Техническая библиотека. Нефть как энергоресурс


Нефть как энергоресурс

Главная » Общество » Нефть как энергоресурс

После Второй мировой войны нефть как энергоресурс приобрела такое важное значение, что обеспечивала до 70 % потребляемой энергии к 1973 г., когда по решению ОПЕК — Организации стран-экспортеров нефти, большинство из которых составляют арабские государства, произошел взрыв цен на это сырье. Генерал де Голль без колебаний поставил на атомную энергию: отчасти по причинам стратегического, отчасти — экономического характера. Эта установка, последовательно проводимая всеми последующими правительствами несмотря на протесты сторонников охраны окружающей среды, позволила Франции, путем всесторонней экономии энергии, преодолеть самое трудное время нефтяного кризиса без каких-либо серьёзных осложнений. В 2008 г. 18,4% потребляемой энергии и 80 % потребляемой электроэнергии производится на 19 атомных электростанциях, работающих отчасти на собственном урановом сырье. Они даже поставляют 15 % производимой энергии за границу, а их эксплуатация позволила накопить за десятилетия такой опыт высоких технологий, что страна стала одной из самых развитых в этой области, что позволяет ей строить атомные электростанции по всему миру. Для снижения уязвимости от возможных эмбарго на поставки нефти или газа произошла диверсификация источников получения углеводородов. В настоящий момент основная их часть поставляется с месторождений в Северном море и из России. Использование возобновляемых источников энергии всё ещё незначительно. В течение последнего десятилетия то здесь, то там по Франции стали появляться немногочисленные группы ветряных энергомачт, однако, принимая во внимание низкие объемы производимой ими электроэнергии и высокие затраты на их установку, включая энергетические затраты и высокий уровень эксплуатационных расходов, разумно задаться вопросом, а нужно ли стремиться к увеличению количества таких энергопарков, при том, что они серьезно искажают эстетику ландшафтов, а их воздействие на здоровье людей, живущих в непосредственной близости, исследовано недостаточно.

Создание управления оптимизации территории и регионального развития во Франции

В 1947 г. выходит книга, главный тезис которой, точно выраженный в названии, «Париж и французская пустыня» , оказал огромное влияние на последующие поколения политиков, чиновников и интеллектуалов. Автор книги - Жан-Франсуа Гравье, молодой ученый-демограф, работавший под началом Жана Монэ в Генеральном комиссариате планирования, выступает против той монопольной

Интеграция иностранцев становится проблемой во Франции

На протяжении долгого периода времени Франция имеет положительное миграционное сальдо. Поскольку во Франции всегда было относительно процветающее сельское хозяйство, никто никогда добровольно не хотел её покидать. За всю историю было всего три заметных всплеска эмиграции: в Америку в XVII в., затем после отмены Нантского эдикта в 1685 г.25 отнюдь не добровольно страну покинули гугеноты, и, наконец, в Алжир в XIX в. В наши дни за границей

Структура французского территориально-административного устройства

Начиная с 2007 г. правительственные и парламентские комиссии взялись за рассмотрение будущего сложной структуры французского территориально-административного устройства. Вполне возможно, что важные и неожиданные изменения в этом вопросе будут приняты в 2009 или 2010 гг., хотя выявить в них ясную логику оптимизации территориального управления или продуманную предвыборную стратегию представляется

msk-globus.ru

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

2.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Энергетическими ресурсами называют выявленные природные запасы различных видов энергии, пригодные для использования в широких масштабах для народного хозяйства. Их следует отличать вообще от природных запасов, которые практически бесконечны — это солнечная и геотермальная энергии, энергия океанов и морей, ветра, но эта энергия в обозримой перспективе в значительных масштабах применяться не будет. Основные виды энергетических ресурсов в современных условиях — уголь, газ, нефть, торф, сланцы, гидроэнергия, атомная энергия.

Энергетические ресурсы используют для получения того или иного вида энергии. Под энергией понимается способность какой-либо системы производить работу или тепло (Макс Планк). Соответственно, получение требуемого количества энергии связано с затратой некоторого количества ка-кого-либо рода энергетического ресурса.

Энергоресурсы, также как и энергия, могут быть первичными и вторичными. Первичные — ресурсы, имеющиеся в природе в начальной форме. Энергия, получаемая при использовании таких ресурсов, является первичной.

Среди первичных — выделяют возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые — восстанавливаются постоянно, например, гидроэнергия и энергия ветра, солнца и т. д.

К невозобновляемым — относятся те, запасы которых по мере их добычи необратимо уменьшаются, например уголь, сланцы, нефть, газ, ядерное топливо.

Подразделение на группы, а также перечень отдельных Первичных энергоресурсов, используемых в настоящее время, приведены ниже:

Ядерная энергия.  геотермальная  энергия,

Гравитационная энергия, энергия морских приливов.

