Заметки об энергосбережении
TRANSCRIPT
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
«БЕЗ КУПЮР»Уральский энергетический институт
ПРОБЛЕМА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
О чем разговор?..2
ПОНЯТИЕ «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»
(ФЗ-261)
реализация
организационных,
правовых,
технических,
технологических,
экономических
и иных мер,
направленных на уменьшение объема
используемых энергетических ресурсов
при сохранении соответствующего
полезного эффекта от их использования3
НА ВСЕХ ЛИ ХВАТИТ?..
Годовое производство энергии на душу населения
Индекс развития человека в зависимости от потребления
• К началу XXI века мировое
потребление энергии > 400·1018
Дж/год (12 700 ГВт)
• К 2020 году энергопотребление
возрастёт более, чем в 1,5 раза, в
основном за счёт развивающихся
стран
• Энерговооруженность страны
коррелирует с уровнем ее развития
• Эпоха «дикаря» < 0,1 т у.т./(чел·год)
• Эпоха механической энергии < 1 т
у.т./(чел·год)
• Эпоха химической энергии > 1 т
у.т./(чел·год)
• Энергетический эквивалент
благополучия сейчас – 8 т у.т./(чел·год)
3
ОБЗОР ЭРНСТ ЭНД ЯНГ
5
…Экстремальные климатические условия (наводнения и др.) в сочетании с деятельностью,
подрывающей жизнеспособность экосистемы (вырубка леса, добыча ископаемых, обращение
с отходами), а также с ростом мирового спроса во всех отраслях экономики в результате
увеличения численности населения заставляют компании признать наличие неразрывной
связи между устойчивым развитием и доступностью природных ресурсов.
Вода – также
«исчерпаемый» ресурс
3630 респондентов из 17 секторов
экономики; компании с годовой выручкой
более 1 млрд. долл. (85% - США)
ДОБЫВАТЬ СЛОЖНО…
6
Где теперь газ?..
Проект штокмановского
месторождения
Арктика – у российских побережий самые
крупные среди арктических газовые
месторождения
http://www.shtokman.ru/
Торжество разума в эпоху безысходности
Основные характеристики месторождения
• Открыто в 1988 г.
• Расположено в 550 км от берега
• Начальные геологические запасы оцениваются в
3,9 трлн м3 газа и 56 млн т газового конденсата
• Глубина моря — 340 м
• Высота волн — до 27 м
• Годовой диапазон температур: от −50 до +33 °C
• Наличие айсбергов весом до 4 млн т
ТОПЛИВНАЯ ЦЕПОЧКА – ЦЕПОЧКА ПОТЕРЬ…
Потери
неизбежные (на
данном этапе
технологического
развития),
устранимые
(«недотяг» до уровня
техники или уровня
эксплуатации)
тепловая
энергия
Уголь: ~ 10-15%
Природный газ: ~ 15-25%
Ядерное топливо: ~ 14-16%
7
Показатель Как пока еще
есть
Как вполне уже
может быть
Эффективность выработки электроэнергии, % 33-43 40-60
Эффективность выработки тепла, % 40-80 75-95
Потери тепла в теплосетях, % до 50 10-12
Потери электроэнергии в электросетях, % 10-12 8-10
Удельная отопительная нагрузка, кВтч/(м2год) 200-400 80-100
ЭНЕРГЕТИКА – ТРЕТЬ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ…
8
По данным Стратегического прогноза Росгидромета на 2010 – 2015 гг. : Потепление будет происходить
ритмически, многолетние волны тепла будут чередоваться с многолетними волнами холода
Экстремальные фазы волн в различных регионах будут наступать не одновременно, создавая перераспределение тепла и влаги
Количество осадков в целом по России будет увеличиваться
ПОТЕНЦИАЛ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ В РОССИИ
Возможная экономия (IFC):
240 млрд.м3 ПГ
340 млрд. кВтч
89 млн. т угля
43 млн. т нефти и нефтепродуктов
Россия может экономить 40-45% энергопотребления уровня 2007 г.
Каждый 1% экономии дает прирост ВВП на 0,35%
Энер-гетика40%
Промышлен-ность35%
ЖКХ25%
9
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ
Новые станции
Возобновляемая энергетика
Реализуемые технологии
10
ВЫЗОВЫ ВРЕМЕНИ И РЕШЕНИЯ
Вызовы современной
энергетике
Научные и отраслевые исследования
УралЭНИН, содержание специальных
дисциплин образовательных
программ
1. Исчерпаемость первичных
ресурсов
• Новые технологии производства
энергии из ископаемых топлив
• Атомная энергетика
• Возобновляемая энергетика
• Эффективное потребление топлива,
воды и энергии на производстве и в
быту
2. Невысокая эффективность
топливного цикла
3. Негативное воздействие на
окружающую среду
4. Существенные затраты на
добычу, транспорт и
переработку
• Новые системы добычи, аккумуляции,
трансформации и транспорта
топлива, электроэнергии и тепла
11
ТОПЛИВНАЯ БАЗА ЭНЕРГЕТИКИ
12
Т, лет
100
R, %
0
1970-е гг. Газ оказался самым удобным топливом
для энергетики – чистое, высокоэнергетическое, удобное для транспортировки
И тем не менее: газ – это не топливо, это –деньги
?
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ ИЗ
ИСКОПАЕМЫХ ТОПЛИВ
Гибридный цикл –турбины + ТЭ целевой н 80% (газ)
Совмещенный цикл –газо-паровая турбина (на водороде) целевой н 45% (уголь
и депонирование СО2)
Парогазовый цикл –паровая и газовая турбины средний н 43-48%
наилучший н 60% (газ)
Паросиловой цикл –паровая турбина средний н 39-41%
наилучший н 53% (газ), н 46% (уголь)
целевой н 60% (газ), н 53% (уголь)
13
Прогресс развития технологии
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИЭ
Работают с низкоплотными энергетическими потоками поэтому обладают невысоким
КПД (до 30%) поэтому – относительно дороги
(до 10 тыс. $/кВт)
В условиях России пока исключительно объекты автономногоэнергоснабжения
14
Find each other…
ЧТО ЕСТЬ ПО ВИЭ
15
SMART-GRID
16
Классическая
электрическая сеть Интеллектуальная сеть
Классическая электрическая сеть – одна или нескольких
генерирующих станций, связанных с потребителями энергии
Интеллектуальная сеть – электро-информационная сеть, в
которой энергия (+ информация) передаются в обе стороны,
которые являются практически равноправными участниками
энергетического рынка (они обе имеют генераторы и при верном
взаимном дополнении позволяют снижать потери в сетях и риски
возникновения техногенных ЧС на объектах энергетики).
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
с точки зрения энергетика17
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ
МЕРОПРИЯТИЙ
18
По данным IFC
(подразделение
Всемирного банка) 80%
энергосберегающих
проектов могут окупиться
в срок до 2 лет
Беззатратные и
малозатратные
мероприятия позволяют
реализовать до 30% всего
потенциала
энергосбережения
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЯ
а - изменение
теплопоступлений
б - изменение
температурных
параметров
В зданиях с переменным тепловым режимом прибегают к понижению температуры помещений в нерабочие периоды суток
Допускается снижать температуру до уровня не допускающего конденсацию водяных паров на стенах (+5 оСдля сухих помещений)
Экономия энергии – до 19% в год
а
б
19
ХИМИЧЕСКАЯ ВОДОПОДГОТОВКА
20
Подготовка воды Предотвращение
отложений солей жёсткости на поверхностях нагрева котлов, снижение загрязнения водоподающей сети
Снижение расходов на ремонтные работы
Снижение гидравлического сопротивления трубопроводов и затрат электрической энергии на подачу воды
Повышение КПД работы котельных агрегатов и снижение перерасхода топлива
1,53
7
10
13
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15П
оте
ри
те
пл
ово
й э
нер
гии
, %Толщина отложений солей жесткости, мм
По данным фирмы «Lifescience»,
Великобритания
УСТАНОВКА ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА
0 0,5 1,0 1,5 Кз
0,8
0,4
0
, %
Кз = Р / Рном – коэффициент
загрузки
Пример: до 90% времени в течение сезона (с марта по октябрь) система ВК работает с нагрузкой менее 60% от расчётной, 60% времени – с нагрузкой менее 30% от расчётной
Двигатели различных производств: 75% электроэнергии в
промышленности РФ расходуется на привод (насосы, компрессоры, воздуходувки)
Снижение потребляемой насосом электроэнергии на 10-40%
полное устранение токовых перегрузок двигателя и гидравлических ударов
21
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЖИЛИЩНО-
КОММУНАЛЬНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
22
СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧЕТА
ЭНЕРГО- РЕСУРСОПОТРЕБЛЕНИЯ
23
Нижний уровень
(квартира)
Средний уровень
(домовая сеть)
СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В БЫТУ, ОФИСАХ,
АДМИНИСТРАТИВНЫХ, УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ
24
Объекты
оптимизации:
• входные группы
• оконные
конструкции
• отопительные
приборы
• система
вентиляции
ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДОВАНИЯ ВОДЫ
25
Инфракрасный датчик
Водоэкономичная насадка
Разработал гл.технолог
ОКБ «Новатор»
Л.А.Каргаев (патенты РФ
№ 2271419, 2145991,
20005140)
Экономия воды
при умывании и
мойке в 8-10 раз
Аэратор
Стабилизация
расхода на
уровне 4-10
л/мин (при
18-20 л/мин в
обычном кране)
– до 70%
экономии
Экономия воды до
25% в
общественных
местах
СВЕТОВАЯ ОТДАЧА РАЗЛИЧНЫХ ЛАМП
26
КЛЛ – компактные люминесцентные лампы при в 3-4 раза меньшем потреблении энергии обеспечивают такой же световой поток, что и ЛН –лампы накаливания
СДЛ – светодиодные элементы еще в 2-,25 раза более экономичны
НО!
Надо помнить, что: КЛЛ содержат ртуть и требуют
специальной утилизации
СДЛ некоторых типов (производителей) имеют повышенную светоотдачу в области спектра, опасной для зрения человека
СДЛ
ЛН
КЛЛ
КЛЛ
СДЛ