Н. Г. Сычев Основы энергосбережения Учебное пособие

Вид материала

Учебное пособие

Содержание А.А. Королько Круглик В.М. ,Сычев Н.Г. 1. Энергия и ее роль в жизни общества Энергоемкость продукции Электрическая сеть Топливно-энергетические ресурсы Вторичные энергетические ресурсы Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов Показатель энергоэффективности Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Пользователи топливно-энергетических ресурсов Производители топливно-энергетических ресурсов Пассивный дом Энергоэффективное устройство Условное топливо Местные виды топлива Тепловая электрическая станция Конденсационная тепловая электростанция Солнечная электростанция ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебное пособие Житомир 2001 удк 33: 007. Основы экономической кибернетики. Учебное, 3745.06kb.
• Е. Г. Степанов Основы курортологии Учебное пособие, 3763.22kb.
• Н. Ю. Каменская основы финансового менеджмента учебное пособие, 1952.65kb.
• Н. Ю. Каменская основы стратегического менеджмента учебное пособие, 2151.46kb.
• О. А. Ломовцева Основы антимонопольной деятельности Учебное пособие, 1390.1kb.
• Учебное пособие 2002, 2794.97kb.
• Учебное пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры экономики и управления, 1175.93kb.
• И. И. Ползунова Бийский технологический институт Л. Г. Миляева основы планирования, 1373.58kb.
• Т. Ф. Киселева теоретические основы консервирования учебное пособие, 2450.86kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «основы маркетинга» Учебное пособие, 2315.48kb.

Частное учреждение образования

Институт предпринимательской деятельности


В.М. Круглик, Н.Г. Сычев


Основы энергосбережения

Учебное пособие для студентов, обучающихся по экономическим специальностям


Минск 2010


Учебное пособие по дисциплине «Основы энергосбережения» для студентов

экономических специальностей

разработано: д.т.н., профессором В.М. Кругликом, к.т.н., доцентом

Сычевым Н.Г. (кафедра коммерческой деятельности ИПД)


Рекомендовано к изданию кафедрой «Коммерческая деятельность»

Института предпринимательской деятельности (протокол № 2 от 23

сентября 2010 г.)

Заведующий кафедрой В.М. Круглик


Одобрено и утверждено на заседании Научно-методического совета ИПД_:

протокол № 1 от 29 сентября 2010 г.


Председатель НМС В.В. Шевердов


Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент кафедры экономики и организации

машиностроительного производства БНТУ А.А. Королько;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры коммерческой деятельности института предпринимательской деятельности

Л. С. Застенский

К-78	Круглик В.М. ,Сычев Н.Г. Основы энергосбережения: Учебное пособие для студентов экономических специальностей. Мн.: ИПД, 2010. – 138 с. ISBN 985-6421-40-3 В пособии излагаются основные вопросы дисциплины «Основы энергосбережения» в соответствии с типовой учебной программой. В работе систематизировано и представлено шесть тем. Адресуется студентам экономических специальностей для изучения проблемы, подготовки к контрольному срезу знаний, зачету и экзамену.
	ББК 31
ISBN 985-426-683-4		В. М. Круглик, Н.Г. Сычев. 2010.

Предисловие


Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, ведущих подготовку специалистов по экономическим специальностям. Написано на основе типовой учебной программы Е138, утвержденной 15.06. 2009г. Министерством образования Республики Беларусь. При написании пособия использована нормативно- правовая база Республики Беларусь, научные статьи из журналов, изданных в 2009-2010г.; учебные пособия: 1. Самойлов М. В. Основы энергосбережения – Мн.: БГЭУ.– 2004; 2. Основы энергосбережения/ Б.В. Врублевский, Е.Н. Лебедева, А. Б. Невзорова и др. Под ред. Б.И. Врублевского. Гомель, 2002; 3. Поспелова Т.Г. Основы энергосбережения. – Мн.: УП « Технопринт», 2000. –351с.