Если исходная форма первичных энергоресурсов в результате превращения или обработки изменяется, то образуются вторичные энергоресурсы и, соответственно, вторичная энергия. Ко вторичным — относятся все первичные энергоресурсы после одного или нескольких превращений. Вторичные энергоресурсы — это большая часть топливных форм (бензин и другие нефтепродукты, электричество и т. д.), которые представлены ниже [3]:

Для соизмерения ресурсов и определения действительной экономичности их расходования принято использовать понятие «условное топливо». Его низшую рабочую теплоту сгорания Qp принимают равной 29300 ГДж/кг (7000 Гкал/кг). Зная теплоту сгорания и количество натурального топлива, можно определить эквивалентное количество тонн условного топлива, (т у. т.):

Где Внат — количество натурального топлива, т.

При оценке ресурсов газа в условном топливе в формулу (2.1) Виат подставляется в тыс. м3, а теплота сгорания натурального топлива принимается в килоджоулях на 1 м3.

При необходимости оценки энергоресурсов в том числе гидроресурсов в кВт ¦ ч — 1 кВт • ч приравнивается к 340 г у. т.

В современных условиях 80—85 % энергии получают, расходуя иево-зобновляемые энергоресурсы: различные виды угля, горючие сланцы, нефть, природный газ, торф, ядерное горючее.

Преобразование топлива в конечные виды энергии связано с вредными выбросами твердых частиц, газообразных соединений, а также большого количества тепла, воздействующих на окружающую среду.

Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются в транспортировке к месту потребления, но обладают низкой концентрацией энергии, в связи с чем преобразование энергии большинства возобновляемых источников требует больших затрат материальных ресурсов и, следовательно, больших удельных затрат денежных средств (руб/кВт) на каждую установку.

Возобновляемые источники энергии в экологическом отношении обладают наибольшей чистотой.

Из возобновляемых энергоресурсов в настоящее время в основном используются гидроэнергия и в относительно малых количествах энергия солнца, ветра, геотермальная энергия.

Из всех видов потребляемой энергии наибольшее распространение получила электроэнергия.

anastasia-myskina.ru

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Издавна в качестве основных источников энергии — энергетических ресурсов, или энергоресурсов, — использовались дрова, торф, древесный уголь, вода, ветер. Первобытный человек, сжигая в костре сучья, хворост, обломки деревьев, мох, добывал таким образом теплоту для приготовления еды и обогрева жилища. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для изготовления из меди, бронзы, железа и других металлов предметов быта, инструментов, орудий труда, различных приспособлений, оружия.

С древнейших времен известны и уголь и нефть — вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты. Издавна использовались также некоторые виды сланцев как природного, так и искусственного происхождения. Но только те из веществ, которые при сжигании выделяют большое количество теплоты, широко распространены в природе и добываются промышленным способом, называют топливом. К топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут, дизельное топливо), уголь, природный горючий газ, древесина и растительные отходы (солома, лузга и т. п), а также торф, горючие сланцы. В наше время слово «топливо» применяют и к веществам, используемым в ядерных реакторах на атомных электростанциях, — ядерное топливо, в ракетных двигателях — ракетное топливо.

Свойства топлива зависят главным образом от его химического состава. Основным элементом любого топлива природного (органического) происхождения является углерод (содержание его составляет от 30 до 85% массы топлива). В состав топлива в различных пропорциях входят также водород, кислород, азот, сера, зола, вода.

Практическая ценность топлива определяется количеством теплоты, выделяющейся при его полном сгорании. Так, при сжигании 1 кг древесины выделяется теплота, равная 10,2 МДж/кг, каменного угля — 22 МДж/кг, бензина — 44 МДж/кг.

Другая важнейшая характеристика топлива — его жаропроизводительность, оцениваемая значением максимальной температуры, какую теоретически можно получить при полном сгорании топлива в воздухе. При сгорании дров, например, максимальная температура не превышает 1600° С, каменный уголь дает 2050° С, бензин — 2100° С.

По существу все добываемое топливо сжигается, лишь около 10% нефти и газа используется в качестве сырья для химической промышленности. Наибольшее количество топлива расходуется на тепловых электростанциях, в различного рода тепловых двигателях, на технологические нужды (например, при выплавке металла, для нагрева заготовок в кузнечных и прокатных цехах), а также на отопление жилых, общественных и производственных помещений.

При сжигании топлива образуются продукты сгорания (сажа, оксиды серы и азота, диоксид углерода), которые обычно через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу. Ежегодно таким образом в атмосферу попадают сотни миллионов тонн различных, зачастую вредных, веществ. Для защиты окружающей среды от загрязнения ее продуктами сгорания топлива используют различные фильтры и другие устройства, улавливающие или разлагающие вредные выбросы, разрабатываются и применяются способы сжигания топлива, исключающие образование таких веществ. Охрана природы стала одной из важнейших задач человечества (см. Очистка сточных вод и отходящих газов).

Основной недостаток природного топлива — его крайне медленная восполняемость. Существующие ныне запасы образовались десятки и сотни миллионов лет назад. В то же время добыча  топлива  непрерывно  увеличивается.

Ограниченные запасы газа и нефти и, значит, повышение их стоимости в значительной мере были причиной того, что в 70-х гг. XX в. в ряде капиталистических стран наступил «топливный голод» — острая нехватка топливных энергоресурсов, выразившаяся в так называемом энергетическом кризисе.

Истощение не грозит гидроэнергетическим ресурсам — в отличие от органического топлива они непрерывно возобновляются. Однако и здесь есть ограничения, связанные в основном с экономичностью использования водной энергии. Дело в том, что гидроэлектростанцию не построишь где угодно. Для этого необходимы определенные природные условия. Каждая река имеет гидроэнергетический потенциал, но не на каждой реке строительство гидроэлектростанции оправдано с экономической точки зрения.

Вот почему важнейшей проблемой энергетики в 70-х'гг. стала проблема изыскания новых источников энергии, в частности ядерной энергии, энергии солнечного излучения, внутреннего тепла Земли (см. Атомная электростанция, ядерная энергетика, Гелиоэнергетика, Геотермическая электростанция).

Одним из перспективных ресурсов является водород. Его выделяют из обыкновенной воды, он хорошо хранится и транспортируется в газообразном, жидком и твердом (химически «связанном») виде. Большое количество газа выгодно хранить в огромных подземных хранилищах, жидкость — в резервуарах. Чтобы жидкий водород не испарялся (его температура кипения 252°С), оболочку резервуара снаружи покрывают хорошей тепловой изоляцией. Одного резервуара, например, емкостью 3500 м3 хватило бы для снабжения энергией в течение целого года небольшого города с 20-тысячным населением. Перспективный способ хранения водорода основан на его способности образовывать химические соединения с некоторыми металлами. При небольшом давлении металлы, словно губка, впитывают в себя водород. А чтобы получить его обратно, их слегка подогревают. Такие способы хранения водорода давно применяют в лабораториях и в промышленности.

Но как получать водород в больших количествах? Вдали от населенных пунктов на берегу моря можно построить мощные атомные, а в будущем — термоядерные реакторы. При этом энергия атома пойдет не только для производства электрической энергии, но и на разложение воды. Получаемые водород и кислород направят по трубам к потребителям, где искусственное горючее в газообразном, жидком или твердом виде будет распределяться на тепловые электростанции, автомобили, самолеты. По одному водородопроводу, скажем, диаметром 900 мм можно передавать энергопоток мощностью свыше 12 000 МВт. Для передачи такого же энергопотока по электрическим проводам потребовался бы десяток современных линий электропередачи напряжением 500 кВ.

Переход на водородное топливо имеет и еще одну привлекательную сторону. Если каменный уголь, нефть, природный газ расходуются безвозвратно, то водород может участвовать в круговороте энергии сколько угодно: сгорая, он превращается в водяной пар, затем в воду. Кстати, крупные потребители водородного топлива кроме тепловой энергии смогут получать много пресной воды.

Сегодня единственным обстоятельством, мешающим перейти от природного топлива к водородному, является высокая стоимость производства водорода из воды в широких масштабах.

В нашей стране на современном этапе развитие отраслей топливно-энергетического комплекса подчиняется задаче устойчивого обеспечения потребностей народного хозяйства во всех видах топлива и энергии путем увеличения их добычи и производства, при планомерном проведении целенаправленной энергосберегающей политики.

enciklopediya-tehniki.ru

Нефть | Энергоресурсы, топливо | Neftegaz.RU

Нефть - горючая, маслянистая жидкость, преимущественно темного цвета, представляет собой смесь различных углеводородов.

В нефти встречаются следующие группы углеводородов: метановые (парафиновые) с общей формулой СnН2n+2; нафтеновые - СnН2ni; ароматические - Сnh3n-6. Преобладают углеводороды метанового ряда (метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 и бутан С4Н10), находящиеся при атмосферном давлении и нормальной температуре в газообразном состоянии.

Пентан С5Н12, гексан С6Н14 и гептан С7Н16 неустойчивы, легко переходят из газообразного состояния в жидкое и обратно. Углеводороды от С8Н18 до С17Н36 - жидкие вещества.

Углеводороды, содержащие больше 17 атомов углерода - твердые вещества (парафины). В нефти содержится 82¸87 % углерода, 11¸14 % водорода (по весу), кислород, азот, углекислый газ, сера, в небольших количествах хлор, йод, фосфор, мышьяк и т.п.

Основной показатель товарного качества нефти - ее плотность (r) (отношение массы к объему), по ней судят о ее качестве.

Легкие нефти наиболее ценные.

Плотность (объемная масса) - масса единицы объема тела, т.е. отношение массы тела в состоянии покоя к его объему.

Единица измерения плотности в системе СИ выражается в кг/м3.

Измеряется плотность ареометром.

Ареометр - прибор для определения плотности жидкости по глубине погружения поплавка (трубка с делениями и грузом внизу).

На шкале ареометра нанесены деления, показывающие плотность исследуемой нефти.

Вязкость - свойство жидкости или газа оказывать сопротивление перемещению одних ее частиц относительно других.

Зависит она от силы взаимодействия между молекулами жидкости (газа). Для характеристики этих сил используется коэффициент динамической вязкости (m).

За единицу динамической вязкости принят паскаль-секунда (Па·с), т.е. вязкость такой жидкости, в которой на 1 м2 поверхности слоя действует сила, равная одному ньютону, если скорость между слоями на расстоянии 1 см изменяется на 1 см/с. Жидкость с вязкостью 1 Па·с относится к числу высоковязких.

В нефтяной отрасли, так же как и в гидрогеологии и ряде других областей науки и техники, для удобства принято пользоваться единицей вязкости, в 1000 раз меньшей - мПа·с.

Так, пресная вода при температуре 200С имеет вязкость 1 мПа·с, а большинство нефтей, добываемых в России, - от 1 до 10 мПа·с, но встречаются нефти с вязкостью менее 1 мПа·с и несколько тысяч мПа·с.

С увеличением содержания в нефти растворенного газа ее вязкость заметно уменьшается.

Для большинства нефтей, добываемых в России, вязкость при полном выделении из них газа (при постоянной температуре) увеличивается в 2¸4 раза, а с повышением температуры резко уменьшается.

Вязкость жидкости характеризуется также коэффициентом кинематической вязкости , т.е. отношением динамической вязкости к плотности жидкости.

За единицу в этом случае принят м2/с. На практике иногда пользуются понятием условной вязкости, представляющей собой отношение времени истечения из вискозиметра определенного объема жидкости ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 200С.

Цвет нефти варьирует от светло-коричневого до темно-бурого и черного, плотность от 730 до 980¸1050 кг/м3 (плотность менее 800 кг/м3 имеют газовые конденсаты).

По плотности нефти делятся на 3 группы: на долю легких нефтей (с плотностью до 870 кг/м3) в общемировой добыче приходится около 60% (в России - 66%), на долю средних нефтей (871¸970 кг/м3) в России - около 28%, за рубежом - 31%; на долю тяжелых (свыше 970 кг/м3) - соответственно около 6% и 10%.

Вязкость изменяется в широких пределах (при 500С 1,2 ¸ 55·10-6м2/с) и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтеново-смолистых веществ).

Другое основное свойство нефти - испаряемость.

Нефть теряет легкие фракции, поэтому она должна храниться в герметичных сосудах.

В пластовых условиях свойства нефти существенно отличаются от атмосферных условий.

Движение нефти в пласте зависит от пластовых условий: высокие давления, повышенные температуры, наличие растворенного газа в нефти и др.

Наиболее характерной чертой пластовой нефти является содержание в ней значительного количества растворенного газа, который при снижении пластового давления выделяется из нефти (нефть становится более вязкой и уменьшается ее объем).

В пластовых условиях изменяется плотность нефти, она всегда меньше плотности нефти на поверхности.

При увеличении давления нефть сжимается.

Для пластовых нефтей коэффициенты сжимаемости нефти bн колеблются в пределах 0,4¸14,0 ГПа-1, коэффициент bн определяют пересчетом по формулам, более точно получают его путем лабораторного анализа пластовой пробы нефти.

Из-за наличия растворенного газа в пластовой нефти, она увеличивается в объеме (иногда на 50¸60%). Отношение объема жидкости в пластовых условиях к объему ее в стандартных условиях называют объемным коэффициентом «в». Величина, обратная объемному коэффициенту, называется пересчетным коэффициентом:

Θ=1/в

Этот коэффициент служит для приведения объема пластовой нефти к объему нефти при стандартных условиях.

Используя объемный коэффициент, можно определить усадку нефти, т.е. на сколько изменяется ее объем на поверхности по сравнению с глубинными условиями:

И = (в-1) ·100% / в.

Важной характеристикой нефти в пластовых условиях является газосодержание - количество газа, содержащееся в одном кубическом метре нефти. Для нефтяных месторождений России газовый фактор изменяется от 20 до 1000 м3/т.

По закону Генри растворимость газа в жидкости при данной температуре прямо пропорциональна давлению. Давление, при котором газ находится в термодинамическом равновесии с нефтью, называется давлением насыщения . Если давление ниже давления насыщения, из нефти начинает выделяться растворенный в ней газ. Нефти и пластовые воды с давлением насыщения, равным пластовому, называются насыщенными. Нефти в присутствии газовой шапки, как правило, насыщенные.

neftegaz.ru

Энергоресурсы

Россия обладает мощной энергетической системой и богатыми энергоресурсами. К ним относятся: топливные ресурсы энергия рек атомная энергия солнечная энергия энергия ветра энергия геотермальных вод энергия приливов и отливов

Наиболее активно в нашей стране используются топливные энергоресурсы. К ним относятся – нефть, газ, уголь. Все они являются исчерпаемыми и невозобновимыми полезными ископаемыми.

Энергия рек (гидроэнергия) и атомная энергия используются в меньшей степени.

Энергоресурсы — все доступные для промышленного и бытового использования источники разнообразных видов энергии: механической, тепловой, химической, электрической, ядерной.

Темпы научно-технического прогресса, интенсификация общественного производства, улучшение условий труда и решение многих социальных проблем в значительной мере определяются уровнем использования энергетических ресурсов. Развитие топливно-энергетического комплекса и энергетики является одной из важнейших основ развития всего современного материального производства.

Среди первичных энергоресурсов различают невозобновляемые (невоспроизводимые) и возобновляемые (воспроизводимые) энергоресурсы. К числу невозобновляемых энергетических ресурсов относятся в первую очередь органические виды минерального топлива, добываемые из земных недр: нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, другие битуминозные горные породы, торф. Они используются в современном мировом хозяйстве в качестве топливно-энергетического сырья особенно широко и, поэтому, нередко называется традиционными энергетическими ресурсами.

К возобновляемым (воспроизводимым и практически неисчерпаемым) энергетическим ресурсам относятся гидроэнергия (гидравлическая энергия рек), а также так называемые нетрадиционные (или альтернативные) источники энергии: солнечная, ветровая, энергия внутреннего тепла Земли (в том числе геотермальная), тепловая энергия океанов, энергия приливов и отливов. Особо должна быть выделена ядерная или атомная энергия, относимая к невозобновляемым энергетическими ресурсами, так как её источником являются радиоактивные (преимущественно урановые) руды. Однако со временем, с постепенной заменой атомных электростанций (АЭС), работающих на тепловых нейтронах, атомными электростанциями, использующими реакторы-размножители на быстрых нейтронах, а в будущем термоядерную энергию, ресурсы ядерной энергетики станут практически неисчерпаемыми.

Важным первичным энергоресурсом для электроэнергетики становится в конце 20 века и в перспективе ядерная энергетика. В середине 80-х годов на атомных электростанциях мира было выработано свыше 12% всей электроэнергии, произведённой на планете, а в начале 21 века её доля в мировом электробалансе увеличится ещё в 2-2,5 раза. Большая роль в производстве электроэнергии принадлежит гидроэнергетическим ресурсам, источником которых является постоянное течение рек; в середине 80-х гг. на долю гидроэлектростанций приходилось 23% всей электроэнергии, выработанной в мире.

Значительно возрастает роль и такие возобновляемые энергоресурсы, как солнечная энергия (энергия солнечной радиации, поступающей на поверхность Земли), энергия внутреннего тепла самой Земли (в первую очередь геотермальная энергия), тепловая энергия Мирового океана (обусловленная большими перепадами температур между поверхностными и глубинными слоями воды), энергия морских и океанических приливов и энергия волн, ветровая энергия, энергия биомассы, основой которой является механизм фотосинтеза (биоотходы сельского хозяйства и животноводства, промышленные органические отходы, использование древесины и древесного угля). По имеющимся прогнозам, доля возобновляемых энергетических ресурсов (гидроэнергетических и перечисленных нетрадиционных) достигнет в 1-й четверти 21 века примерно 7-9% в мировом суммарном использовании всех видов первичных энергоресурсов (свыше 20-23% будет приходиться на атомную ядерную энергию и около 70% сохранится за органическим топливом — углём, газом и нефтью).

yamnnov.ru

Энергетические ресурсы - Природные ресурсы

Энергетические ресурсы представляют собой совокупность:

- ресурсов Солнца и космоса;

- минерального сырья, используемого в качестве топлива;

- атомно-энергегических источников;

- ресурсов движущейся воды и ветра;

- геотермальных источников энергии.

Потребление энергии постоянно растет. Уровень ее потребления признается важнейшим показателем развития экономики страны.

В настоящее время в мире существует и все более обостряется проблема дефицита энергетических ресурсов. Путями выхода из энергетического кризиса признаются использование альтернативной энергетики (возобновимых энергоресурсов) и снижение потребления энергии. Решение проблемы ученые и политики видят в пропаганде идей умеренного энергопотребления и во внедрении малоэнергоемких технологий. Но перспективным и кардинальным признается первый путь. Все без исключения возобновимые энергоресурсы оказывают минимальное негативное влияние на природу. Они доступны и почти всегда выгодны, экономят средства, затрачиваемые на то, чтобы передавать электроэнергию на большие расстояния и распределять ее. Использование возобновимых источников энергии уже получило признание в мире как одна из основ экологически ответственной мировой экономики.

Главным стимулом развития альтернативной энергетики является то, что легкодоступные запасы традиционных энергетических ресурсов (газ, нефть, уголь) уменьшаются год от года, а стоимость этих видов топлива на мировом рынке постоянно растет. Использование традиционных энергоресурсов всегда связано с загрязнением окружающей среды. На атомных электростанциях все еще недостаточен уровень надежности, при том, что тяжесть последствий от аварий на них очень высока. Остро стоят проблемы вторичной переработки и захоронения отработанного ядерного топлива.

Альтернативная энергетика основана на использовании возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика, как правило, использует меньшие системы, которые менее сложны, и их можно строить без крупных капиталовложений. Это системы, использующие ветроэнергетические ресурсы, солнечную энергию, энергию морского прибоя и термальных вод.

Запасы солнечной энергии практически неисчерпаемы. Интенсивность солнечного света в южных широтах весьма высока. Во всем мире идет разработка эффективных методов преобразования солнечной энергии в электрическую или тепловую. Прогнозируется, что солнечная энергия сможет покрыть значительную долю быстро растущей потребности человечества в энергии. В последние годы стоимость наземных солнечных батарей снизилась во много раз.

Энергия ветра тоже является практически неисчерпаемым ресурсом и уже получила существенное распространение в энергетике. Ее целесообразно использовать в труднодоступных районах, удаленных от источников централизованного электроснабжения, а также для мелких, рассредоточенных потребителей энергии. Значительная часть ветроэнергетических установок уже сейчас находит применение в сельском хозяйстве (для подъема воды из скважин и подачи ее потребителям, для мелиорации земель). Но они требуют дорогостоящих аккумулирующих устройств для накопления электроэнергии, что значительно повышает стоимость ветровой энергии.

Гидроэнергия — энергия движущейся воды рек, энергия волн, океанических течений — относятся к возобновимым ресурсам. Она используется на электростанциях для приведения в движение турбин электрогенераторов. Их условно относят к экологически чистым источникам энергии, так как они не загрязняют окружающую среду, но при установке их на реках нарушаются условия существования водной флоры и фауны, затопляются пойменные земли. Тем не менее, гидроэлектростанции наиболее распространены в настоящее время.

Источниками геотермальной энергии служат химические реакции и радиоактивные процессы в земной коре. Температура на глубине 2—3 тыс. метров превышает 100 °С. Воды с таких глубин выводят на поверхность по пробуренным скважинам. Энергия термальных вод используется в основном для нужд населенных пунктов, расположенных вблизи источников. При этом по себестоимости тепловая энергия термальных вод примерно в 4 раза ниже, чем тепловая энергия, получаемая от обычных котельных.

Энергия гниения тоже может рассматриваться как энергетический ресурс. Многие регионы располагают таким отходами лесопереработки и сельского хозяйства. Это доступное и дешевое сырье можно не только сжигать, получая энергию, но и перерабатывать в жидкое топливо, близкое по своим потребительским свойствам к топливу, получаемому из нефти. Для превращения биомассы в жидкое топливо пользуются пиролизом (термохимическим разложением).

Полезная информация:

ohrana-bgd.narod.ru

Классификация топливно-энергетических ресурсов. Виды возобновляемых энергоресурсов

Классификация топливно-энергетических ресурсов. Виды возобновляемых энергоресурсов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Вологодский государственный университет»

Инженерно-строительный факультет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Контрольная работа

Дисциплина

«Внутренние энергетические ресурсы промышленных производств»

«Классификация топливно-энергетических ресурсов. Виды возобновляемых энергоресурсов»

Выполнил

студент группы ЗСТ-32

Юрецкая Е.А.

Проверил, принял

Сыцянко Е.В.

Вологда - 2015

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время вопрос экономного использования ресурсов является одним из ключевых как в деятельности отдельных предприятий, так и в функционировании всего государства в целом.

В широком смысле ресурсы можно определить как совокупность средств труда, которые предприятие использует для достижения собственных целей и удовлетворения потребностей. Одной из ключевых статей в структуре себестоимости являются материальные ресурсы.

Все многообразие материальных ресурсов, обозначенных в экономике народного хозяйства как предметы труда, условно можно подразделить на сырьё и материалы и топливо и энергию. В энергетическом секторе мирового хозяйства ведущую роль играют топливно-энергетические ресурсы - нефть, нефтепродукты, природный газ, каменный уголь, энергия (ядерная, гидроэнергия). Среди топливно-энергетических ресурсов особое место занимают нефть и природный газ. Эта группа товаров сохраняют роль лидеров среди прочих товарных групп в международной торговле, уступая только продукции машиностроения.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

топливный энергетический горючий тепловой

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

Топливно-энергетические ресурсы - совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности.

Топливно-энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные.

К первичным энергетическим ресурсам относят те ресурсы, которые люди получают непосредственно из природных источников для последующего преобразования в другие виды энергии, либо для непосредственного использования. Часто первичные ресурсы должны быть извлечены и подготовлены к дальнейшему использованию. Первичные ресурсы подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.

Вторичные энергетические ресурсы - энергетические ресурсы, получаемые в виде побочных продуктов основного производства или являющиеся такими продуктами.

Топливно-энергетические ресурсы включают не только источники энергии, но и произведенные энергетические ресурсы: тепловую энергию (в первую очередь энергию горячей воды и водяного пара) и электрический ток.

Произведенные энергетические ресурсы получают, используя энергию первичных и вторичных энергоресурсов. Электрическая энергия впоследствии может быть снова преобразована в другие виды энергии.

Основные виды энергетических ресурсов представлены схеме, изображенной на рис. 1.

Вторичные топливно-энергетические ресурсы делятся на три основные группы:

Рис. 1 - Виды топливно-энергетических ресурсов

горючие (топливные), которые включают в себя энергию технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно горючие газы, твёрдые и жидкие топливные ресурсы, которые не пригодны для дальнейших технологических преобразований;

тепловые - это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производств;

энергоресурсы избыточного давления (напора) - это энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед следующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются в механическую энергию, которая либо непосредственно используется для привода механизмов и машин, либо преобразуется в электрическую энергию.

Невозобновляемые это естественно образовавшиеся и накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных условиях высвобождать заключенную в них энергию. Но образование новых веществ и накопление в них энергии происходит значительно медленнее, чем их использование. К ним относятся ископаемые виды топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Особыми видами невозобновляемых энергетических ресурсов являются расщепляющиеся (радиоактивные) вещества, находящиеся в недрах нашей планеты.

Из двух возможных природных источников ядерной энергетики - урана и тория, пока в практическом использовании находится лишь уран. В будущем возможно потребуется и торий

Суммарные ресурсы урана, использованные в атомной энергетике, не могут оцениваться по количеству его добычи из недр. Как известно, некоторая его часть была использована и для других целей, в частности для производства оружия. Однако основная часть добытого урана сегодня находится в хранилищах облученного ядерного топлива (ОЯТ), т.к. КПД использования энергии заключенной в уране, к сожалению не превышает 1%. В мире пока используются в основном легководные реакторы на тепловых нейтронах в открытом топливном цикле, без использования технологий рециклинга ОЯТ.

. ВИДЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Согласно Энергетической стратегии России до 2020 г. экономический обоснованный потенциал возобновляемых источников энергии составляет 270 млн т у.т. В то же время без учета большой гидроэнергетики использование ВЭР в России составляет 32 кг у.т. на 1 чел. в год, что в 10 раз меньше, чем в США и в 70 меньше, чем в Финляндии.

Латвия увеличила долю ВЭР в топливном балансе страны до 36%. Лучше из европейских стран только Швейцария, где этот показатель достиг 41%. Согласно предложению Еврокомиссии доля ВЭР к 2020 г. должна быть доведена до 20% у каждого члена ЕС. В электроэнергетике России этот показатель не превышает 1%, а по тепловой энергии составляет менее 5%.

Причины необходимости использования ВЭР:

запасы других энергоресурсов не безграничны;

при сжигании органического топлива оно превращается в отходы, по массе превышающие первичное топливо;

при массовой добыче изменяются ландшафты (карьеры, перемещенный грунт, золоотвалы и т.д.), изменяется уровень грунтовых вод;

добыча нефти и газа может приводить к необратимой деформации земной коры;

негативное воздействие на растительный и животный мир;

глобальное потепление.

Использование возобновляемых энергоресурсов даже без сокращения объемов потребления тепловой и электрической энергии позволит снизить потребление первичного топлива.

В повседневной жизни мы редко задумываемся о гигантских термических процессах внутри земли, о ее вращении, притяжении к другим планетам и звездам, о гигантских космических энергетических потоках, не поддающихся простому обывательскому осмыслению. В то же время даже привычных возобновляемых энергоресурсов, которые можно использовать с поверхности земли, хватит для развития человечества еще на много поколений.

В традиционном понимании к ВЭР относятся:

энергия солнца;

энергия ветра;

энергия водных потоков;

энергия морских приливов и волн;

высокопотенциальная геотермальная энергия;

низкопотенциальная энергия земли, воздуха и воды;

биомасса;

биогаз, свалочный и шахтный газ,

а также промышленные и бытовые отходы, образующиеся в результате деятельности главного загрязнителя планеты - человека.

Коллекторы солнечных батарей

Ресурсы: солнечное излучение. Месторасположение: повсюду. Сфера использования: отопление, обеспечение горячей водой. Диапазон мощности: от 1,5 до 200 МВт.ч/в год, причем в долгосрочной перспективе верхнего предела мощности не существует. Расходы на производство тепловой энергии составляют сегодня: 20 - 50 пфеннигов/кВт.ч.

Энергия ветра

Ресурсы: кинетическая энергия ветра. Месторасположение: по всему миру, главным образом, на побережье и вершинах гор. Сфера использования: производство электроэнергии. Диапазон мощности: от 0,05 кВт до 2,5 МВт на одну установку, ветряные фермы на 100 МВт и более. Расходы на производство электроэнергии составляют сегодня: 8 - 30 пфеннигов/кВт.ч.

Все ветряные мельницы работают по так называемому принципу сопротивления: оказывая своими крыльями сопротивление ветру, они могут преобразовывать максимум 15 процентов силы ветра. Современные ветроэнергетические установки работают по принципу подъемной силы, когда, как у самолета, используется подъемная сила встречного ветра.

Энергия воды

Ресурсы: энергия воды при её движении и падении с высоты. Месторасположение: горы, реки. Сфера использования: производство электроэнергии, аккумулирование энергии. Диапазон мощности: гидроаккумулирующие гидроэлектростанции и ГЭС на не зарегулированном стоке до 5 000 МВт. Расходы на производство электроэнергии составляют сегодня: 5 - 10 пфеннигов/кВт.ч.

Гидроресурсы обеспечивают около 4% производимой в Германии электроэнергии. Сегодня в эксплуатации находится около 5 500 ГЭС общей мощностью 3 500 МВт.

Биомасса

Ресурсы: древесина, зерновые культуры, сахаро- и крахмалосодержащие растения, масличные растения. Месторасположение: по всему миру при наличии биомассы. Сфера использования: производство тепла, комбинированная выработка тепла и электроэнергии, в виде топлива. Диапазон мощности: от 1 кВт до 30 МВт. Расходы: при выработке тепла 4 - 20 пфеннигов/кВт.ч; при получении тока 12 - 20 пфеннигов/кВт.ч.

Существует множество вариантов использования биомассы для выработки энергии. При этом первостепенное значение имеют, прежде всего, растения с высоким содержанием обменной энергии и древесина.

Биогаз

Ресурсы: органические отходы. Месторасположение: по всему миру в зависимости от наличия отходов. Сфера использования: производство тепла, комбинированная выработка тепла и электроэнергии. Диапазон мощности: 20 кВт - 10 МВт. Расходы на сегодня: при выработке тепла 5 - 15 пфеннигов/кВт.ч; при получении электроэнергии 12 - 30 пфеннигов/кВт.ч.

Биогаз возникает при разложении органических веществ специальными метановыми бактериями.

Геотермальная энергия

Ресурсы: тепло земных недр. Месторасположение: повсюду. Сфера использования: отопление и охлаждение, сезонное аккумулирование холода и тепла, технологическое тепло, выработка электроэнергии. Диапазон мощности: вблизи поверхности: 6 - 8 кВт; на углубленных пластах: до 30 МВт. Издержки производства: при выработке тепла 4 - 12 пфеннигов/кВт.ч; при получении тока 15 - 20 пфеннигов/кВт.ч.

Геотермальная энергия представляет собой тепло, пробивающееся из недр Земли на её поверхность. Пригодное для использования тепло зависит от глубины, на которой производится отбор геотермальной энергии. Через каждые 100 метров становится теплее на приблизительно 3° по Цельсию. Принцип использования тепла недр Земли довольно прост: под Землю закачивается вода, там она нагревается и затем подается наверх. Частично используются также природные термальные воды. Из-за высоких расходов на установку оборудования геотермальная энергия пока используется довольно редко.

Все вышеперечисленные виды энергии потенциально не принадлежат никому на территории страны. Поэтому их может использовать в личных целях любой гражданин или предприятие. На данном этапе развития общество еще не задумывается всерьез о применении всех этих видов энергии. Тем не менее, определенные разработки в этом направлении уже ведутся. Так, в настоящее время начато производство автомобилей с гибридными двигателями, которые имеют возможность работать на водороде. Это первый шаг к тому, чтобы начать перестраивать производственные циклы по получению энергии.

Особенность возобновляемых ресурсов в том, что они образуются вне зависимости от деятельности человека. Не зависимо от того, найдет ли человек применение всему этому потенциалу или нет, независимые источники энергии будут существовать и увеличиваться. Это преимущество подталкивает человечество к тому, чтобы начать масштабные разработки в плане применения этих видов энергии в хозяйственных и промышленных целях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов (атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако, главную роль в обеспечении энергией всех отраслей Экономики сегодня играют топливные ресурсы. Это четко отражает «приходная часть» топливно-энергетического баланса. Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходиться 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и Значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляют 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.

Топливно-энергетический комплекс имеет большую районо образовательную функцию. С ним напрямую связано благосостояние всех граждан России, такие проблемы, как безработица и инфляция. Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная.

Роль топливно-энергетических ресурсов состоит в том, что они необходимы для производственного цикла и выпуска продукции предприятия. Энергоресурсы напрямую влияют на себестоимость и конкурентоспособность выпускаемой и реализованной продукции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Арнов Р.И. Состав и структура топливно-энергетических ресурсов промышленного предприятия. - М: Информ, 2007.

. Априжевский А.А. Энергосбережение и энергетический менеджмент. - Минск : Высш. шк., 2005.

. Зайцев Н.Л. Экономика промышленного предприятия. - М.: ИНФРА-М, 2005.

. Петронев С.И. Использование топливно-энергетических ресурсов в промышленности.- СПб: Пресс, 2008

diplomba.ru