Лекция по "Физике"

Задачи и методология  дисциплины «Основы энергосбережения».  
Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР)

 

Лечебный факультет

Лекция 1

Необходимость перехода  на энергосберегающий путь развития  РБ

 

• Доля собственных ресурсов в топливно-энергетическом балансе РБ  - около 15 %.
• импорт ТЭР в Беларуси не диверсифицирован, на долю России приходится 98% объема импортируемых ТЭР  (до 1,5 млрд. $ США).
• Структура валового потребления ТЭР :
• 60% - импортируемый из России газ,
• 23% - нефть и нефтепродукты,
• 6% - импортируемая электроэнергия,
• 10% - местные ТЭР (торф, дрова, опилки, биомасса),
• прочие ТЭР – до 1%.

Необходимость перехода  на энергосберегающий путь развития  РБ

 

• Такая структура топливно-энергетического баланса страны является угрозой развития страны, т.к. нарушается сразу несколько принципов проведения энергетической политики 
• наличие в суммарном потреблении различных видов топлива: нефти, природного газа, каменного угля примерно в одинаковом отношении;
• диверсификация поставщиков, т.е. доля каждой страны в общем объеме поставки не должна превышать 40% и пр.).

 

На выпуск продукции в РБ  тратится в 3—5 раз больше энергии  и сырья, чем в промышленно  развитых странах.

Учреждения здравоохранения -

 

потребители огромного количества  ТЭР, на оплату которых бюджет  ежегодно тратит миллиарды рублей.

 

• Основными направлениями ресурсосбережения на стадии потребления ТЭР в учреждениях здравоохранения:
• проведение инженерных мероприятий, а именно внедрение энергосберегающих технологий в системы отопления, освещения;
• проведение организационных, в том числе пропагандистских мероприятий по вопросам  энергосбережения .

 

• В соответствии с Директивой Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 года № 3 «Экономия и бережливость – главные факторы экономической безопасности государства» постановлением коллегии Министерства здравоохранения № 10.1 от 25 июня 2007 года утверждена Программа мер, предусматривающая введение жесткого контроля за рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов отрасли «Здравоохранение».

• Систематизация работы по энергосбережению в Беларуси началась с 1993-1994 гг.
• В 1993 г. был создан Комитет по энергосбережению и энергетическому надзору (в н.в.– Комитет по энергоэффективности ) при Совете Министров РБ.
• Деятельность по энергосбережению организована в рамках долгосрочных и краткосрочных программ. Основные программы – это 5-летние Программы по энергосбережению.

• В основе нормативно-правовой базы энергосбережения лежит Закон Республики Беларусь от 15 июля 1998 г. N 190-З "Об энергосбережении".

 

• Одной из важнейших задач остается энергосбережение. За счет этого фактора энергоемкость ВВП к 2015 г. должна быть снижена на 40—45 %.

 

 

Виды энергии:

 

• Механическая энергия (энергия взаимодействия тел)
• Электрическая энергия (энергия движущихся электронов)
• Тепловая энергия (энергия   молекулярных взаимодействий)
• Химическая энергия (энергию   атомных взаимодействий)
• Ядерная энергия (энергию,      заключенную в ядрах атомов)
• Магнитная энергия (энергия постоянных магнитов)
• Электромагнитная энергия (энергия излучения)
• Гравитационная энергия (энергия макромира)

 

Внутренняя энергия

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ

 

• в системе СИ — 1 Дж (Джоуль), т.к. энергия -   мера способности производить работу;
• для измерения кол-ва теплоты используют "старую" единицу — 1 кал (калория) = 4,1868 Дж;
• для измерения электрической энергии —   1 кВтч (киловатт-час) = 3,6 МДж,   при этом 1 Дж = 1 Втс

кДж (килоджоуль) = 1000 Дж  = 10³Дж

МДж (мегаджоуль) = 1000 кДж = 10⁶Дж

ГДж (гигаджоуль) = 1000 МДж= 10⁹Дж

 

ВИДЫ ТОПЛИВА

 

Топливом - горючее вещество, умышленно  сжигаемое для получения теплоты.

