Перспективы развития мировой энергетики

2 Экономия электрической и тепловой энергии в быту

Список использованных источников

1 Перспективы развития мировой энергетики

По данным Международного института прикладного системного анализа (МИРЭС), потребление первичной энергии к 2030 г. по миру в целом составит приблизительно 24 млрд. т. у. т. в год, то есть возрастет вдвое по сравнению с уровнем 1988 г. Тенденция увеличения потребления первичной энергии составляет примерно 1,5 - 2 % в год.

Перспективы такого роста не могут не вызывать беспокойства, так как это связано с ухудшающейся экологической ситуацией.

Если сохранится современная энергетическая модель (использование углеродного топлива), то в качестве топлива начнут использовать: нефтеносные сланцы, битуминозные породы, тяжелую нефть.

Однако необходимость сокращения выбросов углекислого газа потребует использования безуглеродных источников первичной энергии.

Новая стратегия предусматривает использование водорода, который можно пол лучить из природного газа; энергии биомассы; солнечной энергии, среди способов ее использования наиболее перспективным является фотоэлектрический вариант; ядерного топлива: при условии обеспечения необходимого уровня безопасности.

Подводя итог, можно сказать, что в перспективе в системах энергоснабжения будут использоваться как традиционные, так и нетрадиционные виды энергии.

Энергетика, как никакая другая отрасль общемировой промышленности, требует на нынешнем этапе объединения усилий всего человечества для решения возникших проблем и определения стратегии развития. Главнейшая задача - предотвращение экологического кризиса. Поэтому развитие энергетики на недобавляющих энергию в биосферу Земли источниках не только необходимо, но и неизбежно.

Эра ядерных грез закончена, а существующие и строящиеся АЭС должны обеспечиваться твердой гарантией безопасности. Безотлагательного решения требует проблема захоронения радиоактивных отходов.

По данным МАГАТЭ, в конце 1997 г. во всем мире работало 437 энергетических реакторов - на пять меньше, чем в конце 1996 г. Однако в результате вывода из эксплуатации старых и небольших АЭС и ввода в строй новых и больших реакторных блоков суммарная мощность повысилась. Общее количество ядерных блоков в стадии строительства осталось на том же уровне - 36. Наибольшую долю ядерной энергетики в суммарном энергопроизводстве имеют Литва - 91,5 %, Франция - 78,2 %, Бельгия - 60,1 %, Украина - 46,8 %, Швеция - 46,2 %, Болгария - 45,4 %, Словакия – 44 %, Швейцария - 40,6 %, Словения и Венгрия - 40 %. АЭС обеспечивают примерно 17 % общемирового производства электроэнергии.

Современные концепции безопасности АЭС основаны на трех принципах: управления, глубокоэшелонированной защиты и инженерно технических средств безопасности. Ведущими энергетическими корпорациями и фирмами индустриальных стран разрабатывается более 20 проектов АЭС нового поколения, радикально отличающихся не только по мощности и типу реактора, но и по технологическим, схемным и конструктивным решениям.

По срокам коммерческой реализации и степени самозащищенности АЭС условно делят на три поколения. Проекты АЭС нового поколения основаны на использовании освоенных и проверенных в эксплуатации технологий и конструкций, имеют активные и пассивные системы безопасности, что позволяет снизить вероятность тяжелых аварий и уменьшить на 20 % капиталовложения и себестоимость электроэнергии.

Если говорить об оценке эффективности ввода ядерных энергоисточников в Беларуси, то необходимо отметить следующее.

Различия в стоимости строительства АЭС в разных странах мира нельзя назвать незначительными. Это связано с курсовой разницей валют, стоимостью рабочей силы, уровнем сервиса и ценой на стройматериалы. Основным параметром, определяющим базовую стоимость строительства, являются мощность блоков и их количество на одной станции (уменьшаются затраты на создание инфраструктуры, проектные и изыскательские работы). При оценке эффективности ввода ядерных источников учитываются эксплуатационные затраты, стоимость топливного цикла для ядерных реакторов, прогноз потребности в электроэнергии, прогноз цен на топливо, а также различные сценарии развития системы генерирующих источников.

По данным Института проблем энергетики Национальной Академии наук Республики Беларусь, капитальные затраты на строительство АЭС мощностью 2560 МВт из четырех блоков по 640 МВт составляют 4763,6 млн. дол. США, общий срок строительства АЭС - 19 лет, средние затраты - порядка 250 млн. дол. США в год.

По заключению Института проблем энергетики, развитие атомной энергетики в Беларуси позволит сократить затраты на импорт топливных ресурсов и улучшить баланс внешней торговли. В настоящее время закупки энергоносителей и энергии достигают около 60 % от всего объема импорта и в абсолютном исчислении составляют 1,5 - 1,7 млрд. дол. США, что превышает расходную часть всего государственного бюджета страны. Критики идеи необходимости строительства АЭС отмечают, в частности, что энергетическая значимость АЭС с установленной мощностью 2,4 млн. кВт не превышает 4,5 % энергопотребности страны и вовсе не составляет 30 %, о которых заявляют сторонники строительства АЭС в Беларуси.

Сам по себе факт внушительной доли ядерной энергетики в развитых западных странах сторонники строительства АЭС рассматривают как прямое доказательство перспективности такого пути. Противники строительства АЭС напоминают, что при этом умалчивается тот факт, что в настоящее время созданы большие мощности по производству ядерных реакторов, которые длительное время остаются незагруженными. Умалчиваются также и сложные проблемы захоронения ядерных отходов. А ведь количество слабо- и среднеактивных отходов измеряется тысячами кубометров в год.

Противники строительства АЭС в Беларуси полагают, что теоретические выкладки по поводу прочности и надежности во многом необоснованны. Через определенное время оборудование приходит в негодность и возникает проблема его ликвидации и уничтожения отработанных элементов. Например, средний срок остановки 20 реакторов в разных районах США составил около 13 лет.

Учитывая сложную экономическую ситуацию в нашей стране, необходимо прийти к выводу, что в течение ближайших лет проблема строительства АЭС или использования других способов выработки электроэнергии все равно останется.

Развитая традиционная энергетика также опасна для окружающей среды при существующих технологиях очистки. Экологически неприемлемы крупные и централизованные системы электроснабжения. Каких бы затрат не требовало приведение технологий к экологически допустимым, его необходимо осуществить.

Важнейшая стратегия развития энергетики - это политика энергосбережения. Особенно актуальна эта проблема для стран СНГ и Восточной Европы. Для них в мае 1990 г. представители стран, входящих в Европейскую экономическую концепцию ООН, разработали программу компании "Энергосбережение - 2000", предусматривающую расширение контактов, установление информационного обмена, определение общемировых стандартов, знакомство с эффективными технологиями, демонстрацию передового опыта, отбор новинок.

Исследованиями МИРЭС установлено, что увеличение использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии до 2020 г. может достигнуть только 12 % от мирового потребления традиционной энергетики.

Дальнейший прогресс в создании надежных, технически совершенных, экономичных и простых в эксплуатации конструкций энергоустановок на базе нетрадиционных возобновляемых источников энергии позволит существенно решить и основную проблему - снизить удельную стоимость вырабатываемой энергии. С этой точки зрения интересны прогнозные данные ряда зарубежных специалистов, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 Стоимость электроэнергии, производимой на основе использования различных видов топлива и НВИЭ за рубежом, дол. США / кВт-ч

* Прогнозная оценка.

2 Экономия электрической и тепловой энергии в быту

Результатами проверок, проведенных работниками энергонадзора, установлено, что по халатности и нерадивости потребителей перерасход используемой на бытовые нужды электроэнергии составляет примерно 15 - 20 %.

Где же наиболее ощутимо экономить электрическую энергию в быту?

При пользовании электроплитой. Конфорки электроплит имеют несколько нагревательных элементов (диапазонов включения). При включении электроплиты вначале необходимо включать все нагревательные элементы (всю мощность конфорки), а затем, после разогрева, когда вода вскипит, уменьшить мощность, так как лишнее тепло не ускорит приготовление пищи и температура воды больше чем на 100 градусов не повысится. Экономия достигается, если в разогретой духовке готовить несколько блюд. Посуда для приготовления или подогрева пищи должна быть из алюминия или эмалированная с ровным толстым дном и закрываться крышкой.

Продукты, для тепловой обработки которых требуется длительное время, лучше готовить в скороварках. Количество воды для приготовления пищи должно быть минимальным, чтобы после вскипания не сливать ее в канализацию. Включенную духовку не надо открывать без надобности, это снижает температуру внутри камеры.

Отключать электроплиту целесообразно до закипания чайника: за счет тепловой инерции чайник все равно закипит, а это сбережет до 20 % энергии.

Пользование электрочайником предпочтительнее (КПД 90 %), чем конфорками плиты (КПД 50 - 60 %). Рекордсмен по эффективности - обычный кипятильник - КПД до 92 %.

Использование остывающих электроконфорок для подогрева воды перед ее кипячением в чайнике позволяет сберегать 10 - 30 % электроэнергии. Кроме того, вода отстоится и из нее уйдут элементы, используемые для обеззараживания (хлор), что важно для здоровья.

Замочив крупу на ночь водой, можно сварить из нее кашу в 2 - 4 раза быстрее в зависимости от температуры воды.

При пользовании холодильником 30 - 40 % потребляемой в доме электроэнергии приходится на холодильник. Поскольку холодильник включен в электросеть круглосуточно, то, несмотря на небольшую мощность, он потребляет электроэнергии не меньше, чем электрическая плита. Население пользуется электрическими холодильниками двух видов: компрессорными (с электродвигателем и компрессором) и абсорбционными (с нагревателем). Компрессорные холодильники в 3 - 4 раза экономнее абсорбционных. В последнее время промышленность выпускает электрохолодильники глубокого замораживания. В сравнении с компрессорными они потребляют электроэнергии в 2 раза больше. Место установки холодильника и температура окружающей среды имеют большое значение для нормального режима его работы и экономного расхода электроэнергии. Холодильник нельзя устанавливать вблизи плиты и батарей отопления, на солнечной стороне комнаты. Вокруг холодильника должно быть воздушное пространство для циркуляции воздуха. В холодильник помещается пища, охлажденная до комнатной температуры и в закрытой посуде. Продукты в холодильнике размещаются таким образом, чтобы к ним имелся доступ холодного воздуха. Терморегулятор нужно установить с расчетом, чтобы в охлаждающей камере поддерживалась температура, необходимая для сохранения продуктов, а не слишком низкая. При образовании льда на стенках холодильной камеры толщиной 5 - 10 мм холодильник необходимо размораживать. Охлаждение камеры ниже температуры, необходимой для сохранения продуктов, так же как и повышение температуры окружающего холодильник воздуха, приводит к перерасходу электроэнергии.

Регулярное размораживание дает 3 - 5 % экономии. Нельзя устанавливать холодильник в нишу, это перекрывает вентиляцию нижних соседей и ухудшает условия охлаждения змеевика конденсатора, который охлаждается комнатным воздухом, а в закрытом пространстве он охлаждается гораздо хуже, потребление энергии увеличивается на 20 % (частое включение).

При пользовании телевизором, радиоприемником, магнитофоном, швейной и стиральной машинами, пылесосом, утюгом и другими бытовыми приборами. За счет правильного использования перечисленных приборов можно получить существенную экономию электроэнергии. Нельзя допускать холостой работы бытовых приборов, необходимо отключить их, если перестали пользоваться ими. Многие бытовые электроприборы оснащены автоматическими регуляторами температуры или реле времени. Это позволяет поддерживать автоматически заданную температуру или включить прибор через заданное время работы. Так, например, при пользовании электрическим утюгом с регулятором температуры расход электроэнергии сокращается на 10 - 15 %.

При освещении. При электрическом освещении в первую очередь необходимо обратить внимание на правильный выбор мощности электрических ламп. Электролампы большой мощности не только излишне перерасходуют электроэнергию, но и вредят зрению.

При включении в электрическую сеть лампочка одинаково ярко светит во все стороны и не обеспечивает нужного освещения, а нам при работе нужен свет, сосредоточенный на определенной поверхности или детали. Для этого электрическую лампочку помещают в светильник.

От правильно выбранного светильника в значительной степени зависит освещенность комнаты или рабочего места, а также экономичность осветительных приборов.

Рациональное освещение комнаты достигается с помощью полуотраженного или прямого освещения. Необходимо учесть, что прямое освещение экономичнее полуотраженного, так как в первом случае светильник имеет отражатель, расположенный снизу лампы.

Экономии электроэнергии способствует применение местного освещения: настольные лампы при работах за столом. Рабочий стол должен быть установлен у окна, это позволит сократить время горения электроламп при достаточном дневном свете. Потолки и стены, а также обои светлых тонов позволяют снизить мощность ламп в полтора раза.

Наиболее распространенными и основными источниками света в наших квартирах продолжают оставаться лампы накаливания. Причиной этому служит простота конструкции, компактность, удобство в эксплуатации, дешевизна, большой выбор их по мощности. Вместе с тем лампы накаливания имеют ряд недостатков. У них низкий коэффициент полезного действия (1,8 - 2,2 %); при повышении напряжения в сети на 2 % срок службы сокращается на 15 %, частые включения, отключения и сотрясения также влияют на срок службы, который составляет 1000 ч.

Более экономичными источниками света являются люминесцентные лампы. Они обладают благоприятным светом излучения. Люминесцентное освещение создает благоприятные условия для отдыха, снижает утомляемость, способствует увеличению производительности труда.

По цветности излучения люминесцентные лампы делятся на:

1) лампы белого света (ЛБ);

2) лампы дневного света (ЛД);

3) лампы дневного света с исправленной цветностью (ЛДЦ);

4) лампы холодно-белого света (ЛХБ);

5) лампы тепло-белого света (ЛТБ), которые имеют явно выраженный розовый оттенок.

Наиболее экономичными и универсальными являются лампы белого света (ЛБ). Они обеспечивают значительно лучшую цветопередачу, чем лампы накаливания и по цветности воспроизводят приблизительно солнечный свет, отраженный облаками. Применение ламп ЛБ целесообразно в детских комнатах для подготовки школьных заданий и при чертежных работах.

К важнейшим характеристикам люминесцентных ламп следует отнести то, что световой поток их больше, чем ламп накаливания. Световая отдача люминесцентных ламп составляет в среднем 42 - 62 лм/Вт, в то время как у ламп накаливания - только 10 - 20 лм/Вт. Срок службы люминесцентных ламп составляет 5000 ч.

Своевременная и систематическая чистка светильников, ламп и люстр позволяет сэкономить до 30 % электроэнергии, расходуемой на освещение.

Экономии электроэнергии также способствует установка в комнатах двойных включателей. Это позволяет при необходимости включать люстры полностью или частично.

Настольная лампа с лампочкой 30 Вт позволяет достичь лучшей освещенности на столе, чем люстра с 3 - 5 лампочками мощностью 180 - 300 Вт. Двойной выигрыш - зрение и энергия. С точки зрения энергосбережения хорош прибор плавного включения света. Лампы КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) потребляют электроэнергии в 6 - 7 раз меньше в сравнении с лампами накаливания при одинаковой освещенности. Но они дороже существующих, хотя государству выгодно снизить цену на них.

Единственный в своем роде в республике Брестский электроламповый завод выпускает компактные люминесцентные лампы, которые потребляют электроэнергии в шесть раз меньше, а беспрерывно горят в восемь раз дольше (8000 часов) обычных.

В настоящее время важный раздел номенклатурного перечня выпускаемой БелОМО продукции представляет собой производство светильников, предназначенных для локального и общего освещения помещений самого разнообразного профиля - жилья, офисов, цехов, магазинов. Использование в светильниках компактных люминесцентных и галогенных ламп сообщает данным электроприборам энергосберегающие свойства. Так, за счет применения галогенных ламп мощностью 20 Вт, характеризуемых интенсивным световым потоком, возможно снижение потребления электроэнергии в 2 - 2,5 раза.

При освещении лестничных площадок и коридоров. В домах устанавливаются реле времени или автоматические выключатели с выдержкой времени. От контроля за исправной работой этих устройств со стороны домоуправлений и жильцов в значительной степени будут зависеть экономный расход электроэнергии в местах общего пользования.

Сберечь тепло в квартире, а вместе с ним и сэкономить теплоэнергию - дело несложное и больших затрат не требует. Подсчитано, что утепление окон и дверей сохраняет до 40 % тепла в квартире. Тщательное утепление квартиры создает уют, снижает расходы на ее отопление в три раза, чем экономится топливо.

Экономия тепловой энергии получается при рациональном использовании горячей воды, так как ее потери в быту составляют 23 %. Для того чтобы вымыть лицо, руки, почистить зубы, достаточно небольшой струи или нескольких стаканов воды вместо множества литров.

Большой вклад в экономию тепловой энергии вносят домоуправления, которые своевременно, до наступления холодов, проводят ремонт дверей в подъездах и остекление окон, ведут разъяснительную работу с жильцами.

Одно из самых перспективных и быстроокупаемых направлений республиканской программы энергосбережения - оборудование зданий и сооружений приборами индивидуального и группового учета и контроля расхода энергоресурсов. С 1997 года счетчики горячей и холодной воды, тепла и газа в обязательном порядке устанавливаются во всех вновь возводимых жилых домах. Кроме того, ведется работа по оснащению такими приборами остального жилого фонда. По расчетам специалистов комитета, уже в 2002 году подобные счетчики должны быть установлены в каждом белорусском доме.

Однако следует отметить, что пока большинство население относится к этому нововведению с опаской: жильцам предлагается приобретать необходимое оборудование за свой счет. А в общественном сознании прочно укоренилась мысль, что после установки счетчиков платить за коммунальные услуги придется больше, чем сейчас.

В настоящее время мы оплачиваем потребленные энергоресурсы исходя из усредненного показателя, равного примерно 35 % от реального расхода на душу населения по стране.

При расчете ныне действующих универсальных тарифов за основу взят завышенный расход энергоресурсов. Проведенный комитетом эксперимент показал неожиданные результаты. Оказывается, потенциально наши соотечественники вполне в состоянии расходовать тепло и воду гораздо экономнее, чем сейчас. Жильцы квартир, в которых были установлены счетчики, заплатили за воду и тепло меньше, чем обычно. Это означает, что сегодня абсолютное большинство населения переплачивает за энергоресурсы как минимум в 3 - 4 раза.

Что дает реализация программы по внедрению индивидуальных и групповых приборов учета и контроля расхода энергии государству? По оценкам специалистов комитета, массовая установка счетчиков позволит обеспечить экономию тепла в 1,5 раза, холодной воды - в 2 раза, горячей - в 2,5 раза. В масштабе государства это огромные деньги, которые для нашего бюджета, разумеется, не лишние.

Сегодня счетчик, установленный в квартире, окупается через 4 года. К 2002 году - моменту завершения реализации программы по массовому внедрению индивидуальных приборов учета и контроля расхода энергии - этот показатель уменьшится до 1,5 лет. Чем выше будут цены на энергию, тем быстрее идеи энергосбережения укоренятся в массовом сознании.

Постепенно в Беларуси также будут установлены приборы-регуляторы потребления тепла. Когда во всех квартирах установят счетчики тепла и регуляторы его потребления, отпадут все проблемы, связанные с началом отопительного сезона. Включать отопление будут раньше, поскольку в любом случае его расход оплатят население и предприятия.

Список использованных источников

1. Основы энергосбережения: Учеб. пособие / М.В. Самойлов, В.В. Паневчик, А.Н. Ковалев. 2-е изд., стереотип. – Мн.: БГЭУ, 2002. – 198 с.

2. Сивак А. В., Ширма Р. Р. Основные направления энергетической политики Республики Беларусь. Энергия и менеджмент. 2001. Вып. 1.