функций энергетического менеджмента закреплены Законом «Об энергосбережении». Государственная программа «Энергосбережение» определила на период до 2000 г формы, фактическое содержание механизмов их исполнения.

2.Поиск источников и распределение финансирования. Залог успеха этой функции, с одной стороны, заключается в оптимально обоснованном соотношении источников финансирования и в формировании их наилучшей внутренней структуры за счет экономической политики, с другой стороны - в обоснованном с учетом приоритетов распределении финансирования на задачи программы «Энергосбережение». Среди источников финансирования следует назвать государственный и отраслевые фонды энергосбережения, фонды предприятий, кредиты, лизинг, международные источники.

3.Энергоаудит национальной экономики имеет целью, во-пер- вых, оценку потенциала энергосбережения, его структуры для учета при планировании развития экономики и для разработки энергосберегающей политики, а во-вторых - оценку результатов энергетического менеджмента для ее коррекции.

4.Выработка и координация реализации национальной политики энергосбережения, т. е. концепции, методик и средств для различных уровней, в том числе политики экономической, техничес- кой, социальной, научных изысканий, образования, международ-

ного сотрудничества. Основными механизмами и инструментами экономической политики энергосбережения являются реструктуризация экономики и управления ею, тарифообразование, нормирование и стандарты, стимулирование, налогообложение, льготирование и т.д. К актуальным направлениям технической политики энергосбережения относятся оптимизация структуры генерирующих мощностей, рациональное соотношение централизации и децентрализации энергоснабжения, ком-

4.Дайте краткую характеристику состояния и основных направлений развития энергетики Республики Беларусь.

5.Назовите используемые в Беларуси виды первичных энергоресурсов и способы их преобразования в белорусской энергосистеме.

6.Объясните значение энергосбережения для развития экономики Беларуси.

7.Составьте перечни устройств - потребителей электрической и тепловой энергии у Вас дома (квартира, блок общежития, частный дом, дача и т.п.). Подсчитайте среднее количество потребляемой за один зимний и один летний месяц электрической и тепловой энергии всей семьей и в среднем одним ее членом. Пользуясь существующими тарифами на электрическую и тепловую энергию и значениями дотаций государства на оба вида энергии для бытовых потребителей, определите, во что обходится Вашей семье и государству потребляемая Вами и членами Вашей семьи за месяц электрическая и тепловая энергия.

ЛИТЕРАТУРА

1.Макконнелл К.Р., Брю С.Л. Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В 2 т.: Пер. с англ. - М . : Республика, 1992. - 799 с.

2.Energy in Europe: EUROPEAN ENERGY TO 2020 // A Scenario Approach. - Special Issue. Spring, 1996. - 165 p.

3.Розанов M.H. Электроэнергетические системы и рыночная экономика //Изв. РАН. «Энергетика». - 1992. № 2. С. - 3-6.

4.Поспелова Т.Г., Хассан Ю. Принципиальные положения учета энергосбережения в развитии ЭЭС //Изв. РАН. «Энергетика». -1997. № 1 . - С . 123-130.

5.Кипи Р. Размещение энергетических объектов: Выбор решений. // Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

ГЛАВА 4.

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

в и ды ЭНЕРГИИ. КАЧЕСТВО ЭНЕРГИИ:

законы термодинамики, понятие эксергии и ее концентрации, особенности тепловой и преимущества электрической энергии

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ТЕПЛОВОЙ В МЕХАНИЧЕСКУЮ:

тепловая машина и ее КПД

ВИДЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ГАЗОТУРБИННЫЕ И ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ

ГРАФИКИ НАГРУЗКИ И АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

МЕТОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ:

тепловой, ядерной, световой и химической в электрическую

ТРАНСПОРТ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ:

нефти, нефтепродуктов, газа, угля, электрической и тепловой

ЦЕЛИ

Ознакомившись с данной главой, Вы должны быть в состоянии:

1.Объяснить, в чем заключаются физический смысл энергосбережения, особенности преобразования тепловой энергии в механическую, преимущества электрической энергии.

2.Рассказать о видах электростанций, принципах их работы, сравнить их характеристики. Назвать достоинства газотурбинных и парогазовых установок.

3.Объяснить особенности энергетического производства, значение

графиков нагрузки с точки зрения энергоэффективности. Рассказать о методах и устройствах аккумулирования и прямого преобразования энергии.

4. Дать характеристику способам транспорта и распределения разных видов ЭР.

4.1. ВИДЫ ЭНЕРГИИ. КАЧЕСТВО ЭНЕРГИИ

Виды энергии. Согласно представлениям физической науки, энергия - это способность тела или системы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энергии. Назовем те ее виды, с которыми люди наиболее часто встречаются в своей повседневной жизни: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т. е. обусловлены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетической энергией их беспорядочного движения.

Если энергия - результат изменения состояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия - результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Качество энергии. Более ста лет назад был установлен фундаментальный закон физики - закон сохранения энергии: энергия не мо-

жет быть уничтожена или получена из ничего, она может лишь переходить из одного вида в другой.

Частным случаем закона сохранения энергии является I закон (на-

чало) термодинамики. Он устанавливает взаимную превращаемость всех видов энергии: тенло Q, сообщенное неизолированной системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии DU и совершение ею работы А против внешних сил:

Все процессы в природе подчиняются действию этих законов. С далеких исторических времен развитие цивилизации и технический прогресс сопровождаются быстрым ростом потребления энергии и непосредственно связаны с количеством и качеством используемых энергоресурсов. Понятия количества и качества энергии определяются законами термодинамики.

С понятием «качество энергии» непосредственно связано существо понятия «энергосбережение». С точки зрения I закона термодинамики, «энергосбережение» внутренне противоречиво. Сохранять энергию нет необходимости, это делает природа в соответствии с законом сохранения энергии. Сохранять нужно работоспособность энергии,

или эксергию, которая является мерилом качества - энергетической эффективности каждого вида энергии.

Итак, качество различных видов энергии оценивается эксергией - величиной, определяющей максимальную способность материи к совершению работы в таком процессе, конечное состояние которого определяется условиями термодинамического равновесия с окружающей средой.

Основные различия имеются в этом отношении между электрической и механической энергией, с одной стороны, и тепловой энергией - с другой. Электрическая и механическая энергия в ходе технологических процессов совершают превращения, составляющие основу этих процессов, практически без потерь, т.е. имеют 100%-ную работоспособность. Тепловая энергия характеризуется неупорядоченной формой передачи внутренней энергии. При ее превращении, допустим, в электрическую часть тепла расходуется на упорядочение этого движения и образует потери. Так, для получения, например, 1 кДж тепла достаточно иметь 1 кДж механической или электрической энергии, но для

получения 1 кДж механической или электрической энергии потребуется более 1 кДж тепла. В чем причина таких отличий?

С точки зрения современной науки, тепловая энергия есть не что иное, как сумма энергий мельчайших частиц (атомов, молекул, электронов), находящихся в состоянии неупорядоченного движения. Порядок просто превратить в хаос, что и происходит при превращении электрической или механической энергии в тепловую. Упорядочить хаос гораздо труднее, на это нужно затратить энергию. Вот почему тепловая энергия не всегда, но в любом случае не полностью превращается в другие виды энергии. Указанные отличительные особенности тепловой энергии, условия ее превращения в другие виды энергии определяются II

законом (началом) термодинамики.

Согласно этому закону, процессы, связанные с теплообменом при конечной разности температур, необратимы, т.е. могут протекать самопроизвольно только в одном направлении - от горячих к холодным телам с установлением равновесия в системе. Другими

стоит в том, что если в изолированной системе есть разница температур и система предоставлена сама себе, то с течением времени температура все более выравнивается и работоспособность замкнутой системы падает до нуля.

Всистемном анализе эксергатический подход весьма важен, так как

всистемах энергоиспользования применяются и расходуются разные виды энергии: электрическая, механическая, химическая, тепловая - и разные энергоносители, например, топливо, сжигаемое в котлах, печах, двигателях внутреннего сгорания и т.п. Комбинированные установки используют разные виды топлива и производят одновременно электроэнергию и тепло. Компоненты этих систем имеют, таким образом, разную работоспособность и, следовательно, разные качественные характеристики. Нужно стремиться, чтобы работоспособность системы, т.е.

ееэксергия в целом была максимальной.

Проблемы энергосбережения следует рассматривать не только в свете энтропийных процессов замкнутых систем, но и взаимодействия локальных систем с окружающей средой. Именно это взаимодействие приводит локальные системы в сильно неравновесное состояние и, как следствие, к накоплению негэнтропии (например, образование ресур-