По своему агрегатному состоянию  топливо делят на:

• Жидкое ― нефтепродукты (бензин, керосин, дизтопливо, соляр, мазут).
• Газообразное - природный газ (метан СН_⁴), сжиженный газ, технический пропан, технический бутан.
• Твердое – торф, бурые угли, каменные угли, антрациты (состоят из углерода на 93%).  К твердому топливу также относятся: брикеты, синтетическое топливо (кокс, полукокс, угольные смолы), биотопливо (дрова, древесные отходы,мусор)

 

Характеристики топлива

 

Продукты сгорания топлива : теплота, зола (негорючая составляющая) и  шлак (спекшаяся зола).

• зольность (от 10%, а может доходить до 50% и более)
• выход летучих веществ (бурые угли – более 40%; каменные - 10-40%; антрациты - менее10%; древесина – 85-90%.
• Теплота сгорания

 

Средняя теплота сгорания ккал/кг(м³)

 

Древесина

 

2990

 

Торф

 

1910 – 5000

 

Бурый уголь

 

4620 – 7420

 

Антрацит

 

8200

 

Нефть

 

10740

 

Природный газ

 

8780

 

Сжиженный газ 

 

21170

• Для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива и их учета используется понятие   условного топлива (у.т.)
• Единица Условного Топлива  - это такое количество топлива любого рода, которое необходимо для получения определённого кол-ва энергии (при сжигании). Единица измерения -1 т.у.т (тонна условного топлива).

• в странах СНГ в качестве эквивалента 1 т.у.т. используется тонна каменного угля.
• за рубежом в качестве эквивалента используется тонна нефти.

Энергетическая ценность составляет:

• 1 топливный тонно-эквивалент по нефти (тнэ) = 41,8 ГДж
• 1 топливный тонно-эквивалент по углю (туэ) = 0,7 тнэ = 29,3 ГДж  
  

Перерасчет реального  топлива в условное

 

• Для перерасчета реального топлива в условное используется тепловой коэффициент К=Q/29309, где Q – средняя теплота сгорания реального топлива.
• для нефти :
• для древесины :

 

Энергия  -  основа существования  общества.

 

• Каждая эпоха характеризовалась своей энергосистемой.
• До промышленной революции  - выращивание растений и разведение животных, для пищи и в качестве топлива использовались растения, для механической работы - животные. Энергия ветра и гидроэнергия - лишь для мельниц и судов.
• XVIII - появление паровых машин, фабричное производства - уголь – основной вид топлива;
• конец XIX в.  - двигателей внутр.сгорания - нефть, XХ в - природный газ.
• 40-е и 50-е годы ХХ в. - атомная энергия.

 

ДИНАМИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ  ЗАТРАТ ОБЩЕСТВА

 

Расход энергии на одного  человека (в кДж/сут.)

• в каменном веке  - 17 тыс.,
• в аграрном обществе — 50 тыс.,
• в индустриальную эпоху — 293 тыс.,
• в передовых развитых странах н.в.— 960-1050 тыс. (в 60 раз больше).

 

С начала XX века кол-во энергии, затрачиваемое на единицу с/х  продукции, в развитых странах  мира возросло в 8-10 раз, на единицу  промышленной продукции в 10-12 раз.

 

Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный.

Классификации по источникам  получения:

• первичные, природные (геологические)

 Первичная энергия – энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую

• вторичные (побочные)

Вторичная энергия – энергия, полученная после преобразования первичной на специальных установках.

 

 

Первичные энергоресурсы  подразделяют 

 

• по способам использования :    топливные и нетопливные;
• по признаку сохранения запасов: возобновляемые и невозобновляемые; ископаемые (в земной коре) и неископаемые.
• Невозобновляемые ЭР - природные ресурсы, образовавшиеся в результате геологического развития Земли и других природных процессов и не пополняемые (исчерпаемые) в настоящую геологическую эпоху.
• Возобновляемые ЭР- природные ресурсы, постоянно пополняемые в результате естественных природных процессов.

 

 

Энергетические ресурсы в экономике 

 

• Валовой (теоретический) ресурс представляет суммарную энергию, заключенную в данном виде энергоресурса.
• Технический ресурс — это энергия, которая может быть получена из данного вида энергоресурса при существующем развитии науки и техники. Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но постоянно увеличивается по мере усовершенствования оборудования и технологий.
• Экономический ресурс — энергия, получение которой из данного вида ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы и рабочую силу.

Мировые запасы невозобновляемых  ЭР,  
млрд. т.у.т. конец XX в. 

 

Источники энергии

 

Энергетические ресурсы

 

теоретические (валовой)

 

технические

 

1. Энергия горючих ископаемых: