Структура і тенденції розвитку енергопостачання

Енергію у вільній формі неможливо накопичувати на скільки-небудь тривалий час. Тому процеси виробництва і споживання енергії повинні збігатися в часі або випливати безпосередньо один за одним і бути зв'язані між собою ланкою передачі. Це дуже впливає на характер виробничих, технічних і економічних зв'язків енергетики з іншими галузями матеріального виробництва, на структуру і форми розвитку властиво енергетики і систем енергопостачання.

Енергопостачання - сукупність послідовних процесів виробництва, передачі і використання енергії.

Система енергопостачання - сукупність установок і обладнань, призначених для цілей енергопостачання.

Ланцюг перетворення енергії. На практиці часто використовується термін "види енергії", під яким розуміються різні джерела енергії або види палива.

Паливо - горюча речовина, яка економічно доцільно використовувати для одержання значної кількості теплоти.

Теплота згоряння - кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива. Розрізняють вищу QPH і нижчу Q теплоту згоряння (теплотворну здатність палива).

Вища Q - теплота згоряння, що виділяється при згорянні 1 кг твердого, рідкого або 1 м³ газоподібного палива при перетворенні водяних пар, що втримуються в продуктах згоряння, у рідину. Нижча теплота згоряння менше вищої на величину паротворення вологи, наявної в паливі (Wp) або, що утворюється в результаті згоряння водню палива (Нр).

Умовне паливо як поняття використовується для порівняльних розрахунків.

Умовне паливо - паливо, теплота згоряння якого прийнята рівної 29,35 Мдж/кг (7000 ккал/кг). Переклад дійсної кількості палива в умовне проводиться множенням кількості даного палива на його еквівалент Е=Q/29,35.

Основними природними (первинними) паливно-енергетичними ресурсами (ТЕР), на яких базується сучасна енергетика, є викопне паливо (вугілля, торф, нафта, сланці, горючі гази), продукти його переробки (моторне паливо, мазут, брикети), водяні потоки (ріки), ядерне пальне (уран, торій). Існують і інші види палива або джерела енергії, наприклад, біомаса, енергія сонця, енергія вітру, енергія хвиль, гідроресурси, геотермальна енергія. Це поновлювані, найбільше екологічно чисті, так звані альтернативні джерела енергії.

Видом споживаних ресурсів визначаються напрямки розвитку енергетики: теплоенергетика, що використовується ТЕР і визначальна масштаби паливодобувної промисловості; гідроенергетика, що розвивається на базі гідроенергетичних ресурсів як галузь по комплекснім використанню водних запасів країни; атомна енергетика, заснована на перетворенні внутрішньоядерної енергії в інші види; вітроенергетика, геліоенергетика і ін.

Усі ці види палива представляють первинні енергетичні ресурси і утворюють перша ланка ланцюга перетворення енергії - енергетичного ланцюжка (рис. 7.1). На діаграмі представлений шлях від джерела енергії до її кінцевого споживання. Наприклад, сира нафта, що добувається із землі, є первинним джерелом енергії, але має обмежене застосування. Вона може бути перетворена в більш калорійні вторинні джерела енергії, такі як бензин, газ, нафта, мазут, важке дизельне паливо і т.д. Подібна обробка пов'язана з певними втратами енергії. Доведення вторинної енергії до споживача також сполучене з додатковими втратами енергії на транспортування і розподіл. На заключному етапі енергоносій перетвориться для одержання корисної енергії і подачі її в пункт споживання. Наприклад, у процесі спалювання мазуту в топленні опалювальної котельні одержуємо теплоносіїв (водяна пару, гарячу воду), подавані, зокрема, на опалення і гаряче водопостачання міських об'єктів.

Основними видами продукції енергетичного виробництва є електрична і теплова енергія, у формі яких відбувається споживання енергетичних ресурсів на кінцевій стадії їх використання. Обладнання, на яких енергія природних енергетичних ресурсів перетвориться в інші види енергії, називаються енергогенеруючими (або енергогенераторами), а перетворені види, що використовують, енергії - енергоприймачами (споживачами або абонентами).

Рис.7.1. Структура енергопостачання

Таким чином, виходячи із завдань енергопостачання і ланцюги перетворення енергії, будь-яка система енергопостачання базується на певних енергетичних ресурсах і містить у собі три головні елементи: джерело енергії (енергогенератор), мережі (розподільні і транспортні) і енергоприймач (споживач, абонент).

