آفاق تطوير محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية. تطوير محطات الطاقة الحرارية هندسة الطاقة الحرارية وحالتها وآفاق التنمية

إلى الأمام

انتباه! تعد معاينة الشرائح للأغراض الإعلامية فقط وقد لا تمثل النطاق الكامل للعرض التقديمي. إذا كنت مهتمًا بهذا العمل ، فيرجى تنزيل النسخة الكاملة.

العرض هو مادة إضافية للدروس حول تطوير الطاقة. إن صناعة الطاقة في أي بلد هي الأساس لتطوير القوى المنتجة ، وخلق القاعدة المادية والتقنية للمجتمع. يعكس العرض مشاكل وآفاق جميع أنواع الطاقة ، وأنواع الطاقة (الجديدة) الواعدة ، باستخدام تجربة أصول التدريس في المتاحف ، والعمل البحثي المستقل للطلاب (العمل مع مجلة Japan Today) ، والعمل الإبداعي للطلاب (ملصقات). يمكن استخدام العرض التقديمي في دروس الجغرافيا في الصفين 9 و 10 ، في الأنشطة اللامنهجية (فصول اختيارية ، دورات اختيارية) ، في إجراء أسبوع الجغرافيا "22 أبريل - يوم الأرض" ، في دروس علم البيئة وعلم الأحياء "المشاكل العالمية للبشرية. مشكلة المواد الخام والطاقة ".

في عملي ، استخدمت أسلوب التعلم القائم على حل المشكلات ، والذي يتمثل في خلق مواقف إشكالية للطلاب وحلها في عملية الأنشطة المشتركة للطلاب والمعلمين. في الوقت نفسه ، تم أخذ أقصى استقلالية للطلاب في الاعتبار وتحت التوجيه العام للمعلم الذي يوجه أنشطة الطلاب.

لا يسمح التعلم القائم على حل المشكلات فقط بتكوين نظام المعرفة والمهارات والقدرات الضروري لدى الطلاب ، لتحقيق مستوى عالٍ من تنمية أطفال المدارس ، ولكن الأهم من ذلك أنه يسمح لك بتكوين نمط خاص من النشاط العقلي ونشاط البحث. واستقلال الطلاب. عند العمل مع هذا العرض التقديمي ، يُظهر الطلاب اتجاهًا فعليًا - نشاط البحث لأطفال المدارس.

توحد الصناعة مجموعة من الصناعات التي تعمل في مجال استخراج ونقل الوقود وتوليد الطاقة ونقلها إلى المستهلك.

الموارد الطبيعية التي تستخدم لتوليد الطاقة هي موارد الوقود والموارد المائية والطاقة النووية ، وكذلك أشكال الطاقة البديلة. يعتمد موقع معظم الصناعات على تطوير الكهرباء. بلادنا لديها احتياطيات ضخمة من الوقود - مصادر الطاقة. كانت روسيا ولا تزال وستظل إحدى القوى الرائدة في مجال الطاقة في العالم. وهذا ليس فقط لأن التربة التحتية للبلاد تحتوي على 12٪ من احتياطيات الفحم في العالم ، و 13٪ من النفط ، و 36٪ من احتياطيات الغاز الطبيعي في العالم ، وهي كافية لتلبية احتياجاتهم الخاصة بالكامل وللتصدير إلى الدول المجاورة. أصبحت روسيا واحدة من القوى الرائدة في مجال الطاقة في العالم ، ويرجع ذلك أساسًا إلى إنشاء إمكانات إنتاج فريدة وعلمية وتقنية وبشرية لمجمع الوقود والطاقة.

مشكلة المواد الخام

الموارد المعدنية- المصدر الأساسي ، والأساس الأولي للحضارة الإنسانية في جميع مراحل تطورها تقريبًا:

- معادن الوقود.
- معادن خام.
- معادن غير فلزية.

استهلاك الطاقة اليوم ينمو باطراد. حتى إذا أخذنا في الاعتبار أن معدل نمو استهلاك الكهرباء سينخفض ​​إلى حد ما بسبب تحسين تقنيات توفير الطاقة ، فإن احتياطيات المواد الخام الكهربائية ستستمر لمدة أقصاها 100 عام. ومع ذلك ، فإن الوضع يتفاقم بسبب التناقض بين هيكل المخزونات واستهلاك المواد الخام العضوية. وبالتالي ، فإن 80 ٪ من احتياطيات الوقود الأحفوري هي الفحم و 20 ٪ فقط من النفط والغاز ، بينما 8/10 من استهلاك الطاقة الحديثة هو النفط والغاز.

وبالتالي ، فإن الإطار الزمني أضيق. ومع ذلك ، فإن البشرية اليوم فقط تتخلص من الأفكار الإيديولوجية التي لا نهاية لها عمليًا. الموارد المعدنية محدودة ولا يمكن تعويضها تقريبًا.

مشكلة الطاقة.

اليوم ، تعتمد طاقة العالم على مصادر الطاقة:

- معادن قابلة للاشتعال ؛
- الحفريات العضوية القابلة للاحتراق ؛
- طاقة الأنهار. أنواع الطاقة غير التقليدية ؛
- طاقة الذرة.

مع المعدل الحالي للزيادة في تكلفة موارد وقود الأرض ، أصبحت مشكلة استخدام مصادر الطاقة المتجددة ذات صلة بشكل متزايد وتميز الطاقة والاستقلال الاقتصادي للدولة.

مزايا وعيوب TPP.

مزايا TPP:

1. تكلفة الكهرباء في محطات الطاقة الكهرومائية منخفضة للغاية.
2. يمكن تشغيل وإيقاف مولدات HPP بسرعة كافية حسب استهلاك الطاقة ؛
3. لا تلوث الهواء.

مساوئ TPP:

1. يمكن أن يكون إنشاء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية أطول وأكثر تكلفة من مصادر الطاقة الأخرى ؛
2. الخزانات يمكن أن تغطي مساحات كبيرة.
3. يمكن أن تضر السدود بمصايد الأسماك عن طريق سد الطريق إلى مناطق التفريخ.

مزايا وعيوب HPP.

مزايا HPP:
- بنيت بسرعة وبتكلفة زهيدة.
- العمل في وضع ثابت ؛
- توضع في كل مكان تقريبًا ؛
- غلبة محطات الطاقة الحرارية في قطاع الطاقة في الاتحاد الروسي.

عيوب HPP:

- تستهلك كمية كبيرة من الوقود ؛
- يتطلب توقفًا طويلاً أثناء الإصلاحات ؛
- فقدان الكثير من الحرارة في الغلاف الجوي ، وتنبعث الكثير من الغازات الصلبة والضارة في الغلاف الجوي ؛
- أهم الملوثات البيئية.

في هيكل توليد الكهرباء في العالم ينتمي المركز الأول إلى محطات الطاقة الحرارية (TPPs) - حصتها 62٪.
بديل للوقود الأحفوري ومصدر للطاقة المتجددة هو الطاقة المائية. محطة الطاقة الكهرومائية (HPP)- محطة طاقة تستخدم طاقة تيار المياه كمصدر للطاقة. عادة ما يتم بناء محطات الطاقة الكهرومائية على الأنهار عن طريق بناء السدود والخزانات. الطاقة المائية هي توليد الكهرباء من خلال استخدام موارد مياه الأنهار والمد والجزر والطاقة الحرارية الأرضية المتجددة. يتضمن هذا الاستخدام لموارد المياه المتجددة إدارة الفيضانات ، وتقوية مجاري الأنهار ، وتحويل موارد المياه إلى المناطق التي تعاني من الجفاف ، والحفاظ على تدفقات المياه الجوفية.
ومع ذلك ، حتى هنا ، فإن مصدر الطاقة محدود للغاية. هذا يرجع إلى حقيقة أن الأنهار الكبيرة ، كقاعدة عامة ، بعيدة كل البعد عن المراكز الصناعية أو أن قدراتها تستخدم بالكامل تقريبًا. وبالتالي ، فإن الطاقة الكهرومائية ، التي توفر حاليًا حوالي 10 ٪ من إنتاج الطاقة في العالم ، لن تكون قادرة على زيادة هذا الرقم بشكل كبير.

مشاكل وآفاق محطات الطاقة النووية

تصل حصة الطاقة النووية في روسيا إلى 12٪. تبلغ القدرة الكهربائية لاحتياطيات اليورانيوم المستخرج في روسيا 15 تريليون. كيلوواط ساعة ، هذا قدر ما يمكن أن تنتجه جميع محطات الطاقة لدينا في 35 عامًا. اليوم ، الطاقة النووية فقط
قادرة بشكل جذري وفي وقت قصير على إضعاف ظاهرة ظاهرة الاحتباس الحراري. المشكلة الحالية هي سلامة محطات الطاقة النووية. كان عام 2000 بداية الانتقال إلى مناهج جديدة بشكل أساسي للتوحيد القياسي وضمان الأمان الإشعاعي لمحطات الطاقة النووية.
على مدار 40 عامًا من تطوير الطاقة النووية في العالم ، تم بناء حوالي 400 وحدة طاقة في 26 دولة حول العالم. المزايا الرئيسية للطاقة النووية هي الربحية النهائية العالية وغياب انبعاثات منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي ، والعيوب الرئيسية هي الخطر المحتمل للتلوث الإشعاعي للبيئة من خلال المنتجات الانشطارية للوقود النووي أثناء وقوع حادث ومشكلة المعالجة المستخدمة وقود نووي.

غير تقليدية (طاقة بديلة)

1. الطاقة الشمسية. هذا هو استخدام الإشعاع الشمسي للحصول على الطاقة بأي شكل. تستخدم الطاقة الشمسية مصدر طاقة متجددة وقد تصبح صديقة للبيئة في المستقبل.

مزايا الطاقة الشمسية:

- التوافر العام وعدم استنفاد المصدر ؛
- نظرياً سلامة كاملة للبيئة.

مساوئ الطاقة الشمسية:

- يعتمد تدفق الطاقة الشمسية على سطح الأرض بشكل كبير على خط العرض والمناخ ؛
- لا تعمل محطة الطاقة الشمسية في الليل ولا تعمل بكفاءة كافية في الصباح والمساء.
تحتوي الخلايا الكهروضوئية على مواد سامة مثل الرصاص والكادميوم والغاليوم والزرنيخ وما إلى ذلك ، ويستهلك إنتاجها الكثير من المواد الخطرة الأخرى.

2. طاقة الرياح. هذه صناعة طاقة متخصصة في استخدام طاقة الرياح - الطاقة الحركية للكتل الهوائية في الغلاف الجوي. نظرًا لأن طاقة الرياح هي نتيجة نشاط الشمس ، فإنها تُصنف على أنها طاقة متجددة.

آفاق طاقة الرياح.

تعد طاقة الرياح صناعة مزدهرة ، وفي نهاية عام 2007 ، بلغ إجمالي القدرة المركبة لجميع توربينات الرياح 94.1 جيجاوات ، بزيادة خمسة أضعاف منذ عام 2000. أنتجت مزارع الرياح حول العالم حوالي 200 مليار كيلوواط ساعة في عام 2007 ، وهو ما يمثل حوالي 1.3 ٪ من استهلاك الكهرباء في العالم. مزرعة الرياح الساحلية Middelgrunden ، بالقرب من كوبنهاغن ، الدنمارك. في وقت البناء ، كانت الأكبر في العالم.

فرص تنفيذ طاقة الرياح في روسيا.في روسيا ، لا تزال إمكانيات طاقة الرياح حتى الآن غير محققة عمليًا. إن الموقف المحافظ تجاه التطوير المستقبلي لمجمع الوقود والطاقة يعيق عمليًا الإدخال الفعال لطاقة الرياح ، لا سيما في المناطق الشمالية من روسيا ، وكذلك في منطقة السهوب في المقاطعة الفيدرالية الجنوبية ، وعلى وجه الخصوص في منطقة فولغوغراد .

3. الطاقة النووية الحرارية.الشمس مفاعل نووي حراري طبيعي. والأكثر إثارة للاهتمام ، وإن كان احتمالًا بعيدًا نسبيًا ، هو استخدام طاقة الاندماج النووي. المفاعلات النووية الحرارية ، وفقًا للحسابات ، ستستهلك وقودًا أقل لكل وحدة طاقة ، وكل من هذا الوقود نفسه (الديوتيريوم والليثيوم والهيليوم -3) ومنتجاتها الاصطناعية غير مشعة ، وبالتالي فهي آمنة بيئيًا.

آفاق الطاقة النووية الحرارية.هذا المجال من الطاقة لديه إمكانات هائلة ، حاليا ، في إطار مشروع "ITER" ، الذي يضم أوروبا والصين وروسيا والولايات المتحدة وكوريا الجنوبية واليابان ، تقوم فرنسا ببناء أكبر مفاعل نووي حراري بهدف وهو إخراج CNF (الانصهار الحراري المتحكم فيه) إلى مستوى جديد. من المقرر الانتهاء من البناء في عام 2010.

4. الوقود الحيوي والغاز الحيوي.الوقود الحيوي هو وقود من المواد الخام البيولوجية ، كقاعدة عامة ، نتيجة معالجة سيقان قصب السكر أو بذور بذور اللفت والذرة وفول الصويا. أنواع الوقود الحيوي السائلة المختلفة (للمحركات الاحتراق الداخلي، على سبيل المثال ، الإيثانول والميثانول والديزل الحيوي) والغازية (الغاز الحيوي والهيدروجين).

أنواع الوقود الحيوي:

- بيوميثانول
- الايثانول الحيوي
- البيوبوتانول
- الأثير ثنائي ميثيل
- وقود الديزل الحيوي
- الغاز الحيوي
- هيدروجين

على ال هذه اللحظةالأكثر تطورا هي وقود الديزل الحيوي والهيدروجين.

5. الطاقة الحرارية الجوفية.تختبئ تحت الجزر البركانية في اليابان كميات هائلة من الطاقة الحرارية الأرضية التي يمكن تسخيرها عن طريق استخراج الماء الساخن والبخار. المنفعة: ينبعث ثاني أكسيد الكربون أقل بنحو 20 مرة عند توليد الكهرباء ، مما يقلل من تأثيره على العالم بيئة.

6. طاقة الأمواج والمد والجزر.في اليابان ، أهم مصدر للطاقة هو توربينات الأمواج ، والتي تحول الحركة العمودية لأمواج المحيط إلى ضغط هواء يقوم بتدوير توربينات المولدات الكهربائية. على ساحل اليابان ، تم تركيب عدد كبير من العوامات التي تستخدم طاقة المد والجزر. هذه هي الطريقة التي تستخدم بها طاقة المحيطات لضمان سلامة النقل في المحيطات.

يمكن للإمكانات الهائلة للطاقة الشمسية أن توفر نظريًا جميع احتياجات الطاقة في العالم. لكن كفاءة تحويل الحرارة إلى كهرباء تبلغ 10٪ فقط. هذا يحد من إمكانيات الطاقة الشمسية. تظهر الصعوبات الأساسية أيضًا عند تحليل إمكانيات إنشاء مولدات عالية الطاقة باستخدام طاقة الرياح ، والمد والجزر ، والطاقة الحرارية الأرضية ، والغاز الحيوي ، والوقود النباتي ، إلخ. كل هذا يؤدي إلى استنتاج مفاده أن إمكانيات ما يسمى بموارد الطاقة "القابلة للتكرار" والصديقة للبيئة نسبيًا محدودة ، على الأقل في المستقبل القريب نسبيًا. على الرغم من أن تأثير استخدامها في حل المشكلات الفردية لإمدادات الطاقة يمكن أن يكون بالفعل مثيرًا للإعجاب.