Введение

Энергетика является одной из основ и составных частей инфраструктуры человечес­кой цивилизации, важнейшим фактором про­изводства и жизнеобеспечения современного общества. Именно она ресурсно обеспечивает стационарные и мобильные силовые и темпе­ратурные процессы в хозяйстве, информаци­онно-управленческую деятельность и соци­альную сферу, равно как и формирует значи­тельные потоки мировой торговли и тематику международных политических отношений. Она во многом определяет конкурентоспособность выпускаемых промышленностью товаров, в структуре себестоимости продукции расходы на энергоресурсы составляют от 5 до 40%. В мире в 2009г. потреблялось около 17 млрд. т. у. т., на каждого жителя 2,62 т у.т., в Республике Беларусь-3,62; в США- 12.2; в России- 7.8; в Японии- 6,84; в странах ЕС- 6,2; Китае-1,95; Индии- 0,58. В 2009г энергоемкость ВВП Республике Беларусь составляла 460 кг н. э., в США –310 кг н. э., в России – 580 кг. Н. э., а 20 лет тому назад в РБ – 780 кг н. э., в России – 580 кг. В Республике Беларусь в 2008 году в произведено электроэнергии 35,0 млрд. кВт-ч, потреблено 36,9 кВт-ч., в т.ч. промышленностью и строительством -17,9 млрд. кВт-ч, сельским хозяйством -3,4 млрд. кВ-ч, транспортом-1,8 млрд. кВт-ч, Потери в электросетях -3,7 млрд. кВт-час, отпущено за пределы РБ -5,2 млрд. кВт∙ч Произведено на ГЭС 10,4 млн. кВт-ч ( в общем объеме около 1%)

В год в РБ используется около 35-36 млн. т у.т., в т. ч. в качестве: светлых нефтепродуктов-4 млн. т у.т.; сырья для промышленности -3,5 млн. т у.т., котельно-печного топлива -27 млн.т у.т. Суммарное потребление тепловой энергии в РБ около 70 млн. Гкал в год.

Потенциал ТЭР в РБ: нефти 60 млн. т.; бурого угля -150 млн. т., сланцев-11 млрд.т; газа -3-4 млрд. куб м ; торфа -4 млрд. т ; древесины и древесных отходов - ежегодно 2,7 – 3 млн. т. Государственная программа Республики Беларусь, утвержденная постановлением Совета Министров Беларуси №1076, предполагает до 2015 строительство и модернизацию 161 энергоисточников на местных видах топлива  . Тепловая мощность составит порядка 1025,7 МВт, а электрическая 39,45-47,45 МВт. Сегодня Республика Беларусь импортирует около 80-% теплоэнергетических ресурсов и в ближайшие 2-3 года эта ситуация не может существенно измениться. При огромном импорте ТЭР мы одновременно чрезвычайно нерационально их используем – по сравнению с технически развитыми странами ЕС в среднем наши машиностроительные предприятия на единицу ВВП РБ расходуют в 2-2,5 раза больше ТЭР. Это связано с применением существенно устаревших технологических процессов и

изношенного оборудования, средний возраст которого превышает 30 лет. Промышленно развитые страны ЕС не допускают использования технологических процессов, у которых возраст более 5 лет и оборудования старше 8 лет. Кроме того, уровень автоматизации применяемых на наших предприятиях технологических процессов низкий. Это является также основной причиной недостаточного качества нашей продукции по сравнению с аналогичными изделиями, изготавливаемых на предприятиях большинства стран ЕС.

Существенное истощение в мире источников доступного углеводородного сырья и конец эры дешевого топлива делают проблематичным стабильное энергообеспечение многих стран мира, в т.ч. и Республики Беларусь. По прогнозам в мире осталось разведанных запасов: каменного угля на 150 лет, газа на 60 лет, нефти на 40 лет. За всю свою историю человечество уже использовало до половины извлекаемых запасов традиционного ископаемого топлива, а нынеш­ний спрос на него чуть ли не вчетверо опережает прирост располагаемых запасов. Пик добычи прошли уже 54 из 65 стран-производителей нефти, на 2015-2020 гг. прогнозируется ее планетарный максимум. По оценкам Международного энергетического агентства мировой спрос на первичные энергоресурсы возрастет к 2030 г. до 17.010 млрд. т в нефтяном эквиваленте (н.э.) про­тив 11.730 млрд. в 2006 г. При современной струк­туре энергобаланса для его удовлетворения толь­ко по нефти понадобилось бы ввести в оборот за­пасы, вшестеро превышающие нынешние запасы Саудовской Аравии. Чуть лучше ситуация по га­зу, углю и ядерной энергии, но и здесь сохранение ориентации на тради­ционную энергетику будет стоить миру порядка 26 трлн. долл. (в ценах 2007 г.) инвестиций. К тому же прирост потребности в капиталовложениях в этот период будет превышать расширение предло­жения энергоресурсов, так как только для поддержания достигнутого уровня их поставок чуть ли не полови­на существующей энергоструктуры мира к 2030 г. будет нуждаться в реконструкции и замене. В связи с этим многие страны мира видят выход из создавшейся ситуации во всемерном развитии энергетики на базе возобновляемых источников энергии. Но сегодня развитие возобновляемых источников энергии пока дорого, на этом этапе целесообразнее больше внимания уделять совершенствованию уже известных энергетических технологий и устройств, предназначенных как для получения, так и для использования энергии в различных отраслях народного хозяйства.


1. Энергия и ее роль в жизни общества

1.1 Основные понятия и определения, связанные с энергосбережением и энергетикой.

Энергосбережение - организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации; Энергосбережение — это процесс, при котором сокращает­ся потребность в энергоресурсах и энергоносителях в расчете на единицу конечного полезного товара или услуги;

Энергоемкость продукции – это количество всех видов энергии (энергоресурсов), затраченное на производство конкретной продукции;

Электроэнергетическая система (элекросистема) – это совокупность электрических станций, электрических сетей, подстанций и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима работы и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления энергии.

Электрическая сеть – это совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящей из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи;

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

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – система добычи, транспорта, хранения, производства и распределения всех видов энергоносителей: газа, нефти и продуктов ее переработки, твердых видов топлива, электрической и тепловой энергии.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)- энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом технологическом процессе;

Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов - использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства;

Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов - достижение максимальной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства;

Показатель энергоэффективности - научно обоснованная абсолютная или удельная величина потребления топливно-энергетических ресурсов (с учетом их нормативных потерь) на производство единицы продукции (работ, услуг) любого назначения, установленная техническими нормативными правовыми актами в области технического нормирования и стандартизации;

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (НВИЭ)- источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов;

Пользователи топливно-энергетических ресурсов - субъекты хозяйствования независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц или предпринимателей, осуществляющих свою деятельность без образования юридического лица, а также другие лица, которые в соответствии с законодательством Республики Беларусь имеют право заключать хозяйственные договоры, и граждане, использующие топливно-энергетические ресурсы;

Производители топливно-энергетических ресурсов - субъекты хозяйствования независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц, для которых любой из видов топливно-энергетических ресурсов, используемых в республике, является товарной продукцией.

Пассивный дом- это здание, уровень тепловых потерь которого может быть исключительно малым, не более 15 кВт-ч/кв. метр в год.

Энергетика – это топливно-энергетический комплекс страны, включающий устройства и сооружения для получения, преобразования, передачи использования энергии энергетических ресурсов.

Энергоэффективное устройство – техническое устройство, которое при преобразовании одного вида энергии в другой имеет наивысший КПД в сравнении с аналогичными устройствами, например, индукционная лампа для освещения по сравнению с люминесцентными источниками света.

Энергоисточник – энергопроизводящая природная или искусственная система, способная передавать в окружающую среду, в т. ч. человеку, тепло-энергетические ресурсы (электроэнергию, свет, тепло, механическое движение и т.д.).

Энергопотребитель – производство, организация, физическое или юридическое лицо, устройство, потребляющие различные виды энергоресурсов, рационально используемых для реализации в технологических процессах.

Электростанция – техническое устройство, которое преобразует первичные виды энергии в электрическую энергию, которая обладает высокой технологичностью использования в различных технологических процессах (освещение, механическое движение, нагрев, интенсификация химических процессов и т.д.).

Условное топливо – это единица учета органического топлива, применяемая для сопоставления эффективности различных видов топлива, это такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 7000ккал тепловой энергии или 29,3 ·10Дж.

Местные виды топлива (МВТ) – это древесные отходы, дрова, торф, высушенные и прессованные в брикеты или пелеты солома, древесные опилки, кора, сучья растительность и органические отходы сельскохозяйственного производства.

Тепловая электрическая станция (ТЭС) – преобразует тепловую энергию в электрическую.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – осуществляет выработку электрической и тепловой энергии за счет сжигания первичных ТЭР (газа, мазута, угля, торфа, древесины)

Конденсационная тепловая электростанция (КЭС) – вырабатывает только электрическую энергию за счет сжигания природных ТЭР.

Гидроэлектростанция (ГЭС) – преобразует механическую энергию движения воды в электрическую.

Солнечная электростанция (СЭС) – преобразует энергию солнечного света с помощью фотоэлементов в электрическую.

Ветряная электростанция (ВЭС) – преобразует энергию ветра в электрическую.

Атомная электростанция (АЭС)– преобразует атомную энергию ядерного топлива в электрическую.

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) – преобразует механическую энергию движения предварительно накопленной в определенном водоеме воды в электрическую.

Приливная электростанция (ПЭС) – преобразует энергию приливов и отливов океанов и морей в электроэнергию.


1.2. Основные законодательные акты Республики Беларусь по вопросам энергосбережения

Закон Республики Беларусь от 15 июля 1998 г. N 190-3 «Об энергосбережении» (в ред. Закона Республики Беларусь от 20.07.2006 N 162-3).

2. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 2 февраля 2006 г. N 137 «О Республиканской программе энергосбережения на 2006 - 2010 годы».

3.Указ Президента Республики Беларусь от 20 марта 2006 г. № 167 "О финансировании в 2006 году мероприятий и программ по энергосбережению"

4. Директива Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 г. № 3 "Экономия и бережливость -главные факторы экономической безопасности государства"
   
5. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 28 сентября 2007 г. № 1225 "Об утверждении Республиканской программы по преобразованию котельных в мини-ТЭЦ на 2007 - 2010 годы"
   

6. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 31 августа 2007 г. № 1122 "О мероприятиях по реализации Директивы Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 г. N 3"

7.Постановление Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь от 30 августа 2007 г. № 48 "Об утверждении Положения о комиссии Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь по контролю за экономией и рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов и Инструкции о порядке проведения отраслевого конкурса по энергосбережению и своевременным расчетам за потребленные топливно-энергетические ресурсы"

8.Постановление Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь от 1 августа 2007 г. № 40 "Об утверждении Инструкции по расчету целевых показателей по энергосбережению"

9. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 18 февраля 2009г. N 212 О мероприятиях по выполнению в 2009 году Государственной комплексной программы модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов на период до 2011 года

10. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 23 февраля 2006 г. N 255 «О мероприятиях по выполнению в 2006 году государственной комплексной программы модернизации основных производственных фондов белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов в 2006 - 2010 годах».
    
11. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 18 ноября 2005 г. N 1290 «Об утверждении плана основных мероприятий по реализации концепции энергетической безопасности и повышения энергетической независимости Республики Беларусь».
    
12. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 11 ноября 1998 г. N 1731 «Об утверждении положения о порядке разработки и выполнения республиканских отраслевых и региональных программ энергосбережения» (в ред. постановлений Совмина от 17.03.2004 N-302, от 16.03.2006 N 353).
    
13. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 18 октября 2004 г. N 1301 «Об утверждении положения о порядке проведения экспертизы программ и мероприятий по энергосбережению».
    
14. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 17 мая 2005 г. N 512 «Об утверждении перечня приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2006 - 2010 годы».
    

16. Постановление Министерства экономики Республики Беларусь, Министерства энергетики Республики Беларусь, Комитета по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь от 24 декабря 2003 г. N 252/45/7 «Об утверждении инструкции по определению эффективности использования средств, направляемых на выполнение энергосберегающих мероприятий».

17. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 30 декабря 2004 г. N 1680 «об утверждении целевой программы обеспечения в республике не менее 25 процентов объема производства электрической и тепловой энергии за счет использования местных видов топлива и альтернативных источников энергии на период до 2012 года».

18. О мероприятиях по выполнению в 2009 году Государственной комплексной программы модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов на период до 2011 года Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 18 февраля 2009 г. № 212

19. Государственная программа модернизации основных производственных фондов белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов в 2006–2010 годах. — Минск, 2005.

20. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 12 июля 2007 г. № 897 "Об утверждении показателя по экономии ресурсов на 2007 год"
    

21. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 30 мая 2007 г. № 701 "Об утверждении программы мер по экономии энергоресурсов и денежных средств"

20. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 27 февраля 2007 г. № 241 "Об утверждении основных целевых показателей прогноза социально-экономического развития Республики Беларусь на 2007 год по энергосбережению"
    
21. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 19 февраля 2007 г. № 206 "О мероприятиях по выполнению в 2007 году Государственной комплексной программы модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов в 2006 - 2010 годах"
    
22. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 26 декабря 2006 г. № 1726 "Об утверждении плана мероприятий по использованию в республике местных топливно-энергетических ресурсов"
    
23. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 23 февраля 2006 г. № 255 "О мероприятиях по выполнению в 2006 году Государственной комплексной программы модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов в 2006 - 2010 годах"
    
24. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 2 февраля 2006 г. № 137 "О Республиканской программе энергосбережения на 2006 - 2010
    

1.3. Система энергосбережения в Республике Беларусь


Рациональный расход энергоресурсов в стране может быть реализован только при функционировании системы энергосбережения, которая включает в себя три подсистемы: 1) нормативно-правовую; 2) организационно-экономическую; 3) материально-технического обеспечения (Рис.1.1). Все элементы системы находятся в тесной взаимосвязи и выполняют определенную роль, направленную на эффективное использование энергетических ресурсов при их добыче, переработке, трансформации, использовании и утилизации. Отсутствие хотя бы одного элемента этой системы или несвоевременное и некачественное выполнение своей функции превращает всю систему в такое образование, которое не может качественно выполнять практически все поставленные задачи и, соответственно, достичь цели. Формирование и совершенствование системы энергосбережения– сложный и достаточно длительный процесс, в котором принимают участие большое количество ученых, инженеров, специалистов и рабочих; В этом процессе применятся много техники, используются прогрессивные технологии, новейшие материалы и приборы. Система должна работать по различным направлениям (Рис.1.2.).





Рис. 1.1. Система энергосбережения




Рис.1.2. Направления деятельности по энергосбережению


1,4. Эффективность использования энергии

Любой технологический процесс характеризуется качеством выполняемой работы и расходом ресурсов, в том числе расходом энергоресурсов, так как это во многом определяет себестоимость продукции или услуг. Принято расход ресурсов относить к единице, весу (массе) или общей себестоимости продукции или к валовому внутреннему продукту (ВВП). Часто используют понятие энергоемкости продукции, характеризующее уровень прогрессивности технологических процессов, применяемых при изготовлении этой продукции. В таблице 1.1. приведены данные, характеризующие научно-технический и экономический уровень развития некоторых стран в 2003-2004г. На рис.1.3. приведены данные по энергоемкости ВВП некоторых стран в 2007г. и планы Беларуси по снижению энергоемкости ВВП на 2008и 2010годы. Видно, что все рассматриваемые страны уделяют этому аспекту экономики значительное внимание, не исключением является и Республика Беларусь (Рис.1.4.).

Представленные на рис 1.3.-1.4. данные показывают, что снижение энергоемкости продукции в Беларуси является стратегическим направлением развития экономики страны. Очевидно, что в настоящее время более рационально повышать эффективность расходования энергетических ресурсов, чем наращивания объема их потребления (Рис 1.5.). Специалисты утверждают, что проведение энергосберегающих мероприятий в различных отраслях

Таблица 1.1. Сравнительные данные энергоемкости ВВП и потребления ТЭР и электроэнергии по некоторым странам.

Страна	ВВП на душу населения, дол. США	ТЭР на душу населения, Т.Н.Э.	Энергоемкость ВВП, кг н.э./ 1 дол. США	Потребление электроэнергии. МВт-ч/чел.
Литва	1 350	2.19	1.62	2,67
Украина	1910	3.29	1,72	3,85
Беларусь	2160	2.69	1,24	3,38
Латвия	2320	1.76	0,76	2,50
Польша	2410	2.56	1,06	2,54
Россия	2650	4.04	1,52	5,78
Эстония	2820	3.55	1,26	5,14
Чехия	3200	3.90	1.22	5,87
Финляндия	18850	5.95	0.32	12.90
Франция	23420	3.84	0,164	8,29
Швеция	23530	5.60	0.233	16,30
Германия	25580	4.10	0,160	5,62
Дания	27970	4.00	0,143	5.97
Швейцария	37930	3.60	0,092	9.58
Канада	19510	7.80	0,40	19.80
США	25880	7.90	0,305	11,70
Япония	34630	3.82	0,110	7,69