Структура передатних ланок у системі визначається рівнем концентрації і централізації енергопостачання.

Концентрація - процес зосередження виробництва енергії на великих енергетичних підприємствах, тобто збільшення одиничної потужності і продуктивності енергетичних установок і встаткування. Концентрація - найважливіший фактор удосконалювання технічної бази і підвищення ефективності виробництва.

Централізація - об'єднання споживачів енергії єдиними для них енергетичними мережами і джерелами енергії, обумовлене, у першу чергу, нерозривністю в часі процесів виробництва і споживання енергії. Централізація в енергетику - форма раціональної організації енергопостачання споживачів.

Концентрація і централізація енергопостачання збільшують дальність передачі енергії. Це пов'язане з додатковими витратами і втратами енергії в розподільній системі. Знизити ці втрати і збільшити дальність транспортування дозволяє підвищення потенціалу енергоносіїв, використовуваних для передачі і розподілу енергії.

Основною формою енергопостачання в Україні є централізовані системи. Поєднуючи енергогенеруючі установки, що трансформують, що і розподіляють обладнання і енергоприймачі, вони характеризуються спільністю принципів формування і режиму роботи всіх ланок, взаємозалежністю процесів виробництва, розподілу і використання енергії.

Паливно-енергетичний комплекс України. Із принципами концентрації і централізації зв'язане об'єднання енергетики і галузей паливодобувної і переробної промисловості в єдиний паливно-енергетичний комплекс (ПЕК). ПЕК України - один з найбільших і чітко виражених комплексів національної економіки, що представляє собою єдину систему енергопостачання країни, що і охоплює сукупність процесів виробництва, перетворення, транспорту і розподілу паливно-енергетичних ресурсів.' Головною метою функціонування ПЕК є ефективне і надійне забезпечення всіх потреб народного господарства України енергією необхідної якості (електричної і тепловий, а також у вигляді тих або інших енергоносіїв і робочого тепла).

Електроенергетик, або енергетичн промисловіст, Україн охоплюва сукупніст процес по виробництв, транспорт і розподіл електричн і теплов енергі, реалізован атомн електростанці (АЕС), теплов електростанці на органічн палив (ТЕС, ТЕЦ), гідравлічн (ГЕС), що гидроаккумулирующими (ГАЕС) електростанциями и котельними, подведомственними Министерству енергетики Украини (Миненерго); линиями електропередач, електрическими и тепловими сетями Миненерго; електростанциями, котельними и утилизационними установками ведомственних организаций и предприятий розподільними електричними і тепловими мережами, що не належать Міненерго; енерго- і паливно-збутовими організаціями. Крім перерахованих потужних джерел теплової і електричної енергії (як правило, системи Міненерго), існує значне число малих систем теплоелектрогенерування, які розосереджені по містах, населених пунктах і різним галузям промисловості. Це районні опалювальні і опалювально-виробничі котельні, заводські ТЕС, ТЕЦ і котельні, промислові печі, побутові енергоустановки, призначені для обслуговування декількох будинків і споруджень, індивідуальних будівель, котеджів, приватних будинків і т.д. Усі ці енергогенеруючі джерела мають ознаки окремої галузі зі своєю продукцією у вигляді теплової і електричної енергії, зі своїми потребами в паливі, устаткуванні, матеріалах, інвестиціях і т.д. і, природно, зі своїм, іноді досить істотним, внеском у загострення екологічної обстановки. По суті, це своєрідний паливно-енергетичний комплекс, який прийнято називати малою енергетикою. До об'єктів нетрадиційної малої енергетики можна віднести також установки і спорудження, що використовують сонячну енергію, енергію вітру, геотермальну енергію, біомасу, низькопотенційну енергію і т.д.

Обсяги виробництва малої енергетики порівнянні з виробництвом енергії на великих електростанціях. Так, в 1992 р. об'єктами комунальної енергетики використане більш 65 млн.т умовного палива і вироблене порядку 250 Пдж теплової енергії. Для порівняння, усіма тепловими електростанціями України в тому ж році зроблено 324 Пдж теплової енергії і витрачене близько 80 млн.т.у.т.