بالطبع ، هناك تفاؤل بشأن إمكانيات الطاقة النووية الحرارية وغيرها من الطرق الفعالة للحصول على الطاقة ، والتي تمت دراستها بشكل مكثف من قبل العلم ، ولكن في النطاق الحالي لإنتاج الطاقة. مع التطور العملي لهذه المصادر المحتملة ، سوف يستغرق الأمر عدة عقود بسبب كثافة رأس المال العالية والجمود المقابل في تنفيذ المشاريع.

العمل البحثي للطلاب:

1 - تقرير خاص عن "الطاقة الخضراء"من أجل المستقبل: "اليابان هي الرائدة عالميًا في إنتاج الكهرباء الشمسية. يتم توليد 90٪ من الطاقة الشمسية المنتجة في اليابان بواسطة الألواح الشمسية في المنازل العادية. حددت الحكومة اليابانية هدفًا في عام 2010 لتلقي ما يقرب من 4.8 مليون كيلوواط من الطاقة من الألواح الشمسية. توليد الكهرباء من الكتلة الحيوية في اليابان. ينبعث غاز الميثان من نفايات المطبخ. يعمل هذا الغاز على تشغيل محرك يولد الكهرباء ، كما يتم تهيئة الظروف الملائمة لحماية البيئة.

لتقييم احتمالات محطات الطاقة الحرارية ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري فهم مزاياها وعيوبها مقارنة بمصادر الكهرباء الأخرى.

الفوائد تشمل ما يلي.

• 1. على عكس محطات الطاقة الكهرومائية محطات توليد الطاقة الحراريةيمكن وضعها بحرية نسبيًا ، مع مراعاة الوقود المستخدم. يمكن بناء محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالغاز في أي مكان ، لأن نقل الغاز وزيت الوقود رخيص نسبيًا (مقارنة بالفحم). من المستحسن وضع محطات الطاقة الحرارية للفحم المسحوق بالقرب من مصادر تعدين الفحم. حتى الآن ، تطورت صناعة الطاقة الحرارية "الفحم" ولها طابع إقليمي واضح.
• 2. تكلفة وحدة السعة المركبة (تكلفة 1 كيلوواط من السعة المركبة) وفترة بناء TPPs أقصر بكثير من تلك الخاصة بـ NPPs و HPPs.
• 3. إن إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية ، على عكس محطات الطاقة الكهرومائية ، لا يعتمد على الموسم ويتم تحديده فقط من خلال توصيل الوقود.
• 4. مناطق عزل الأراضي الاقتصادية لمحطات الطاقة الحرارية أصغر بكثير من تلك المخصصة لمحطات الطاقة النووية ، وبالطبع لا يمكن مقارنتها بمحطات الطاقة الكهرومائية ، التي قد يكون تأثيرها على البيئة بعيدًا عن المنطقة. ومن الأمثلة على ذلك سلسلة من محطات الطاقة الكهرومائية على النهر. فولغا ودنيبر.
• 5. يمكن حرق أي وقود تقريبًا في محطات TPP ، بما في ذلك الفحم الأقل درجة والمثقل بالرماد والماء والصخور.
• 6. على عكس محطات الطاقة النووية ، لا توجد مشاكل في التخلص من محطات الطاقة الحرارية في نهاية عمرها التشغيلي. كقاعدة عامة ، فإن البنية التحتية لمحطة الطاقة الحرارية "تنجو" بشكل كبير من المعدات الرئيسية (الغلايات والتوربينات) المثبتة عليها ، والمباني ، وقاعة التوربينات ، وأنظمة إمدادات المياه وإمدادات الوقود ، وما إلى ذلك ، والتي تشكل الجزء الأكبر من الأموال ، تعمل لفترة طويلة. لا تزال معظم محطات TPP التي تم بناؤها على مدار 80 عامًا وفقًا لخطة GOELRO تعمل وستستمر في العمل بعد تركيب التوربينات والمراجل الجديدة الأكثر تقدمًا.

إلى جانب هذه المزايا ، فإن الشراكة عبر المحيط الهادئ لها عدد من العيوب.

• 1. محطات الطاقة الحرارية هي أكثر مصادر الكهرباء "قذرة" من الناحية البيئية ، خاصة تلك التي تعمل بوقود عالي الرماد. صحيح ، القول بأن محطات الطاقة النووية التي ليس لها انبعاثات ثابتة في الغلاف الجوي ، ولكنها تخلق تهديدًا مستمرًا للتلوث الإشعاعي ولديها مشاكل في تخزين ومعالجة الوقود النووي المستهلك ، وكذلك التخلص من محطة الطاقة النووية نفسها بعد انتهاء عمرها التشغيلي ، أو محطات الطاقة الكهرومائية ، فإن إغراق مساحات شاسعة من الأراضي الاقتصادية وتغير المناخ الإقليمي ، يصبح أكثر "نظافة" من الناحية البيئية ، إلا إذا كان ممكنًا بدرجة كبيرة من التقاليد.
• 2. محطات الطاقة الحرارية التقليدية ذات كفاءة منخفضة نسبيًا (أفضل من محطات الطاقة النووية ، ولكنها أسوأ بكثير من CCGT).
• 3. على عكس HPPs ، بالكاد تشارك TPPs في تغطية الجزء المتغير من جدول الحمل الكهربائي اليومي.
• 4. تعتمد محطات الطاقة الحرارية بشكل كبير على إمدادات الوقود ، وغالبًا ما تكون مستوردة.

على الرغم من كل هذه العيوب ، فإن محطات الطاقة الحرارية هي المنتج الرئيسي للكهرباء في معظم دول العالم وستظل كذلك لمدة 50 عامًا على الأقل.

ترتبط آفاق بناء محطات طاقة حرارية قوية التكثيف ارتباطًا وثيقًا بنوع الوقود الأحفوري المستخدم. على الرغم من المزايا العظيمة للوقود السائل (الزيت ، زيت الوقود) كناقل للطاقة (محتوى عالي السعرات الحرارية ، سهولة النقل) ، سيتم تقليل استخدامه في محطات الطاقة الحرارية بشكل متزايد ليس فقط بسبب الاحتياطيات المحدودة ، ولكن أيضًا بسبب حجمه الكبير القيمة كمواد خام لصناعة البتروكيماويات. بالنسبة لروسيا ، تعتبر قيمة تصدير الوقود السائل (النفط) ذات أهمية كبيرة أيضًا. لذلك ، سيتم استخدام الوقود السائل (زيت الوقود) في محطات TPP إما كوقود احتياطي في محطات TPP الغازية والنفطية ، أو كوقود إضافي في TPPs المسحوقة التي تعمل بالفحم ، مما يضمن احتراقًا مستقرًا لغبار الفحم في الغلاية تحت أوضاع معينة.

استخدام الغاز الطبيعي في محطات توليد الطاقة الحرارية للتوربينات البخارية التكثيف غير منطقي: لهذا ، يجب استخدام محطات الدورة المركبة من نوع الاستخدام القائمة على توربينات الغاز ذات درجة الحرارة العالية.

وبالتالي ، فإن الاحتمال البعيد لاستخدام محطات توليد الطاقة الحرارية للتوربينات البخارية الكلاسيكية في روسيا وخارجها يرتبط بشكل أساسي باستخدام الفحم ، وخاصة الفحم منخفض الدرجة. هذا ، بالطبع ، لا يعني وقف تشغيل محطات توليد الطاقة الحرارية بالغاز والزيت ، والتي سيتم استبدالها تدريجياً بـ PTU.

أنظمة الطاقة الحرارية الحديثة المؤسسات الصناعيةتتكون من ثلاثة أجزاء ، يعتمد حجم وكفاءة استهلاك الوقود وموارد الطاقة على فعالية تفاعلها. هذه الأجزاء هي:

مصادر موارد الطاقة ، أي الشركات المنتجة للأنواع المطلوبة من موارد الطاقة ؛

أنظمة نقل وتوزيع مصادر الطاقة بين المستهلكين. غالبًا ما تكون هذه شبكات حرارية وكهربائية ؛ مستهلكي موارد الطاقة.

كل من المشاركين في النظام منتج - مستهلك لموارد الطاقة لديه معداته الخاصة ويتميز بمؤشرات معينة للطاقة والكفاءة الديناميكية الحرارية. في هذه الحالة ، غالبًا ما ينشأ الموقف عندما يتم تعويض مؤشرات الكفاءة العالية لبعض المشاركين في النظام من قبل الآخرين ، بحيث تصبح الكفاءة الإجمالية لنظام التدفئة والطاقة منخفضة. أصعب مرحلة هي استهلاك موارد الطاقة.

إن مستوى استخدام موارد الوقود والطاقة في الصناعة المحلية يترك الكثير مما هو مرغوب فيه. أظهر مسح للمؤسسات في صناعة البتروكيماويات أن الاستهلاك الفعلي لموارد الطاقة يتجاوز نظريا المطلوب بحوالي 1.7-2.6 مرة ، أي يبلغ الاستخدام المستهدف لموارد الطاقة حوالي 43٪ من التكاليف الحقيقية لتقنيات الإنتاج. يتم ملاحظة هذا الوضع في مؤسسات الصناعات الكيميائية والمطاطية والأغذية والصناعات ، حيث لا يتم استخدام الموارد الثانوية الحرارية بشكل كافٍ أو غير فعال.

عدد VERs غير المستخدمة في تكنولوجيا الحرارة الصناعية وأنظمة الطاقة الحرارية لمؤسسة تشمل بشكل أساسي التدفقات الحرارية للسوائل (ر< 90 0 С) и газов (ر< 150 0 С) (см. табл. 1.8).

في الوقت الحاضر ، من المعروف أن هناك تطورات فعالة للغاية تجعل من الممكن استخدام حرارة هذه المعلمات مباشرة في منشأة صناعية. فيما يتعلق بالزيادة في أسعار موارد الطاقة ، يتزايد الاهتمام بها ، ويتم إنشاء إنتاج وحدات استرداد الحرارة واستخدام المحولات الحرارية ، مما يسمح لنا بالأمل في حدوث تحسن في المستقبل القريب باستخدام مثل VER في صناعة.

تظهر حسابات فعالية تدابير توفير الطاقة أن كل وحدة من الطاقة الحرارية (1 J ، 1 kcal) تعطي توفيرًا مكافئًا للوقود الطبيعي بخمسة أضعاف. في تلك الحالات التي كان من الممكن فيها العثور على أكثر الحلول نجاحًا ، وصلت التوفير في الوقود الطبيعي إلى حجم عشرة أضعاف.

والسبب الرئيسي لذلك هو عدم وجود مراحل وسيطة لاستخراج وإثراء وتحويل ونقل موارد طاقة الوقود لضمان كمية موارد الطاقة المحفوظة. تبين أن الاستثمارات الرأسمالية في تدابير توفير الطاقة تقل مرتين إلى ثلاث مرات عن الاستثمارات الرأسمالية المطلوبة في التعدين والصناعات ذات الصلة للحصول على كمية معادلة من الوقود الطبيعي.

في إطار النهج التقليدي ، تعتبر أنظمة التدفئة والطاقة لكبار المستهلكين الصناعيين بالطريقة الوحيدة - كمصدر لموارد الطاقة بالجودة المطلوبة بالكمية المطلوبة وفقًا لمتطلبات اللوائح التكنولوجية. يخضع وضع تشغيل أنظمة الطاقة الحرارية للشروط التي يمليها المستهلك. عادة ما يؤدي هذا النهج إلى حسابات خاطئة في اختيار المعدات واعتماد قرارات غير فعالة بشأن تنظيم تكنولوجيا الحرارة وأنظمة الطاقة الحرارية ، أي إلى الإنفاق المفرط الخفي أو الواضح على موارد الوقود والطاقة ، مما يؤثر بالطبع على تكلفة المنتجات.

على وجه الخصوص ، للموسمية تأثير قوي إلى حد ما على الكفاءة الإجمالية لاستهلاك الطاقة في المؤسسات الصناعية. خلال فترة الصيف ، عادة ما يكون هناك زيادة في الإمداد بتقنية تسخين VER وفي نفس الوقت توجد مشاكل مرتبطة بالحجم غير الكافي ونوعية ناقلات الحرارة المبردة بسبب زيادة درجة حرارة المياه المتداولة. في فترة درجات الحرارة الخارجية المنخفضة ، على العكس من ذلك ، هناك إفراط في إنفاق الطاقة الحرارية المرتبط بزيادة نسبة فقد الحرارة من خلال الأسوار الخارجية ، وهو أمر يصعب للغاية اكتشافه.

وبالتالي ، يجب تطوير أو تحديث أنظمة الطاقة والحرارة الحديثة في إطار علاقة عضوية مع تقنية الحرارة الصناعية ، مع مراعاة الجداول الزمنية وأنماط التشغيل لكلتا الوحدتين - مستهلكو ER ، والوحدات ، والتي بدورها مصادر لـ VER . المهام الرئيسية لهندسة الطاقة الحرارية الصناعية هي:

ضمان توازن موارد الطاقة للمعلمات المطلوبة في أي وقت للتشغيل الموثوق والاقتصادي للوحدات الفردية و جمعية الإنتاجعموما؛ الاختيار الأمثل لحاملات الطاقة من حيث المعلمات الفيزيائية الحرارية والديناميكية الحرارية ؛

تحديد التسميات وأنماط تشغيل مصادر الاحتياطي والتخزين لموارد الطاقة ، وكذلك المستهلكين البديلين لـ VER أثناء فائض إمدادهم ؛ تحديد الاحتياطيات اللازمة لزيادة كفاءة الطاقة في الإنتاج بالمستوى الحالي تطورات تقنيةوفي المستقبل البعيد.

في المستقبل ، يبدو أن PPPPs عبارة عن مجمع معقد لتكنولوجيا الطاقة تكون فيه الطاقة والتدفقات التكنولوجية مترابطة بشكل وثيق. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون مستهلكو موارد الوقود والطاقة مصادر للطاقة الثانوية للتركيبات التكنولوجية لمنتج معين ، أو مستهلكًا خارجيًا أو محطات توليد الطاقة التي تولد أنواعًا أخرى من موارد الطاقة.

استهلاك الحرارة المحدد للإخراج المنتجات الصناعيةيختلف من واحد إلى عشرات الجيجا جول لكل طن من المنتج النهائي ، اعتمادًا على السعة المركبة للمعدات وطبيعة العملية التكنولوجية وفقد الحرارة وتوحيد جدول الاستهلاك. في الوقت نفسه ، الأكثر جاذبية هي التدابير التي تهدف إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة في الصناعات القائمة وعدم إدخال تغييرات كبيرة في طريقة تشغيل الصناعة الرئيسية. المعدات التكنولوجية. الأكثر جاذبية هو تنظيم أنظمة التدفئة المغلقة على أساس محطات الاستخدام ، التي تمتلك مؤسساتها نسبة عاليةاستهلاك بخار الضغط المتوسط ​​والمنخفض والماء الساخن.

تتميز معظم المؤسسات بفقدان كبير للحرارة التي يتم توفيرها للنظام في المبادلات الحرارية المبردة عن طريق تدوير الماء أو الهواء - في المكثفات والمبردات والثلاجات ، إلخ. في ظل هذه الظروف ، من المناسب تنظيم أنظمة مركزية وتجميعية باستخدام مبرد وسيط من أجل استعادة الحرارة المهدورة. سيسمح ذلك بربط العديد من المصادر والمستهلكين داخل المؤسسة بأكملها أو وحدة مخصصة وتوفير الماء الساخن للمعايير المطلوبة للمستهلكين الصناعيين والصحيين.

تعد أنظمة الإمداد الحراري المغلقة أحد العناصر الرئيسية الخالية من النفايات أنظمة الإنتاج. يمكن أن يؤدي استرداد حرارة المعلمات المنخفضة وتحويلها إلى مستوى درجة الحرارة المطلوبة إلى إعادة جزء كبير من موارد الطاقة ، والتي عادة ما يتم تصريفها في الغلاف الجوي مباشرة أو باستخدام أنظمة إمداد المياه المتداولة.

في الأنظمة التكنولوجية التي تستخدم البخار والماء الساخن كناقل للطاقة ، تكون درجة حرارة وضغط الحرارة المزودة والمفرغة في عمليات التبريد هي نفسها. قد تتجاوز كمية الحرارة المنبعثة كمية الحرارة التي يتم إدخالها في النظام ، نظرًا لأن عمليات التبريد عادة ما تكون مصحوبة بتغيير في حالة تجميع المادة. في ظل هذه الظروف ، من الممكن تنظيم استخدام أنظمة مضخات حرارية مركزية أو محلية تسمح باستعادة ما يصل إلى 70٪ من الحرارة المستهلكة في التركيبات التي تستهلك الحرارة.

تُستخدم مثل هذه الأنظمة على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا واليابان ودول أخرى ، ولكن في بلدنا لم يتم إيلاء الاهتمام الكافي لإنشائها ، على الرغم من أن التطورات النظرية التي تم تنفيذها في الثلاثينيات من القرن الماضي معروفة. حاليًا ، الوضع آخذ في التغير وبدأ إدخال تركيبات المضخات الحرارية في كل من أنظمة الإمداد الحراري للإسكان والخدمات المجتمعية والمرافق الصناعية.

أحد الحلول الفعالة هو تنظيم أنظمة تبريد النفايات على أساس محولات امتصاص الحرارة (ATTs). تعتمد أنظمة التبريد الصناعي على وحدات التبريد بضغط البخار ، ويصل استهلاك الكهرباء لإنتاج البرودة إلى 15-20٪ من إجمالي استهلاكها في جميع أنحاء المؤسسة. تتميز محولات الامتصاص الحرارية كمصادر بديلة للإمداد البارد ببعض المزايا ، على وجه الخصوص:

يمكن استخدام الحرارة المنخفضة المحتملة لمياه المعالجة أو غازات المداخن أو بخار العادم منخفض الضغط لتشغيل ATT ؛

مع نفس تركيبة الجهاز ، فإن ATT قادرة على العمل في وضع الإمداد البارد وفي وضع المضخة الحرارية للتزويد بالحرارة.

لا تؤثر أنظمة الإمداد بالهواء والبرودة في مؤسسة صناعية تأثيرًا كبيرًا على إمداد SER ويمكن اعتبارها مستهلكة للحرارة عند تطوير إجراءات إعادة التدوير.

في المستقبل ، يجب أن نتوقع ظهور تقنيات صناعية جديدة خالية من النفايات بشكل أساسي تم إنشاؤها على أساس مغلق دورات الإنتاجبالإضافة إلى زيادة ملحوظة في حصة الكهرباء في هيكل استهلاك الطاقة.

سوف يرتبط النمو في استهلاك الكهرباء في الصناعة بشكل أساسي بتطوير مصادر الطاقة الرخيصة - مفاعلات نيوترونية سريعة ، مفاعلات نووية حرارية ، إلخ.

في الوقت نفسه ، يجب أن نتوقع تدهورًا في الوضع البيئي المرتبط بارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض بسبب تكثيف "التلوث الحراري" - زيادة الانبعاثات الحرارية في الغلاف الجوي.

أسئلة التحكم والمهام للموضوع 1

1. ما هي أنواع ناقلات الطاقة المستخدمة لتنفيذ العمليات التكنولوجية الرئيسية في قسم الانحلال الحراري ، وكذلك في مرحلة عزل وفصل منتجات التفاعل في إنتاج الإيثيلين؟

2. وصف الأجزاء الواردة والصادرة من ميزان الطاقة لفرن الانحلال الحراري. كيف أثر تنظيم تسخين مياه التغذية عليهم؟

3. وصف هيكل تكاليف الطاقة في إنتاج الأيزوبرين بطريقة نزع الهيدروجين على مرحلتين. ما هي نسبة استهلاك المياه الباردة والمعاد تدويرها؟

4. تحليل بنية التوازن الحراري لإنتاج الكحول الإيثيلي الصناعي بطريقة الترطيب المباشر للإيثيلين. ضع قائمة ببنود جزء الإنفاق من الميزان المتعلقة بفقدان الطاقة الحرارية.

5. اشرح لماذا يتم تصنيف تكنولوجيا التسخين لقاعدة TAC على أنها ذات درجة حرارة منخفضة.

6. ما هي الخصائص التي تجعل من الممكن تقييم اتساق الأحمال الحرارية على مدار العام؟

7. أعط أمثلة على التقنيات الصناعية التي تنتمي إلى المجموعة الثانية من حيث حصة استهلاك الحرارة للاحتياجات الخاصة.

8. حسب الجدول اليومي لاستهلاك البخار في مصنع بتروكيماويات تحديد قيمته القصوى والدنيا ومقارنتها. صف الجدول الزمني الشهري لاستهلاك الحرارة لمؤسسة بتروكيماوية.

9. ما الذي يفسر عدم تساوي الجداول السنوية للأحمال الحرارية للمنشآت الصناعية؟

10. قارن الرسوم البيانية للأحمال السنوية لمؤسسات بناء الآلات والمصانع الكيميائية وصياغة الاستنتاجات.

11. هل ينبغي دائمًا اعتبار نفايات الإنتاج القابلة للاحتراق مصادر طاقة ثانوية؟

12. وصف هيكل استهلاك الحرارة في الصناعة ، مع الأخذ في الاعتبار مستوى درجة حرارة امتصاص الحرارة.

13. اشرح مبدأ تحديد المقدار المتاح للحرارة من VER لمنتجات الاحتراق المرسلة إلى غلايات تسخين النفايات.

14. ما هو المكافئ التوفير في الوقود الطبيعي من خلال توفير وحدة حرارة في مرحلة الاستهلاك ولماذا؟

15. قارن عائدات VER في إنتاج البوتادين بنزع الهيدروجين على مرحلتين ن- البوتان وطريقة تحلل الكحول بالتماس (انظر الجدول ص 1.1).

الجدول P.l.l

مصادر الطاقة الثانوية للصناعات البتروكيماوية

صناعة الطاقة الكهربائية ، مثل الصناعات الأخرى ، لديها مشاكلها الخاصة وآفاق التنمية.

في الوقت الحاضر ، تمر صناعة الطاقة الروسية بأزمة. يمكن تعريف مفهوم "أزمة الطاقة" على أنه حالة توتر نشأت نتيجة عدم التوافق بين احتياجات المجتمع الحديث من الطاقة واحتياطيات الطاقة ، بما في ذلك بسبب البنية غير العقلانية لاستهلاكها.

في روسيا ، يمكن للمرء أن يميز حاليًا 10 مجموعاتأكثر المشاكل إلحاحًا:

• واحد). وجود نسبة كبيرة من المعدات المتقادمة جسديا ومعنويا. تؤدي الزيادة في حصة الأموال البالية جسديًا إلى زيادة الحوادث والإصلاحات المتكررة وانخفاض موثوقية إمدادات الطاقة ، والتي تتفاقم بسبب الحمل الزائد السعة الإنتاجيةوعدم كفاية الاحتياطيات. اليوم ، يعد تآكل المعدات أحد أهم المشاكل في صناعة الطاقة الكهربائية. في محطات الطاقة الروسية ، إنه كبير جدًا. إن وجود نسبة كبيرة من المعدات المتقادمة جسديًا ومعنويًا يعقد الموقف مع ضمان سلامة محطات الطاقة. حوالي خمس أصول الإنتاجفي صناعة الطاقة الكهربائية قريبة من عمر التصميم أو تجاوزته وتتطلب إعادة البناء أو الاستبدال. يتم تحديث المعدات بوتيرة بطيئة بشكل غير مقبول وبحجم غير كافٍ بشكل واضح (الجدول).
• 2). تكمن المشكلة الرئيسية للطاقة أيضًا في أن للطاقة ، جنبًا إلى جنب مع المعادن الحديدية وغير الحديدية ، تأثير سلبي قوي على البيئة. تشكل شركات الطاقة 25٪ من إجمالي الانبعاثات الصناعية.

في عام 2000 ، بلغت انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي 3.9 طن ، بما في ذلك الانبعاثات من محطات الطاقة الحرارية - 3.5 مليون طن. يمثل ثاني أكسيد الكبريت ما يصل إلى 40٪ من إجمالي الانبعاثات ، والمواد الصلبة - 30٪ ، وأكاسيد النيتروجين - 24٪. أي أن TPPs هي السبب الرئيسي لتكوين المخلفات الحمضية.

أكبر ملوثات الهواء هي Raftinskaya GRES (Asbest ، منطقة سفيردلوفسك) - 360 ألف طن ، نوفوتشركاسك (نوفوتشركاسك ، منطقة روستوف) - 122 ألف طن ، ترويتسكايا (Troitsk-5 ، منطقة تشيليابينسك) - 103 آلاف طن ، Verkhnetagilskaya (منطقة سفيردلوفسك) - 72 ألف طن.

تعد صناعة الطاقة أيضًا أكبر مستهلك للمياه العذبة ومياه البحر ، والتي تستخدم لتبريد الوحدات واستخدامها كناقل للحرارة. تمثل الصناعة 77٪ من إجمالي حجم المياه العذبة المستخدمة في الصناعة الروسية.

مقدار مياه الصرف الصحي، التي تم تصريفها من قبل المؤسسات الصناعية في المسطحات المائية السطحية ، في عام 2000 بلغت 26.8 مليار متر مكعب. م (5.3٪ أكثر من عام 1999). أكبر مصادر تلوث المياه هي محطات الطاقة الحرارية ، في حين أن محطات توليد الطاقة في الولايات هي المصادر الرئيسية لتلوث الهواء. هذا CHPP-2 (فلاديفوستوك) - 258 مليون متر مكعب. م ، Bezymyanskaya CHPP (منطقة سامارا) - 92 مليون متر مكعب. م ، CHPP-1 (ياروسلافل) - 65 مليون متر مكعب. م ، CHPP-10 (أنجارسك ، منطقة إيركوتسك) - 54 مليون متر مكعب. م ، CHPP-15 و Pervomaiskaya CHPP (سانت بطرسبرغ) - ما مجموعه 81 مليون متر مكعب. م.

في قطاع الطاقة ، يتم أيضًا إنتاج كمية كبيرة من النفايات السامة (الخبث والرماد). في عام 2000 بلغ حجم النفايات السامة 8.2 مليون طن.

بالإضافة إلى تلوث الهواء والماء ، تلوث شركات الطاقة التربة ، وللمحطات الكهرومائية تأثير قوي على النظام البيئي للأنهار والأنهار والسهول الفيضية.

• 3). سياسة التعريفة الصارمة. في صناعة الطاقة الكهربائية ، أثيرت أسئلة حول الاستخدام الاقتصادي للطاقة والتعريفات الجمركية لها. يمكننا التحدث عن الحاجة إلى توفير الكهرباء المولدة. في الواقع ، في الوقت الحاضر ، تستهلك الدولة 3 أضعاف الطاقة لكل وحدة إنتاج مقارنة بالولايات المتحدة. هذه المنطقة لتكون مهمة كبيرة. في المقابل ، تتزايد رسوم الطاقة بوتيرة أسرع. الرسوم الجمركية المعمول بها في روسيا وعلاقاتها لا تتوافق مع الممارسات العالمية والأوروبية. أدت سياسة التعريفة الحالية إلى أنشطة غير مربحة وربحية منخفضة لعدد من AO-energos.
• أربعة). يعاني عدد من المناطق بالفعل من صعوبات في توفير الكهرباء. إلى جانب المنطقة الوسطى ، هناك نقص في الكهرباء في منطقة وسط الأرض السوداء وفولغا فياتكا والمناطق الاقتصادية الشمالية الغربية. على سبيل المثال ، في المنطقة الاقتصادية المركزية في عام 1995 ، تم إنتاج كمية هائلة من الكهرباء - 19٪ من المؤشرات الروسية بالكامل (154.7 مليار كيلوواط) ، ولكن يتم استهلاكها بالكامل داخل المنطقة.
• 5). يتم تقليل الزيادة في الطاقة. ويرجع ذلك إلى انخفاض جودة الوقود ، واستهلاك المعدات ، والعمل على تحسين سلامة الوحدات وعدد من الأسباب الأخرى. يرجع الاستخدام غير الكامل لقدرة HPP إلى المحتوى المائي المنخفض للأنهار. في الوقت الحاضر ، عملت 16٪ من قدرات محطات الطاقة الروسية بالفعل على استغلال مواردها. من بين هذه ، تمثل محطات الطاقة الكهرومائية 65 ٪ ، ومحطات الطاقة الحرارية - 35 ٪. انخفض تشغيل السعات الجديدة إلى 0.6-1.5 مليون كيلوواط ساعة سنويًا (1990-2000) مقارنة بـ6-7 ملايين كيلوواط ساعة سنويًا (1976-1985).
• 6). المعارضة الناتجة من الجمهور و السلطات المحليةالسلطات لتحديد منشآت الطاقة الكهربائية نظرًا لتدني مستوى سلامتها البيئية. على وجه الخصوص ، بعد كارثة تشيرنوبيل ، تم إجراء العديد من أعمال المسح وبناء وتوسيع محطات الطاقة النووية في 39 موقعًا من إجمالي الطاقة التصميمية 109 مليون كيلوواط.
• 7). عدم السداد ، سواء من جانب مستهلكي الكهرباء أو من جانب شركات الطاقة للوقود والمعدات وما إلى ذلك ؛
• ثمانية). قلة الاستثمار المرتبط بكل من سياسة التعريفة الجارية و "الغموض" المالي لهذه الصناعة. إن أكبر المستثمرين الاستراتيجيين الغربيين على استعداد للاستثمار في صناعة الطاقة الكهربائية الروسية فقط بشرط زيادة الرسوم الجمركية من أجل ضمان عائد الاستثمار.
• 9). انقطاع التيار الكهربائي في مناطق معينة ، ولا سيما Primorye ؛
• عشرة). معامل منخفض للاستخدام المفيد لموارد الطاقة. هذا يعني أن 57٪ من موارد الطاقة تُفقد كل عام. تحدث معظم الخسائر في محطات توليد الطاقة ، في المحركات التي تستخدم الوقود بشكل مباشر ، وكذلك في العمليات التكنولوجيةحيث يعمل الوقود كمادة خام. عند نقل الوقود ، تحدث أيضًا خسائر كبيرة في موارد الطاقة.

أما بالنسبة لل آفاق التنميةصناعة الطاقة في روسيا ، إذن ، على الرغم من كل مشاكلها ، صناعة الطاقة لديها آفاق كافية.

على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل محطات الطاقة الحرارية استخراج كمية هائلة من الموارد غير المتجددة ، وله كفاءة منخفضة نوعًا ما ، ويؤدي إلى تلوث البيئة. في روسيا ، تعمل محطات الطاقة الحرارية على زيت الوقود والغاز والفحم. ومع ذلك ، في هذه المرحلة ، تعتبر شركات الطاقة الإقليمية التي تمتلك نسبة عالية من الغاز في هيكل موازنة الوقود جذابة كوقود أكثر كفاءة وصديق للبيئة. على وجه الخصوص ، يمكن ملاحظة أن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز تنبعث منها 40٪ أقل من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي محطات الوقود على عامل استخدام أعلى للقدرة المثبتة مقارنة بمحطات زيت الوقود والفحم ، ولديها إمداد حراري أكثر استقرارًا ولا تتحمل تكاليف تخزين الوقود. تعد المحطات التي تعمل بالغاز في حالة أفضل من تلك التي تعمل بالفحم والنفط ، حيث تم تشغيلها مؤخرًا نسبيًا. وكذلك أسعار الغاز التي تنظمها الدولة. وبالتالي ، فإن بناء محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالغاز أصبح واعدًا بشكل أكبر. أيضًا في TPPs ، من الواعد استخدام معدات تنظيف الغبار بأعلى كفاءة ممكنة ، مع استخدام الرماد الناتج كمواد خام في إنتاج مواد البناء.

يتطلب بناء محطة الطاقة الكهرومائية ، بدوره ، غمر مساحة كبيرة من الأراضي الخصبة ، أو نتيجة لضغط المياه على قشرة الأرض ، يمكن أن تتسبب محطة الطاقة الكهرومائية في حدوث زلزال. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مخزون الأسماك في الأنهار آخذ في الانخفاض. إنشاء محطات HPP صغيرة نسبيًا لا تتطلب استثمارات رأسمالية جادة ، وتعمل فيها الوضع التلقائيبشكل رئيسي في المناطق الجبلية ، وكذلك سد الخزانات لتحرير الأراضي الخصبة.

أما بالنسبة للطاقة النووية ، فإن بناء محطة للطاقة النووية ينطوي على مخاطر معينة ، بسبب حقيقة أنه من الصعب التنبؤ بحجم العواقب عندما يصبح تشغيل وحدات الطاقة النووية أكثر صعوبة أو في ظروف قاهرة. أيضًا ، لم يتم حل مشكلة التخلص من النفايات المشعة الصلبة ، كما أن نظام الحماية غير كامل. صناعة الطاقة النووية لديها أكبر الآفاق في تطوير محطات الطاقة النووية الحرارية. إنه مصدر طاقة أبدي تقريبًا ، يكاد يكون غير ضار بالبيئة. سيعتمد تطوير صناعة الطاقة النووية في المستقبل القريب على التشغيل الآمن للقدرات الحالية ، مع الاستبدال التدريجي لوحدات الجيل الأول بأحدث المفاعلات الروسية. ستحدث أكبر زيادة متوقعة في السعة نتيجة لاستكمال بناء المحطات التي بدأت بالفعل.

هناك مفهومان متعارضان للوجود المتزايد للطاقة النووية في البلاد.

• 1. مسؤول ويدعمه رئيس الجمهورية والحكومة. بناءً على السمات الإيجابية لمحطات الطاقة النووية ، يقترحون برنامجًا لتطوير صناعة الطاقة الكهربائية الروسية على نطاق واسع.
• 2. البيئية ، برئاسة الأكاديمي يابلوكوف. أنصار هذا المفهوم يرفضون تمامًا إمكانية البناء الجديد محطات الطاقة النوويةلأسباب بيئية واقتصادية.

هناك أيضا مفاهيم وسيطة. على سبيل المثال ، يعتقد عدد من الخبراء أنه من الضروري فرض وقف على بناء محطات الطاقة النووية على أساس أوجه القصور في محطات الطاقة النووية. ويشير آخرون إلى أن وقف تطوير الطاقة النووية قد يؤدي إلى حقيقة أن روسيا ستفقد بالكامل إمكاناتها العلمية والتقنية والصناعية في مجال الطاقة النووية.

بناءً على جميع الآثار السلبية للطاقة التقليدية على البيئة ، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لدراسة إمكانيات استخدام مصادر الطاقة البديلة غير التقليدية. إن طاقة المد والجزر والحرارة الداخلية للأرض قد تلقت بالفعل تطبيقات عملية. محطات طاقة الرياح متوفرة في المناطق السكنية في أقصى الشمال. العمل جار لدراسة إمكانية استخدام الكتلة الحيوية كمصدر للطاقة. من المحتمل أن تلعب الطاقة الشمسية دورًا كبيرًا في المستقبل.

طورت تجربة تطوير صناعة الطاقة الكهربائية المحلية ما يلي مبادئ الموقع وتشغيل المؤسساتهذه الصناعة:

• 1. تركيز إنتاج الكهرباء في محطات طاقة إقليمية كبيرة تستخدم وقودًا وموارد طاقة رخيصة نسبيًا ؛
• 2. الجمع بين إنتاج الكهرباء والتدفئة لتدفئة المستوطنات ، وخاصة المدن ؛
• 3. التطوير الواسع للموارد المائية ، مع الأخذ في الاعتبار الحل المتكامل للمشاكل في صناعة الطاقة الكهربائية ، والنقل ، وإمدادات المياه ؛
• 4. ضرورة تطوير الطاقة النووية ، خاصة في المناطق التي تشهد توترًا في الوقود وتوازن الطاقة ، مع مراعاة سلامة استخدام محطات الطاقة النووية.
• 5. إنشاء أنظمة الطاقة التي تشكل شبكة واحدة عالية الجهد للدولة.

في الوقت الحالي ، تحتاج روسيا إلى سياسة طاقة جديدة تتسم بالمرونة الكافية وتوفر جميع ميزات هذه الصناعة ، بما في ذلك تفاصيل الموقع. كما المهام الرئيسية لتطوير الطاقة الروسيةيمكن تمييز ما يلي:

ل تقليل كثافة الطاقة في الإنتاج.

الحفاظ على سلامة وتطوير نظام الطاقة الموحد لروسيا ، وتكامله مع جمعيات الطاقة الأخرى في القارة الأوروبية الآسيوية ؛

زيادة معامل القدرة لمحطات الطاقة وزيادة كفاءة التشغيل وضمان التنمية المستدامة لصناعة الطاقة الكهربائية على أساس التقنيات الحديثة.

(ب) الانتقال الكامل إلى علاقات السوق، الإفراج عن أسعار الطاقة ، والانتقال الكامل إلى الأسعار العالمية.

ل التجديد الفوري لأسطول محطات توليد الكهرباء.

ь الارتقاء بالمعايير البيئية لمحطات الطاقة إلى مستوى المعايير العالمية ، والحد من الآثار الضارة على البيئة

بناءً على هذه المهام ، تم إنشاء "مخطط عام لوضع منشآت الطاقة الكهربائية حتى عام 2020" ، بموافقة حكومة الاتحاد الروسي. (الرسم البياني 2)

أولويات المخطط العام ضمن الإرشادات الموضوعة لسياسة الدولة طويلة المدى في صناعة الطاقة الكهربائية هي:

التقدم في تطوير صناعة الطاقة الكهربائية ، وإنشاء هيكل مبرر اقتصاديًا لقدرات التوليد ومرافق الشبكة الكهربائية فيها لتزويد المستهلكين في البلاد بالطاقة الكهربائية والحرارية بشكل موثوق ؛

تحسين توازن الوقود في صناعة الطاقة الكهربائية من خلال أقصى استخدام ممكن لإمكانية تطوير محطات الطاقة الحرارية النووية والهيدروليكية وكذلك التي تستخدم الفحم وتقليل توازن الوقود في صناعة الغاز ؛

إنشاء بنية تحتية للشبكة تتطور بوتيرة أسرع من تطوير محطات توليد الطاقة وتوفرها المشاركة الكاملةشركات الطاقة والمستهلكين في عمل السوق طاقة كهربائيةوالقدرة ، وتعزيز الترابطات التي تضمن موثوقية الإمدادات المتبادلة للكهرباء والقدرة بين مناطق روسيا ، وكذلك إمكانية تصدير الكهرباء ؛

ح تصغير تكاليف الوحدةوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية والحرارية من خلال إدخال معدات حديثة اقتصادية للغاية تعمل بالوقود الصلب والغازي ؛

ل الحد من تأثير الإنسان من محطات توليد الطاقة على البيئة من خلال استخدام فعالموارد الوقود والطاقة ، التحسين هيكل الإنتاجالصناعة ، وإعادة المعدات التكنولوجية وإيقاف تشغيل المعدات المتقادمة ، وزيادة حجم تدابير حماية البيئة في محطات الطاقة ، وتنفيذ برامج لتطوير واستخدام مصادر الطاقة المتجددة.

بحسب نتائج الرصد للحكومة الاتحاد الروسييتم تقديم تقرير مرحلي سنوي عن تنفيذ المخطط العام. في غضون سنوات قليلة ، سوف نرى مدى فعاليتها ومدى تنفيذ أحكامها لاستخدام جميع آفاق تطوير قطاع الطاقة الروسي.

في المستقبل ، يجب على روسيا التخلي عن إنشاء محطات حرارية وهيدروليكية كبيرة جديدة ، الأمر الذي يتطلب استثمارات ضخمة ويخلق توترًا بيئيًا. ومن المقرر بناء محطة طاقة حرارية ذات قدرة صغيرة ومتوسطة ومحطات طاقة نووية صغيرة في المناطق الشمالية والشرقية النائية. في الشرق الأقصى ، من المتصور تطوير الطاقة الكهرومائية من خلال بناء سلسلة من محطات الطاقة الكهرومائية المتوسطة والصغيرة. سيتم بناء محطات طاقة حرارية جديدة على الغاز ، وفقط في حوض Kansk-Achinsk يتم التخطيط لبناء محطات طاقة تكثيف قوية بسبب تعدين الفحم المكشوف الرخيص. لديه آفاق لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية. أكثر المناطق الواعدة للاستخدام الواسع للمياه الحرارية هي غرب وشرق سيبيريا ، وكذلك كامتشاتكا وتشوكوتكا وساخالين. في المستقبل ، سيزداد حجم استخدام المياه الحرارية بشكل مطرد. يتم إجراء الأبحاث لإشراك مصادر الطاقة التي لا تنضب ، مثل طاقة الشمس والرياح والمد والجزر ، وما إلى ذلك ، في الدورة الاقتصادية ، مما يجعل من الممكن توفير موارد الطاقة في البلاد ، وخاصة الوقود المعدني.

في بداية القرن الحادي والعشرين ، أصبحت قضية تحديث وتطوير قطاع الطاقة الروسي متفاقمة للغاية ، مع مراعاة العوامل التالية:

يمكن أن يتجاوز استهلاك معدات محطات الطاقة وشبكات التدفئة والطاقة بحلول نهاية العقد الأول 50٪ ، مما يعني أنه بحلول عام 2020 يمكن أن يصل الاستهلاك إلى 90٪ ؛

الخصائص التقنية والاقتصادية لإنتاج ونقل الطاقة مليئة بجيوب عديدة من التكاليف غير المنتجة لموارد الطاقة الأولية ؛

مستوى معدات مرافق الطاقة مع الأتمتة والحماية والمعلوماتية عند مستوى أقل بكثير من مستوى مرافق الطاقة في أوروبا الغربية والولايات المتحدة ؛

يتم استخدام مورد الطاقة الأساسي في TPPs في روسيا بكفاءة لا تتجاوز 32 - 33 ٪ ، على عكس البلدان التي تستخدم مرحبا التكنولوجيادورة طاقة بخارية بكفاءة تصل إلى 50٪ وأعلى ؛

بالفعل في السنوات الخمس الأولى من القرن الحادي والعشرين ، مع استقرار الاقتصاد الروسي ، أصبح من الواضح أن قطاع الطاقة يمكن أن يتحول من "قاطرة" الاقتصاد إلى "مسار عقبة". بحلول عام 2005 ، أصبح نظام الطاقة في منطقة موسكو نادرًا ؛

إيجاد الأموال لتحديث وتطوير قاعدة الطاقة في روسيا في اقتصاد السوق وإصلاح قطاع الطاقة على أساس مبادئ السوق.

في ظل هذه الظروف ، تم إنشاء العديد من البرامج ، لكن إضافاتها و "تطويرها" مستمرة.

فيما يلي أحد البرامج التي تم إنشاؤها في نهاية القرن الماضي (الجدول 6).

الجدول 6. التكليف بقدرات محطات توليد الكهرباء ، مليون كيلوواط.

الجدول 7. الاحتياجات الاستثمارية لصناعة الطاقة الكهربائية مليار دولار

شدة الحالة مع إمدادات الطاقة للاقتصاد الروسي و المجال الاجتماعيوفقًا لمتخصصي RAO "UES of Russia" ، يتضح ذلك من خلال ظهور مناطق تعاني من نقص الطاقة (خلال فترة الخريف والشتاء بأحمال الاستهلاك القصوى).

هكذا نشأ برنامج الطاقة GOELRO-2. تجدر الإشارة إلى أن المصادر المختلفة تعطي أرقامًا مختلفة بشكل كبير عن بعضها البعض. هذا هو السبب في أننا نقدم في الجداول السابقة (الجدول 6 ، الجدول 7) الحد الأقصى من المؤشرات المنشورة. من الواضح أن مستوى "الحد الأقصى" للتنبؤات يمكن استخدامه كمبدأ توجيهي.

يجب أن تشمل المجالات الرئيسية ما يلي:

1. التوجه نحو إنشاء محطات طاقة حرارية على الوقود الصلب. مع رفع أسعار الغاز الطبيعي إلى المستويات العالمية ، سيكون لمحطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الصلب ما يبررها اقتصاديًا. الأساليب الحديثةاحتراق الفحم (في طبقة مميعة متداولة) ، ثم تقنيات الدورة المركبة التي تعمل بالفحم مع التغويز المسبق للفحم أو احتراقه في غلايات الطبقة المميعة المضغوطة تجعل محطات الطاقة الحرارية للوقود الصلب قادرة على المنافسة في "سوق" محطات الطاقة الحرارية في مستقبل.

2. لن يكون هناك ما يبرر استخدام الغاز الطبيعي "الباهظ الثمن" في محطات TPP المنشأة حديثًا إلا عند استخدام محطات الدورة المركبة ، وكذلك عند إنشاء محطات TPP صغيرة تعتمد على التوربينات الغازية ، إلخ.

3. إعادة التجهيز الفني TPPs الموجودةبسبب تزايد الاستهلاك المادي والمعنوي ستبقى أولوية. وتجدر الإشارة إلى أنه عند استبدال المكونات والتجمعات ، يصبح من الممكن تقديم حلول تقنية مثالية ، بما في ذلك في مسائل الأتمتة والمعلوماتية.

4 - يرتبط تطوير الطاقة النووية في المستقبل القريب باستكمال بناء وحدات عالية التوفر ، وكذلك العمل على إطالة عمر محطات الطاقة النووية لفترة زمنية مبررة اقتصاديًا. على المدى الطويل ، يجب أن يتم تشغيل القدرات في محطات الطاقة النووية من خلال استبدال الوحدات المفككة بوحدات توليد الطاقة الجديدة التي تلبي المتطلبات الحديثةالأمان.

يعود التطور المستقبلي للطاقة النووية إلى حل عدد من المشاكل ، أهمها تحقيق الأمان الكامل لمحطات الطاقة النووية القائمة والجديدة ، وإغلاق محطات الطاقة النووية التي استنفدت عمرها التشغيلي ، وضمان القدرة التنافسية الاقتصادية للطاقة النووية مقارنة بتقنيات الطاقة البديلة.

5. اتجاه مهم في صناعة الطاقة الكهربائية ل الظروف الحديثةهو تطوير شبكة من قدرات التوليد الموزعة من خلال بناء محطات طاقة صغيرة ، أولاً وقبل كل شيء ، محطات توليد الطاقة الكهروضوئية صغيرة السعة مع CCGT و GTU