Паливна промисловість України охоплює сукупність процесів по видобуткові природних видів палива і їх переробці (сортування, збагачення, безпосередньо переробка), реалізованих вугільної, газової, нафтовидобувної, нафтопереробної, торф'яний і атомної промисловості.

Постійне нарощування протягом багатьох десятиліть обсягів виробництва ресурсномісткої і енергоємної продукції привело до того, що Україна перетворилася з експортера паливних ресурсів в імпортера. У той же час енергоємність валового внутрішнього продукту України в 2-4 рази вище за середнє значення в європейських країнах.

Структуру енергопостачання міст формують споживачі енергії і енергоспоживаючі процеси. До споживачів енергії відносять житлові будинки, підприємства і установи комунально-побутового обслуговування і господарства, підприємства громадського харчування, зв'язки, установи освіти, охорони здоров'я, культури, мистецтва, спорту, адміністративно-господарські, навчальні, наукові, суспільні і інші організації.

У міськім комунальнім господарстві споживання енергії забезпечує силові і теплові процеси (високотемпературні, середньо- і низькотемпературні), висвітлення і споживання енергії на культурно-побутові потреби. Практично у всіх містах України на базі міських комунальних і районних електростанцій і казанових установок різного типу зложилася система централізованого електропостачання і теплопостачання населення.

Наступної важливою системою енергопостачання міст є система газопостачання. Газифікація міст одержала широкий розвиток в 50-е роки XX століття. Завдяки газифікації забезпечується централізація паливопостачання високотемпературних процесів у побуті, суспільному і промисловому секторі. Переклад місцевих теплових установок усіх видів на газоподібне паливо сприяє оздоровленню повітряного басейну і поліпшенню загального екологічного і санітарного стану міст.

Розвиток енергетики міст на сучасному етапі характеризують наступні основні тенденції:

· підвищення питомої витрати енергоресурсів на потреби міського господарства;

· випереджальні темпи росту електроспоживання стосовно темпу росту споживання ТЕР у цілому;

· скорочення частки безпосереднього використання палива за рахунок підвищення ролі перетворених видів енергії в задоволенні енергетичних потреб міст;

· поліпшення екологічних показників виробництва енергії і енергоспоживання;

· підвищення рівня газифікації і збільшення частки природного газу в паливно-енергетичному балансі міст;

· ріст концентрації споживання енергії у великих містах, що виражається в підвищенні енергетичної щільності навантаження на 1 км2 міській території і питомої витрати ТЕР на один жителя;

· комбінація переважно централізованого електропостачання з децентралізованим теплопостачанням;

· подальший розвиток газопостачання міст шляхом удосконалювання структури і схеми розподільних мереж, поліпшення їх параметрів, модернізації роботи міського господарства.

Хоча в порівнянні з іншими видами енергії нетрадиційні поки відіграють малу роль, спостерігається також чітка тенденція поступового розвитку вітроенергетики (північне узбережжя Європи, Каліфорнія, південь України), геліоенергетики (Нідерланди, США, Японія).

Тому що в цей час основою енергопостачання міст є централізоване вироблення практично всіх енергоресурсів, то необхідно розглянути перспективи розвитку визначальної складової ПЕК - електроенергетики.

Забезпечення надійного і стабільного енергопостачання народного господарства України електричною і тепловою енергією при значнім зменшенні шкідливого впливу на навколишнє природне середовище здійснюється:

· шляхом технічного переозброєння і реконструкції діючих електростанцій, електричних і теплових мереж;

· освоєнням нових технологій спалювання вугіль шляхом створення відповідного встаткування і парогазових установок, у тому числі із внутрішньою газифікацією вугіль;

· уведенням у число діючих енергоблоків АЕС високого і середнього ступеня готовності;

· подальшим розвитком гідроенергетики шляхом освоєння гідроресурсів Західної України і модернізації малих ГЕС, а також будівництва ГАЕС;

· подальшим розвитком теплофікації з комбінованим виробленням теплової і електричної енергії на ТЕЦ;

· створенням в Україні повного ядерного паливно-енергетичного циклу;

· орієнтацією на забезпечення енергетичним устаткуванням вітчизняного виробництва;

· створенням необхідних умов для повного і своєчасного забезпечення ТЕС українським вугіллям;

· розширенням обсягів використання нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії.

Поиск по сайту: