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Die Präsentation ist ein Zusatzmaterial für den Unterricht zur Energieentwicklung. Die Energiewirtschaft eines jeden Landes ist die Grundlage für die Entwicklung der Produktivkräfte, die Schaffung der materiellen und technischen Basis der Gesellschaft. Die Präsentation spiegelt die Probleme und Perspektiven aller Energiearten wider, vielversprechende (neue) Energiearten, Nutzung der Erfahrungen der Museumspädagogik, eigenständige Forschungsarbeit von Studenten (Arbeit mit dem Magazin Japan Today), kreative Arbeit von Studenten (Poster). Die Präsentation kann im Erdkundeunterricht der Klassen 9 und 10, in außerschulischen Aktivitäten (Wahlpflichtunterricht, Wahlpflichtfächer), bei der Durchführung der Erdkundewoche „22. April – Tag der Erde“, im Ökologie- und Biologieunterricht „Globale Probleme der Menschheit. Rohstoff- und Energieproblem“.
In meiner Arbeit habe ich die Methode des problembasierten Lernens angewendet, die darin bestand, Problemsituationen für Schüler zu schaffen und sie im Prozess gemeinsamer Aktivitäten von Schülern und Lehrern zu lösen. Gleichzeitig wurde die größtmögliche Unabhängigkeit der Schüler berücksichtigt und unter der allgemeinen Anleitung eines Lehrers, der die Aktivitäten der Schüler leitet.
Problembasiertes Lernen ermöglicht es nicht nur, bei Schülern das notwendige System von Wissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten zu bilden, um ein hohes Entwicklungsniveau von Schulkindern zu erreichen, sondern vor allem ermöglicht es Ihnen, einen besonderen Stil geistiger Aktivität, Forschungsaktivität, zu entwickeln und Selbständigkeit der Schüler. Bei der Arbeit mit dieser Präsentation zeigen die Schüler eine tatsächliche Richtung auf - die Forschungstätigkeit von Schülern.
Die Industrie vereint eine Gruppe von Industrien, die sich mit der Gewinnung und dem Transport von Brennstoffen, der Energieerzeugung und deren Übertragung an den Verbraucher befassen.
Natürliche Ressourcen, die zur Energieerzeugung verwendet werden, sind Brennstoffressourcen, Wasserressourcen, Kernenergie sowie alternative Energieformen. Der Standort der meisten Industrien hängt von der Entwicklung der Elektrizität ab. Unser Land hat riesige Treibstoffreserven - Energieressourcen. Russland war, ist und wird eine der führenden Energiemächte der Welt sein. Und das nicht nur, weil der Untergrund des Landes 12 % der weltweiten Kohlereserven, 13 % des Erdöls und 36 % der weltweiten Erdgasreserven enthält, die ausreichen, um den eigenen Bedarf vollständig zu decken und in die Nachbarländer zu exportieren. Russland ist zu einer der führenden Energiemächte der Welt geworden, vor allem aufgrund der Schaffung eines einzigartigen Produktions-, wissenschaftlichen, technischen und menschlichen Potenzials des Brennstoff- und Energiekomplexes.
Rohstoffproblem
Bodenschätze- die primäre Quelle, die Ausgangsbasis der menschlichen Zivilisation in fast allen Phasen ihrer Entwicklung:
– Kraftstoffmineralien;
– Erzmineralien;
- Nichtmetallische Mineralien.
Der heutige Energieverbrauch wächst exponentiell. Selbst wenn man berücksichtigt, dass die Wachstumsrate des Stromverbrauchs durch die Verbesserung energiesparender Technologien etwas abnehmen wird, reichen die Reserven an Elektrorohstoffen maximal 100 Jahre. Verschärft wird die Situation jedoch durch die Diskrepanz zwischen Bestandsstruktur und Verbrauch von Bio-Rohstoffen. Somit sind 80 % der fossilen Brennstoffreserven Kohle und nur 20 % Öl und Gas, während 8/10 des modernen Energieverbrauchs Öl und Gas sind.
Folglich ist der Zeitrahmen noch enger. Aber erst heute wird die Menschheit ideologische Ideen los, dass sie praktisch endlos sind. Bodenschätze sind begrenzt, praktisch unersetzlich.
Energieproblem.
Heute basiert die Energie der Welt auf Energiequellen:
– brennbare Mineralien;
– brennbare organische Fossilien;
- Die Energie der Flüsse. Nicht-traditionelle Energiearten;
- Die Energie des Atoms.
Mit der derzeitigen Verteuerung der Brennstoffressourcen der Erde gewinnt die Problematik der Nutzung erneuerbarer Energiequellen zunehmend an Relevanz und prägt die energetische und wirtschaftliche Eigenständigkeit des Staates.
Vor- und Nachteile von TPP.
TPP-Vorteile:
1. Die Stromkosten in Wasserkraftwerken sind sehr niedrig;
2. HPP-Generatoren können je nach Energieverbrauch schnell genug ein- und ausgeschaltet werden;
3. Keine Luftverschmutzung.
Nachteile von TPP:
1. Der Bau eines Wasserkraftwerks kann länger und teurer sein als andere Energiequellen;
2. Stauseen können große Flächen bedecken;
3. Dämme können der Fischerei schaden, indem sie den Weg zu den Laichgründen versperren.
Vor- und Nachteile von HPP.
Vorteile von HPP:
– Schnell und günstig gebaut;
– Arbeiten Sie in einem konstanten Modus;
– Fast überall platziert;
– Die Vorherrschaft von Wärmekraftwerken im Energiesektor der Russischen Föderation.
Nachteile HPP:
– viel Kraftstoff verbrauchen;
– Erfordert einen langen Stopp während der Reparatur;
– Viel Wärme geht in die Atmosphäre verloren, viele feste und schädliche Gase werden in die Atmosphäre emittiert;
– Wichtige Umweltschadstoffe.
In der Struktur der Stromerzeugung in der Welt gehört der erste Platz den Wärmekraftwerken (TPPs) - ihr Anteil beträgt 62%.
Eine Alternative zu fossilen Brennstoffen und eine erneuerbare Energiequelle ist die Wasserkraft. Wasserkraftwerk (WKW)- ein Kraftwerk, das die Energie eines Wasserstroms als Energiequelle nutzt. Wasserkraftwerke werden normalerweise an Flüssen durch den Bau von Dämmen und Stauseen gebaut. Wasserkraft ist die Stromerzeugung durch die Nutzung erneuerbarer Fluss-, Gezeiten- und geothermischer Wasserressourcen. Diese Nutzung erneuerbarer Wasserressourcen umfasst die Bewältigung von Überschwemmungen, die Stärkung von Flussbetten, die Übertragung von Wasserressourcen in Dürregebiete und die Erhaltung von Grundwasserströmen.
Allerdings ist auch hier die Energiequelle recht begrenzt. Dies liegt daran, dass große Flüsse in der Regel weit von Industriezentren entfernt sind oder ihre Kapazitäten fast vollständig genutzt werden. Daher wird die Wasserkraft, die derzeit etwa 10 % der weltweiten Energieproduktion liefert, diese Zahl nicht wesentlich steigern können.
Probleme und Perspektiven der Kernkraftwerke
In Russland erreicht der Anteil der Kernenergie 12%. Die Reserven an abgebauten Uran in Russland haben ein elektrisches Potenzial von 15 Billionen. kWh, das ist so viel, wie alle unsere Kraftwerke in 35 Jahren produzieren können. Heute nur Atomkraft
in der Lage, das Phänomen des Treibhauseffekts drastisch und in kurzer Zeit abzuschwächen. Das aktuelle Problem ist die Sicherheit von Kernkraftwerken. Das Jahr 2000 war der Beginn des Übergangs zu grundlegend neuen Ansätzen zur Normung und Gewährleistung der Strahlensicherheit von Kernkraftwerken.
In 40 Jahren Entwicklung der Kernenergie in der Welt wurden etwa 400 Kraftwerke in 26 Ländern der Welt gebaut. Die Hauptvorteile der Kernenergie sind die hohe Endrentabilität und das Fehlen von Emissionen von Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre, die Hauptnachteile sind die potenzielle Gefahr einer radioaktiven Kontamination der Umwelt durch Spaltprodukte des Kernbrennstoffs während eines Unfalls und das Problem der verwendeten Verarbeitung Kernbrennstoff.
Unkonventionell (alternative Energie)
1. Sonnenenergie. Dies ist die Nutzung der Sonnenstrahlung zur Gewinnung von Energie in irgendeiner Form. Solarenergie nutzt eine erneuerbare Energiequelle und kann in Zukunft umweltfreundlich werden.
Vorteile der Solarenergie:
– Öffentliche Verfügbarkeit und Unerschöpflichkeit der Quelle;
– Theoretisch absolute Sicherheit für die Umwelt.
Nachteile der Solarenergie:
– Der Fluss der Sonnenenergie auf der Erdoberfläche ist stark abhängig von Breitengrad und Klima;
- Das Solarkraftwerk arbeitet nachts nicht und in der Morgen- und Abenddämmerung nicht effizient genug;
Photovoltaikzellen enthalten giftige Substanzen wie Blei, Cadmium, Gallium, Arsen usw., und ihre Herstellung verbraucht viele andere gefährliche Substanzen.
2. Windkraft. Dies ist eine Energiewirtschaft, die sich auf die Nutzung von Windenergie spezialisiert hat - der kinetischen Energie von Luftmassen in der Atmosphäre. Da Windenergie eine Folge der Aktivität der Sonne ist, wird sie als erneuerbare Energie eingestuft.
Perspektiven für die Windenergie.
Die Windenergie ist eine boomende Branche, und Ende 2007 betrug die installierte Gesamtleistung aller Windkraftanlagen 94,1 Gigawatt, eine Verfünffachung seit dem Jahr 2000. Windparks auf der ganzen Welt erzeugten im Jahr 2007 etwa 200 Milliarden kWh, was etwa 1,3 % des weltweiten Stromverbrauchs entspricht. Küstenwindpark Middelgrunden, in der Nähe von Kopenhagen, Dänemark. Zum Zeitpunkt des Baus war es das größte der Welt.
Chancen für den Einsatz von Windenergie in Russland. In Russland sind die Möglichkeiten der Windenergie bisher praktisch nicht realisiert. Eine konservative Einstellung zur zukünftigen Entwicklung des Brennstoff- und Energiekomplexes behindert praktisch die effektive Einführung der Windenergie, insbesondere in den nördlichen Regionen Russlands sowie in der Steppenzone des südlichen Föderationskreises und insbesondere in der Region Wolgograd .
3. Thermonukleare Energie. Die Sonne ist ein natürlicher thermonuklearer Reaktor. Noch interessanter, wenn auch in relativ ferner Zukunft, ist die Nutzung der Kernfusionsenergie. Thermonukleare Reaktoren verbrauchen Berechnungen zufolge weniger Brennstoff pro Energieeinheit, und sowohl dieser Brennstoff selbst (Deuterium, Lithium, Helium-3) als auch seine Syntheseprodukte sind nicht radioaktiv und daher umweltfreundlich.
Perspektiven für thermonukleare Energie. Dieser Energiebereich hat ein enormes Potenzial, derzeit wird im Rahmen des „ITER“-Projekts, an dem Europa, China, Russland, die USA, Südkorea und Japan beteiligt sind, Frankreich den größten thermonuklearen Reaktor bauen die die CNF (Controlled Thermonuclear Fusion) auf ein neues Level heben soll. Die Fertigstellung des Baus ist für 2010 geplant.
4. Biokraftstoff, Biogas. Biokraftstoff ist ein Kraftstoff aus biologischen Rohstoffen, der in der Regel durch die Verarbeitung von Zuckerrohrhalmen oder Samen von Raps, Mais, Sojabohnen gewonnen wird. Verschiedene flüssige Biokraftstoffe (für Motoren Verbrennungs B. Ethanol, Methanol, Biodiesel) und gasförmig (Biogas, Wasserstoff).
Arten von Biokraftstoffen:
– Biomethanol
– Bioethanol
– Biobutanol
- Dimethylether
– Biodiesel
– Biogas
– Wasserstoff
Auf der dieser Moment Am weitesten entwickelt sind Biodiesel und Wasserstoff.
5. Geothermie. Unter Japans vulkanischen Inseln verbergen sich riesige Mengen geothermischer Energie, die durch die Gewinnung von heißem Wasser und Dampf nutzbar gemacht werden können. Vorteil: Emittiert etwa 20-mal weniger Kohlendioxid bei der Stromerzeugung und reduziert so seine Auswirkungen auf die Welt Umgebung.
6. Die Energie von Wellen, Ebbe und Flut. Die wichtigste Energiequelle in Japan sind Wellenturbinen, die die vertikale Bewegung der Meereswellen in Luftdruck umwandeln, der die Turbinen elektrischer Generatoren antreibt. An der Küste Japans wurden zahlreiche Bojen installiert, die die Energie von Ebbe und Flut nutzen. So wird Meeresenergie genutzt, um die Sicherheit des Seetransports zu gewährleisten.
Das enorme Potenzial der Solarenergie könnte theoretisch den gesamten Energiebedarf der Welt decken. Aber der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärme in Strom beträgt nur 10 %. Dies schränkt die Möglichkeiten der Solarenergie ein. Grundsätzliche Schwierigkeiten ergeben sich auch bei der Analyse der Möglichkeiten zur Schaffung von Hochleistungsgeneratoren mit Windenergie, Ebbe und Flut, Geothermie, Biogas, pflanzlichen Brennstoffen usw. All dies lässt den Schluss zu, dass die Möglichkeiten der betrachteten sogenannten „reproduzierbaren“ und relativ umweltfreundlichen Energieressourcen zumindest in relativ naher Zukunft begrenzt sind. Wobei die Wirkung ihres Einsatzes bei der Lösung individueller Probleme der Energieversorgung schon beeindruckend sein kann.
Natürlich gibt es Optimismus hinsichtlich der Möglichkeiten der thermonuklearen Energie und anderer effizienter Arten der Energiegewinnung, die von der Wissenschaft intensiv untersucht werden, jedoch auf dem aktuellen Maßstab der Energieerzeugung. Mit der praktischen Erschließung dieser möglichen Quellen wird es aufgrund der hohen Kapitalintensität und der entsprechenden Trägheit bei der Umsetzung von Projekten mehrere Jahrzehnte dauern.
Forschungsarbeiten der Studierenden:
1. Sonderbericht „Grüne Energie“ für die Zukunft: „Japan ist weltweit führend in der Produktion von Solarstrom. 90 % der in Japan produzierten Solarenergie wird von Sonnenkollektoren in gewöhnlichen Haushalten erzeugt. Die japanische Regierung hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2010 etwa 4,8 Millionen Kilowatt Energie aus Sonnenkollektoren zu beziehen. Stromerzeugung aus Biomasse in Japan. Aus Küchenabfällen wird Methangas freigesetzt. Dieses Gas treibt einen Motor an, der Strom erzeugt, außerdem werden günstige Bedingungen zum Schutz der Umwelt geschaffen.
Um die Aussichten von Wärmekraftwerken einzuschätzen, ist es zunächst notwendig, ihre Vor- und Nachteile im Vergleich zu anderen Stromquellen zu verstehen.
Zu den Vorteilen gehören die folgenden.
- 1. Im Gegensatz zu Wasserkraftwerken Wärmekraftwerke kann unter Berücksichtigung des verwendeten Brennstoffs relativ frei platziert werden. Gasthermische Kraftwerke können überall gebaut werden, da der Transport von Gas und Heizöl relativ günstig ist (im Vergleich zu Kohle). Es ist wünschenswert, Kohlenstaubkraftwerke in der Nähe von Kohlebergbauquellen zu platzieren. Bis heute hat sich die Wärmekraftindustrie „Kohle“ entwickelt und weist einen ausgeprägten regionalen Charakter auf.
- 2. Die Stückkosten der installierten Leistung (die Kosten für 1 kW installierte Leistung) und die Bauzeit von TPPs sind viel kürzer als die von KKW und WKW.
- 3. Die Stromerzeugung in thermischen Kraftwerken ist im Gegensatz zu Wasserkraftwerken nicht von der Jahreszeit abhängig und wird nur durch die Lieferung von Brennstoff bestimmt.
- 4. Die Enteignungsflächen von Wirtschaftsflächen für Wärmekraftwerke sind deutlich kleiner als für Kernkraftwerke und natürlich nicht mit Wasserkraftwerken zu vergleichen, deren Auswirkungen auf die Umwelt weit entfernt von der Region sein können. Beispiele sind die Kaskaden von Wasserkraftwerken am Fluss. Wolga und Dnjepr.
- 5. Fast jeder Brennstoff kann in TPPs verbrannt werden, einschließlich der niedrigstwertigen Kohlen, die mit Asche, Wasser und Gestein ballastiert sind.
- 6. Anders als bei Kernkraftwerken gibt es bei thermischen Kraftwerken am Ende ihrer Lebensdauer keine Probleme bei der Entsorgung. In der Regel „überlebt“ die Infrastruktur eines Wärmekraftwerks die darauf installierte Hauptausrüstung (Kessel und Turbinen) sowie Gebäude, eine Turbinenhalle, Wasserversorgungs- und Brennstoffversorgungssysteme usw., die den Großteil ausmachen, erheblich die Mittel, dienen für eine lange Zeit. Die meisten TPPs, die über 80 Jahre nach dem GOELRO-Plan gebaut wurden, sind immer noch in Betrieb und werden nach der Installation neuer, fortschrittlicherer Turbinen und Kessel weiter betrieben.
Neben diesen Vorteilen hat TPP eine Reihe von Nachteilen.
- 1. Thermische Kraftwerke sind die umweltschädlichsten Stromquellen, insbesondere solche, die mit aschereichem saurem Brennstoff betrieben werden. Es stimmt, dass Kernkraftwerke, die keine konstanten Emissionen in die Atmosphäre haben, aber eine ständige Bedrohung durch radioaktive Kontamination darstellen und Probleme mit der Lagerung und Verarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe sowie der Entsorgung des Kernkraftwerks selbst haben nach dem Ende ihrer Lebensdauer, oder Wasserkraftwerke, die Überschwemmung riesiger Wirtschaftsflächen und die Veränderung des regionalen Klimas, ökologisch „sauberer“ ist nur mit einem erheblichen Maß an Konventionalität möglich.
- 2. Herkömmliche Wärmekraftwerke haben einen relativ niedrigen Wirkungsgrad (besser als Kernkraftwerke, aber viel schlechter als CCGT).
- 3. Im Gegensatz zu HPPs beteiligen sich TPPs kaum an der Abdeckung des variablen Teils des täglichen elektrischen Lastplans.
- 4. Thermische Kraftwerke sind in erheblichem Maße von der Versorgung mit häufig importierten Brennstoffen abhängig.
Trotz all dieser Mängel sind Wärmekraftwerke in den meisten Ländern der Welt die wichtigsten Stromerzeuger und werden dies noch mindestens für die nächsten 50 Jahre bleiben.
Die Aussichten für den Bau leistungsstarker Brennwertkraftwerke hängen eng mit der Art der verwendeten fossilen Brennstoffe zusammen. Trotz der großen Vorteile flüssiger Brennstoffe (Erdöl, Heizöl) als Energieträger (hoher Kaloriengehalt, einfache Transportierbarkeit) wird ihr Einsatz in Wärmekraftwerken nicht nur aufgrund begrenzter Vorräte, sondern auch aufgrund ihrer Größe zunehmend zurückgefahren Wert als Rohstoff für die petrochemische Industrie. Für Russland ist auch der Exportwert von flüssigem Brennstoff (Öl) von erheblicher Bedeutung. Daher wird flüssiger Brennstoff (Heizöl) in TKWs entweder als Backup-Brennstoff in Gasöl-TKWs oder als Hilfsbrennstoff in mit Kohlenstaub befeuerten TKWs verwendet, der in bestimmten Modi eine stabile Verbrennung von Kohlenstaub im Kessel gewährleistet.
Der Einsatz von Erdgas in Kondensations-Dampfturbinen-Wärmekraftwerken ist irrational: Hierfür sollten Kombikraftwerke vom Nutzungstyp auf der Basis von Hochtemperatur-Gasturbinen eingesetzt werden.
Die ferne Aussicht, klassische Dampfturbinenkraftwerke sowohl in Russland als auch im Ausland einzusetzen, ist daher in erster Linie mit der Verwendung von Kohle, insbesondere von minderwertiger Kohle, verbunden. Dies bedeutet natürlich nicht die Einstellung des Betriebs von Gasöl-Wärmekraftwerken, die schrittweise durch PTU ersetzt werden.
Moderne thermische Energiesysteme Industrieunternehmen bestehen aus drei Teilen, das Volumen und die Effizienz des Verbrauchs von Kraftstoff- und Energieressourcen hängen von der Wirksamkeit ihres Zusammenspiels ab. Diese Teile sind:
Quellen von Energieressourcen, d.h. Unternehmen, die die erforderlichen Arten von Energieressourcen produzieren;
Systeme für den Transport und die Verteilung von Energieressourcen zwischen den Verbrauchern. Meistens handelt es sich dabei um thermische und elektrische Netze; Verbraucher von Energieressourcen.
Jeder der Teilnehmer am System Erzeuger - Verbraucher von Energieressourcen hat seine eigene Ausrüstung und zeichnet sich durch bestimmte Indikatoren für Energie und thermodynamische Effizienz aus. Dabei kommt es häufig vor, dass die hohen Effizienzkennzahlen einiger Systemteilnehmer durch andere kompensiert werden, so dass der Gesamtwirkungsgrad des Kraft-Wärme-Kopplungssystems gering ausfällt. Die schwierigste Phase ist der Verbrauch von Energieressourcen.
Der Verbrauch von Brennstoff- und Energieressourcen in der heimischen Industrie lässt zu wünschen übrig. Eine Umfrage unter Unternehmen der petrochemischen Industrie ergab, dass der tatsächliche Verbrauch an Energieressourcen den theoretisch erforderlichen um etwa das 1,7- bis 2,6-fache übersteigt, d.h. Der gezielte Einsatz von Energieressourcen macht etwa 43 % der realen Kosten von Produktionstechnologien aus. Diese Situation ist in Unternehmen der Chemie-, Gummi-, Lebensmittel- und Industrie zu beobachten, wo thermische Sekundärressourcen unzureichend oder ineffizient genutzt werden.
Die Anzahl der VERs, die in der industriellen Wärmetechnik und den Heizkraftanlagen eines Unternehmens nicht verwendet werden, umfassen hauptsächlich Wärmeströme von Flüssigkeiten (t< 90 0 С) и газов (t< 150 0 С) (см. табл. 1.8).
Derzeit sind recht effektive Entwicklungen bekannt, die es ermöglichen, die Wärme solcher Parameter direkt an einer Industrieanlage zu nutzen. Im Zusammenhang mit dem Anstieg der Preise für Energieressourcen wächst das Interesse an ihnen, die Produktion von Wärmerückgewinnungseinheiten und der Einsatz von Wärmetransformatoren wird etabliert, was uns auf eine baldige Verbesserung durch den Einsatz solcher VER in hoffen lässt Industrie.
Berechnungen zur Wirksamkeit von Energiesparmaßnahmen zeigen, dass jede Einheit Wärmeenergie (1 J, 1 kcal) eine äquivalente Einsparung von natürlichem Brennstoff um das Fünffache ergibt. In den Fällen, in denen die erfolgreichsten Lösungen gefunden werden konnten, erreichten die Einsparungen an natürlichem Brennstoff eine zehnfache Größe.
Der Hauptgrund dafür ist das Fehlen von Zwischenstufen der Gewinnung, Anreicherung, Umwandlung und des Transports von Brennstoffenergieressourcen, um die Menge an eingesparten Energieressourcen sicherzustellen. Kapitalinvestitionen in Energiesparmaßnahmen fallen 2-3 Mal geringer aus als die erforderlichen Kapitalinvestitionen im Bergbau und verwandten Industrien, um eine entsprechende Menge an natürlichem Brennstoff zu erhalten.
Im Rahmen des traditionell etablierten Ansatzes werden Wärme- und Stromsysteme industrieller Großverbraucher ausschließlich als Quelle von Energieressourcen in der erforderlichen Qualität in der erforderlichen Menge gemäß den Anforderungen der technologischen Vorschriften betrachtet. Die Betriebsweise von Wärmekraftanlagen unterliegt den vom Verbraucher vorgegebenen Bedingungen. Dieser Ansatz führt in der Regel zu Fehlkalkulationen bei der Auswahl der Ausrüstung und zu ineffizienten Entscheidungen über die Organisation von Wärmetechnik und Heizkraftsystemen, d.h. zu versteckten oder offensichtlichen Mehrausgaben von Kraftstoff- und Energieressourcen, was sich natürlich auf die Produktkosten auswirkt.
Insbesondere die Saisonalität hat einen ziemlich starken Einfluss auf die Gesamteffizienz des Energieverbrauchs von Industrieunternehmen. Während der Sommermonate besteht in der Regel ein Überangebot an VER-Wärmetechnologie und gleichzeitig Probleme im Zusammenhang mit unzureichender Menge und Qualität der kühlenden Wärmeträger aufgrund einer Erhöhung der Temperatur des zirkulierenden Wassers. In der Zeit niedriger Außentemperaturen hingegen kommt es zu einem nur sehr schwer feststellbaren Mehraufwand an thermischer Energie verbunden mit einem Anstieg des Anteils der Wärmeverluste durch Außenzäune.
Daher sollten moderne Wärme- und Stromsysteme in einer organischen Beziehung mit industrieller Wärmetechnologie entwickelt oder modernisiert werden, unter Berücksichtigung der Zeitpläne und Betriebsmodi beider Einheiten - Verbraucher von ER und Einheiten, die wiederum Quellen von VER sind . Die Hauptaufgaben der industriellen Wärmekrafttechnik sind:
Sicherstellung des Gleichgewichts der Energieressourcen der erforderlichen Parameter jederzeit für einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb der einzelnen Einheiten und Produktionsverein im Allgemeinen; optimale Wahl der Energieträger hinsichtlich thermophysikalischer und thermodynamischer Parameter;
Bestimmung der Nomenklatur und Funktionsweise von Reserve- und Speicherquellen von Energieressourcen sowie alternativen Verbrauchern von VER während ihrer Überversorgung; Identifizierung von Reserven zur Steigerung der Energieeffizienz der Produktion auf dem aktuellen Niveau technische Entwicklung und in ferner Zukunft.
PP TKW erscheinen zukünftig als komplexes energietechnisches Gebilde, in dem Energie- und Technologieströme eng miteinander verflochten sind. Gleichzeitig können Verbraucher von Brennstoff- und Energieressourcen Sekundärenergiequellen für technologische Anlagen einer bestimmten Produktion, externe Verbraucher oder Kraftwerke sein, die andere Arten von Energieressourcen erzeugen.
Spezifischer Wärmeverbrauch für die Leistung industrielle Produktionen variiert zwischen einem und mehreren zehn Gigajoule pro Tonne des Endprodukts, abhängig von der installierten Kapazität der Ausrüstung, der Art des technologischen Prozesses, den Wärmeverlusten und der Einheitlichkeit des Verbrauchsplans. Gleichzeitig sind Maßnahmen am attraktivsten, die darauf abzielen, die Energieeffizienz bestehender Industrien zu verbessern und keine wesentlichen Änderungen in der Betriebsweise der Hauptleitung einzuführen technologische Ausstattung. Am attraktivsten ist die Organisation geschlossener Wärmeversorgungssysteme auf der Grundlage von Nutzungsanlagen, deren Unternehmen verfügen einen hohen Anteil Verbrauch von Mittel- und Niederdruckdampf und Heißwasser.
Die meisten Unternehmen sind durch erhebliche Wärmeverluste gekennzeichnet, die dem System in Wärmetauschern zugeführt werden, die durch zirkulierendes Wasser oder Luft gekühlt werden - in Kondensatoren, Kühlern, Kühlschränken usw. Unter solchen Bedingungen ist es sinnvoll, Zentral- und Gruppensysteme mit einem zwischengeschalteten Kühlmittel zu organisieren, um die Abwärme zurückzugewinnen. Dadurch können zahlreiche Quellen und Verbraucher innerhalb des gesamten Unternehmens oder einer dedizierten Einheit angeschlossen und Warmwasser mit den erforderlichen Parametern für industrielle und sanitäre Verbraucher bereitgestellt werden.
Geschlossene Wärmeversorgungssysteme sind eines der Hauptelemente der Abfallfreiheit Produktionssysteme. Die Rückgewinnung von Wärme mit niedrigen Parametern und ihre Umwandlung auf das erforderliche Temperaturniveau kann einen erheblichen Teil der Energieressourcen zurückgeben, die normalerweise direkt oder über zirkulierende Wasserversorgungssysteme in die Atmosphäre abgegeben werden.
In technologischen Systemen, die Dampf und Heißwasser als Energieträger verwenden, sind Temperatur und Druck der zugeführten und abgeführten Wärme bei den Kühlprozessen gleich. Die freigesetzte Wärmemenge kann sogar die in das System eingebrachte Wärmemenge übersteigen, da Abkühlungsprozesse üblicherweise mit einer Änderung des Aggregatzustandes des Stoffes einhergehen. Unter solchen Bedingungen ist es möglich, die Nutzung zentralisierter oder lokaler Wärmepumpensysteme zu organisieren, die es ermöglichen, bis zu 70% der in wärmeverbrauchenden Anlagen verbrauchten Wärme zurückzugewinnen.
Solche Systeme sind in den USA, Deutschland, Japan und anderen Ländern weit verbreitet, aber in unserem Land wurde ihrer Schaffung nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl theoretische Entwicklungen in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts bekannt sind. Derzeit ändert sich die Situation und Wärmepumpenanlagen werden sowohl in die Wärmeversorgungssysteme von Wohnungen als auch von kommunalen Dienstleistungen und Industrieanlagen eingeführt.
Eine der effektivsten Lösungen ist die Organisation von Abfallkühlsystemen auf der Grundlage von Absorptionswärmetransformatoren (ATTs). Industrielle Kühlsysteme basieren auf Dampfkompressionskühleinheiten, und der Stromverbrauch für die Kälteerzeugung erreicht 15-20 % des Gesamtverbrauchs im gesamten Unternehmen. Absorptionswärmetransformatoren als alternative Quellen der Kälteversorgung haben einige Vorteile, insbesondere:
Niederpotenzielle Wärme von Prozesswasser, Rauchgasen oder Niederdruck-Abdampf kann zum Antrieb des ATT genutzt werden;
Bei gleicher Ausstattung kann ATT sowohl im Kälteversorgungsmodus als auch im Wärmepumpenmodus zur Wärmeversorgung arbeiten.
Luft- und Kälteversorgungssysteme eines Industrieunternehmens haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Versorgung mit SER und können bei der Entwicklung von Recyclingmaßnahmen als Wärmeverbraucher berücksichtigt werden.
In Zukunft sollten wir mit dem Aufkommen grundlegend neuer abfallfreier Industrietechnologien rechnen, die auf der Grundlage geschlossener Technologien geschaffen wurden Produktionszyklen, sowie eine deutliche Erhöhung des Stromanteils in der Energieverbrauchsstruktur.
Das Wachstum des Stromverbrauchs in der Industrie wird in erster Linie mit der Entwicklung billiger Energiequellen verbunden sein - schnelle Neutronenreaktoren, thermonukleare Reaktoren usw.
Gleichzeitig müssen wir mit einer Verschlechterung der Umweltsituation im Zusammenhang mit der globalen Überhitzung des Planeten aufgrund der Intensivierung der "thermischen Verschmutzung" - dem Anstieg der thermischen Emissionen in die Atmosphäre - rechnen.
Kontrollfragen und Aufgaben zu Thema 1
1. Welche Arten von Energieträgern werden zur Durchführung der wichtigsten technologischen Prozesse in der Pyrolyseabteilung sowie auf der Stufe der Isolierung und Trennung von Reaktionsprodukten bei der Herstellung von Ethylen verwendet?
2. Beschreiben Sie die ein- und ausgehenden Anteile der Energiebilanz des Pyrolyseofens. Wie hat sich die Organisation der Speisewassererwärmung auf sie ausgewirkt?
3. Beschreiben Sie die Struktur der Energiekosten bei der Herstellung von Isopren nach dem zweistufigen Dehydrierungsverfahren. Welcher Anteil davon entfällt auf den Verbrauch von kaltem und aufbereitetem Wasser?
4. Analysieren Sie die Struktur der Wärmebilanz für die Herstellung von synthetischem Ethylalkohol nach der Methode der direkten Hydratation von Ethylen. Listen Sie die Posten des Ausgabenteils der Bilanz auf, die sich auf den Verlust von Wärmeenergie beziehen.
5. Erklären Sie, warum die Wärmetechnologie der TAC-Basis als Niedertemperatur klassifiziert wird.
6. Welche Merkmale ermöglichen es, die Gleichmäßigkeit der Wärmebelastung über das Jahr zu beurteilen?
7. Nennen Sie Beispiele für industrielle Technologien, die in Bezug auf den Anteil des Wärmeverbrauchs für den Eigenbedarf zur zweiten Gruppe gehören.
8. Bestimmen Sie gemäß dem täglichen Zeitplan des Dampfverbrauchs in einer petrochemischen Anlage die Höchst- und Mindestwerte und vergleichen Sie sie. Beschreiben Sie den monatlichen Zeitplan des Wärmeverbrauchs eines petrochemischen Unternehmens.
9. Was erklärt die ungleichmäßigen jährlichen Heizlastpläne von Industrieunternehmen?
10. Vergleichen Sie die Diagramme der Jahreslasten von Maschinenbauunternehmen und Chemieanlagen und formulieren Sie Schlussfolgerungen.
11. Sollen brennbare Produktionsabfälle immer als Sekundärenergieträger betrachtet werden?
12. Beschreiben Sie die Struktur des Wärmeverbrauchs in der Industrie unter Berücksichtigung des Temperaturniveaus der Wärmeaufnahme.
13. Erklären Sie das Prinzip der Bestimmung der verfügbaren Wärmemenge des VER von Verbrennungsprodukten, die an Abhitzekessel gesendet werden.
14. Was ist die äquivalente Einsparung an natürlichem Brennstoff durch die Einsparung einer Wärmeeinheit in der Verbrauchsphase und warum?
15. Vergleichen Sie die Ausbeuten an VER bei der Herstellung von Butadien durch zweistufige Dehydrierung n-Butan und die Methode der Kontaktzersetzung von Alkohol (siehe Tabelle P.1.1).
Tabelle P.l.l
Sekundärenergieressourcen der petrochemischen Industrie
Die Elektrizitätsindustrie hat wie andere Industrien ihre eigenen Probleme und Entwicklungsperspektiven.
Derzeit befindet sich die russische Energiewirtschaft in einer Krise. Der Begriff „Energiekrise“ kann als ein Spannungszustand definiert werden, der sich aus einem Missverhältnis zwischen den Bedürfnissen der modernen Gesellschaft nach Energie und Energiereserven, auch aufgrund der irrationalen Struktur ihres Verbrauchs, entwickelt hat.
In Russland kann man derzeit unterscheiden 10 Gruppen drängendste Probleme:
- eines). Das Vorhandensein eines großen Anteils an physisch und moralisch veralteter Ausrüstung. Eine Erhöhung des Anteils körperlich abgenutzter Mittel führt zu einer Zunahme von Unfällen, häufigen Reparaturen und einer Abnahme der Zuverlässigkeit der Energieversorgung, die durch übermäßige Belastung noch verstärkt wird Produktionskapazität und zu wenig Reserven. Heutzutage ist der Geräteverschleiß eines der wichtigsten Probleme in der Elektrizitätsindustrie. Bei russischen Kraftwerken ist sie sehr groß. Das Vorhandensein eines großen Anteils an physisch und moralisch veralteter Ausrüstung erschwert die Situation bei der Gewährleistung der Sicherheit von Kraftwerken. Ungefähr ein Fünftel Produktionsanlagen in der Elektrizitätsindustrie haben die vorgesehene Lebensdauer fast erreicht oder überschritten und müssen rekonstruiert oder ersetzt werden. Die Aufrüstung der Ausrüstung erfolgt unannehmbar langsam und in deutlich zu geringem Umfang (Tabelle).
- 2). Das Hauptproblem der Energie besteht auch darin, dass Energie neben der Eisen- und Nichteisenmetallurgie starke negative Auswirkungen auf die Umwelt hat. Energieunternehmen verursachen 25 % aller Industrieemissionen.
Im Jahr 2000 beliefen sich die Emissionen von Schadstoffen in die Atmosphäre auf 3,9 Tonnen, einschließlich der Emissionen von Wärmekraftwerken - 3,5 Millionen Tonnen. Schwefeldioxid macht bis zu 40 % der Gesamtemissionen aus, Feststoffe 30 %, Stickoxide 24 %. Das heißt, TPPs sind die Hauptursache für die Bildung von sauren Rückständen.
Die größten Luftschadstoffe sind Raftinskaya GRES (Asbest, Gebiet Swerdlowsk) - 360.000 Tonnen, Novocherkassk (Novocherkassk, Gebiet Rostow) - 122.000 Tonnen, Troitskaya (Troitsk-5, Gebiet Tscheljabinsk) - 103.000 Tonnen, Verkhnetagilskaya (Gebiet Swerdlowsk) - 72.000 Tonnen.
Die Energiewirtschaft ist auch der größte Verbraucher von Süß- und Meerwasser, das zur Kühlung der Aggregate und als Wärmeträger verwendet wird. Auf die Industrie entfallen 77 % des gesamten Frischwasserverbrauchs der russischen Industrie.
Volumen Abwasser, die von Industrieunternehmen in Oberflächengewässer eingeleitet wurden, belief sich im Jahr 2000 auf 26,8 Milliarden Kubikmeter. Mio. (5,3 % mehr als 1999). Die größten Quellen der Wasserverschmutzung sind Wärmekraftwerke, während die staatlichen Kreiskraftwerke die Hauptquellen der Luftverschmutzung sind. Dies ist CHPP-2 (Wladiwostok) - 258 Millionen Kubikmeter. m, Bezymyanskaya CHPP (Region Samara) - 92 Millionen Kubikmeter. m, CHPP-1 (Jaroslawl) - 65 Millionen Kubikmeter. m, CHPP-10 (Angarsk, Region Irkutsk) - 54 Millionen Kubikmeter. m, CHPP-15 und Pervomaiskaya CHPP (St. Petersburg) - insgesamt 81 Millionen Kubikmeter. m.
Auch im Energiesektor fallen große Mengen an Giftmüll (Schlacke, Asche) an. Im Jahr 2000 betrug die Menge an Giftmüll 8,2 Millionen Tonnen.
Neben Luft- und Wasserverschmutzung belasten Energieunternehmen Böden und Wasserkraftwerke haben einen starken Einfluss auf den Regime von Flüssen, Fluss- und Auenökosystemen.
- 3). Starre Tarifpolitik. In der Elektrizitätswirtschaft wurden Fragen zum sparsamen Umgang mit Energie und Tarifen dafür aufgeworfen. Wir können über die Notwendigkeit sprechen, erzeugten Strom zu speichern. Tatsächlich verbraucht das Land derzeit dreimal mehr Energie pro Produktionseinheit als die Vereinigten Staaten. Dieser Bereich soll sein Großer Job. Im Gegenzug wachsen die Energietarife schneller. Die in Russland geltenden Tarife und ihre Korrelation entsprechen nicht der weltweiten und europäischen Praxis. Die bestehende Tarifpolitik hat zu unrentablen Aktivitäten und einer geringen Rentabilität einer Reihe von AO-energos geführt.
- vier). Einige Stadtteile haben bereits jetzt Schwierigkeiten mit der Stromversorgung. Neben der Zentralregion herrscht Strommangel in den Wirtschaftsregionen Zentralschwarzerde, Wolga-Wjatka und Nordwest. Zum Beispiel wurde in der Zentralen Wirtschaftsregion 1995 eine riesige Menge Strom produziert - 19% der gesamtrussischen Indikatoren (154,7 Milliarden kW), aber alles wird in der Region verbraucht.
- 5). Der Kraftzuwachs wird reduziert. Dies ist auf minderwertigen Kraftstoff, Abschreibung der Ausrüstung, Arbeiten zur Verbesserung der Sicherheit von Einheiten und eine Reihe anderer Gründe zurückzuführen. Die unvollständige Nutzung der HPP-Kapazität ist auf den geringen Wassergehalt der Flüsse zurückzuführen. Derzeit haben bereits 16 % der Kapazitäten russischer Kraftwerke ihre Ressourcen erschöpft. Davon entfallen 65 % auf Wasserkraftwerke, 35 % auf Wärmekraftwerke. Die Inbetriebnahme neuer Kapazitäten sank auf 0,6-1,5 Mio. kWh pro Jahr (1990-2000) im Vergleich zu 6-7 Mio. kWh pro Jahr (1976-1985).
- 6). Der daraus resultierende Widerstand der Öffentlichkeit und lokale Behörden Behörden aufgrund ihrer extrem geringen Umweltsicherheit die Ansiedlung von Elektrizitätswerken. Insbesondere nach der Tschernobyl-Katastrophe viele Vermessungsarbeiten, Bau und Erweiterung von Kernkraftwerken an insgesamt 39 Standorten Designkapazität 109 Millionen kW.
- 7). Zahlungsausfälle sowohl seitens der Stromverbraucher als auch seitens der Energieunternehmen für Kraftstoff, Ausrüstung usw.;
- acht). Fehlende Investitionen, die sowohl mit der laufenden Zollpolitik als auch mit der finanziellen „Opazität“ der Branche verbunden sind. Die größten westlichen strategischen Investoren sind bereit, nur unter der Bedingung einer Erhöhung der Tarife in die russische Stromindustrie zu investieren, um die Rendite zu sichern.
- 9). Unterbrechungen in der Stromversorgung bestimmter Regionen, insbesondere Primorje;
- zehn). Niedriger Koeffizient der sinnvollen Nutzung von Energieressourcen. Das bedeutet, dass jedes Jahr 57 % der Energieressourcen verloren gehen. Die meisten Verluste entstehen in Kraftwerken, in Motoren, die direkt Kraftstoff verwenden, sowie in technologische Prozesse wo der Kraftstoff als Rohstoff dient. Beim Transport von Kraftstoff treten auch große Verluste an Energieressourcen auf.
Wie für Entwicklungsperspektiven Energiewirtschaft in Russland, dann hat die Energiewirtschaft trotz aller Probleme genügend Perspektiven.
Beispielsweise erfordert der Betrieb von thermischen Kraftwerken die Gewinnung einer großen Menge nicht erneuerbarer Ressourcen, hat einen eher geringen Wirkungsgrad und führt zu Umweltverschmutzung. In Russland werden Wärmekraftwerke mit Heizöl, Gas und Kohle betrieben. Als effizienterer und umweltfreundlicherer Brennstoff sind jedoch zum jetzigen Zeitpunkt regionale Energieunternehmen mit einem hohen Gasanteil in der Struktur der Brennstoffbilanz attraktiv. Insbesondere ist festzustellen, dass Gaskraftwerke 40 % weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre emittieren. Darüber hinaus haben Tankstellen im Vergleich zu Heizöl- und Kohlekraftwerken einen höheren installierten Kapazitätsnutzungsgrad, eine stabilere Wärmeversorgung und keine Kraftstoffspeicherkosten. Gaskraftwerke sind in einem besseren Zustand als kohle- und ölbefeuerte, da sie erst vor relativ kurzer Zeit in Betrieb genommen wurden. Auch die Gaspreise werden staatlich reguliert. Daher wird der Bau von thermischen Kraftwerken, die mit Gas betrieben werden, immer vielversprechender. Auch bei TPPs ist es vielversprechend, Entstaubungsanlagen mit höchstmöglicher Effizienz einzusetzen und die anfallende Asche als Rohstoff für die Baustoffherstellung zu nutzen.
Der Bau eines Wasserkraftwerks wiederum erfordert die Überschwemmung einer großen Menge fruchtbaren Bodens oder durch Wasserdruck auf der Erdkruste kann ein Wasserkraftwerk ein Erdbeben verursachen. Zudem gehen die Fischbestände in den Flüssen zurück. Der Bau von relativ kleinen HPPs, die keine ernsthaften Kapitalinvestitionen erfordern, in Betrieb automatischer Modus hauptsächlich in Berggebieten, sowie Eindeichung von Stauseen, um fruchtbares Land freizusetzen.
Wie bei der Kernenergie birgt der Bau eines Kernkraftwerks ein gewisses Risiko, da es schwierig ist, das Ausmaß der Folgen vorherzusagen, wenn der Betrieb von Kernkraftwerken erschwert wird oder Umstände höherer Gewalt eintreten. Auch das Problem der Entsorgung von festem radioaktivem Abfall wurde nicht gelöst, und das Schutzsystem ist ebenfalls unvollkommen. Die Kernenergieindustrie hat die größten Aussichten bei der Entwicklung thermonuklearer Kraftwerke. Es ist eine fast ewige Energiequelle, fast unschädlich für die Umwelt. Die Entwicklung der Kernenergieindustrie in naher Zukunft wird auf dem sicheren Betrieb bestehender Kapazitäten basieren, wobei die Blöcke der ersten Generation schrittweise durch die fortschrittlichsten russischen Reaktoren ersetzt werden. Die größte erwartete Kapazitätssteigerung wird durch den Abschluss des Baus bereits begonnener Stationen erfolgen.
Es gibt zwei gegensätzliche Konzepte für die weitere Existenz der Kernenergie im Land.
- 1. Beamter, der vom Präsidenten und der Regierung unterstützt wird. Aufgrund der positiven Eigenschaften von Kernkraftwerken schlagen sie ein Programm für die breite Entwicklung der russischen Elektroindustrie vor.
- 2. Ökologisch, unter der Leitung von Akademiker Jablokow. Befürworter dieses Konzepts lehnen die Möglichkeit eines Neubaus vollständig ab Atomkraftwerke Sowohl aus ökologischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen.
Es gibt auch Zwischenkonzepte. Zum Beispiel halten einige Experten die Einführung eines Moratoriums für den Bau von Kernkraftwerken aufgrund der Mängel von Kernkraftwerken für notwendig. Andere vermuten, dass ein Stopp der Entwicklung der Kernkraft dazu führen könnte, dass Russland sein wissenschaftliches, technisches und industrielles Potenzial in der Kernkraft vollständig verlieren wird.
Aufgrund all der negativen Auswirkungen traditioneller Energie auf die Umwelt wird der Untersuchung der Möglichkeiten der Nutzung nicht traditioneller, alternativer Energiequellen viel Aufmerksamkeit geschenkt. Die Energie der Gezeiten und die innere Wärme der Erde haben bereits praktische Anwendung gefunden. Windkraftanlagen sind in Wohngebieten des hohen Nordens verfügbar. Es wird daran gearbeitet, die Möglichkeit der Nutzung von Biomasse als Energiequelle zu untersuchen. Solarenergie wird in Zukunft vermutlich eine große Rolle spielen.
Die Erfahrung bei der Entwicklung der heimischen Elektroenergieindustrie hat Folgendes entwickelt Grundsätze für Standort und Betrieb von Unternehmen diese Branche:
- 1. Konzentration der Stromerzeugung auf große regionale Kraftwerke unter Verwendung relativ billiger Brennstoff- und Energieressourcen;
- 2. Kombination der Strom- und Wärmeerzeugung zur Beheizung von Siedlungen, vor allem Städten;
- 3. breite Entwicklung der Wasserressourcen unter Berücksichtigung der integrierten Lösung von Problemen in der Elektrizitätswirtschaft, im Verkehr und in der Wasserversorgung;
- 4. die Notwendigkeit des Ausbaus der Kernenergie, insbesondere in Gebieten mit angespannter Brennstoff- und Energiebilanz, unter Berücksichtigung der Sicherheit der Nutzung von Kernkraftwerken;
- 5. Schaffung von Energiesystemen, die ein einziges Hochspannungsnetz des Landes bilden.
Russland braucht im Moment eine neue Energiepolitik, die flexibel genug ist und alle Besonderheiten dieser Branche, einschließlich der Standortspezifika, berücksichtigt. Als die Hauptaufgaben der Entwicklung der russischen Energie Folgendes kann unterschieden werden:
l Verringerung der Energieintensität der Produktion.
ь Erhaltung der Integrität und Entwicklung des einheitlichen Energiesystems Russlands, seine Integration mit anderen Energieverbänden auf dem eurasischen Kontinent;
ь Erhöhung des Leistungsfaktors von Kraftwerken, Steigerung der Betriebseffizienz und Gewährleistung der nachhaltigen Entwicklung der Elektrizitätswirtschaft auf der Grundlage moderner Technologien;
b Vollständiger Übergang zu Marktbeziehungen, die Freigabe der Energiepreise, ein vollständiger Übergang zu den Weltmarktpreisen.
l Zügige Erneuerung des Kraftwerksparks.
ь Die Umweltparameter von Kraftwerken auf das Niveau der Weltstandards bringen und die schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt verringern
Auf der Grundlage dieser Aufgaben wurde ein von der Regierung der Russischen Föderation genehmigtes "Allgemeines Schema für die Platzierung von Elektrizitätswerken bis 2020" erstellt. (Diagramm 2)
Die Prioritäten des Allgemeinen Systems innerhalb der festgelegten Richtlinien für die langfristige staatliche Politik in der Elektrizitätswirtschaft sind:
l Weiterentwicklung der Elektrizitätswirtschaft, Schaffung einer wirtschaftlich gerechtfertigten Struktur von Erzeugungskapazitäten und elektrischen Netzanlagen darin, um die Verbraucher des Landes zuverlässig mit elektrischer und thermischer Energie zu versorgen;
ь Optimierung der Brennstoffbilanz der Elektrizitätswirtschaft durch die maximal mögliche Nutzung des Potenzials für die Entwicklung von Kern-, Wasser- und Kohlekraftwerken und eine Verringerung der Brennstoffbilanz der Gasindustrie;
ь Schaffung einer Netzinfrastruktur, die sich schneller entwickelt als der Kraftwerksausbau und bietet volle Teilnahme Energieunternehmen und Verbraucher in das Funktionieren des Marktes elektrische Energie und Kapazität, Stärkung der Verbindungsleitungen, die die Zuverlässigkeit der gegenseitigen Stromversorgung und Kapazität zwischen den Regionen Russlands sowie die Möglichkeit des Stromexports gewährleisten;
h-Minimierung Stückkosten Brennstoff für die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie durch die Einführung moderner hochwirtschaftlicher Geräte, die mit festen und gasförmigen Brennstoffen betrieben werden;
l Verringerung der vom Menschen verursachten Auswirkungen von Kraftwerken auf die Umwelt durch effektiver Einsatz Kraftstoff- und Energieressourcen, Optimierung Produktionsstruktur Industrie, technologische Umrüstung und Stilllegung veralteter Anlagen, Erhöhung des Umfangs von Umweltschutzmaßnahmen in Kraftwerken, Umsetzung von Programmen zur Entwicklung und Nutzung erneuerbarer Energiequellen.
Nach den Ergebnissen der Überwachung an die Regierung Russische Föderation es wird ein jährlicher Fortschrittsbericht über die Umsetzung des allgemeinen Systems vorgelegt. In einigen Jahren wird sich zeigen, wie effektiv es ist und wie weit seine Bestimmungen umgesetzt werden, um alle Perspektiven für die Entwicklung des russischen Energiesektors zu nutzen.
In Zukunft sollte Russland auf den Bau neuer großer Wärme- und Wasserkraftwerke verzichten, die enorme Investitionen erfordern und Umweltspannungen verursachen. Es ist geplant, in abgelegenen nördlichen und östlichen Regionen ein Wärmekraftwerk mit kleiner und mittlerer Leistung sowie kleine Kernkraftwerke zu bauen. In Fernost ist die Entwicklung der Wasserkraft durch den Bau einer Kaskade von mittleren und kleinen Wasserkraftwerken vorgesehen. Neue thermische Kraftwerke werden mit Gas gebaut, und nur im Kansk-Achinsk-Becken ist der Bau leistungsstarker Kondensationskraftwerke aufgrund des billigen Kohlebergbaus im Tagebau geplant. Hat Perspektiven für die Nutzung von Erdwärme. Die vielversprechendsten Gebiete für die breite Nutzung von Thermalwasser sind West- und Ostsibirien sowie Kamtschatka, Tschukotka und Sachalin. In Zukunft wird der Umfang der Nutzung von Thermalwasser stetig zunehmen. Es wird daran geforscht, unerschöpfliche Energiequellen wie Sonnenenergie, Windenergie, Gezeiten usw. in den Wirtschaftskreislauf einzubinden, wodurch Energieressourcen im Land, insbesondere mineralische Brennstoffe, eingespart werden können.
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts hat sich die Frage der Modernisierung und Entwicklung des russischen Energiesektors unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren extrem verschärft:
Die Abschreibung von Kraftwerksausrüstung, Wärme- und Stromnetzen könnte bis zum Ende des ersten Jahrzehnts 50 % übersteigen, was bedeutet, dass die Abschreibung bis 2020 90 % erreichen könnte;
Die technischen und wirtschaftlichen Merkmale der Erzeugung und des Transports von Energie sind vollgestopft mit zahlreichen Taschen unproduktiver Kosten von Primärenergieressourcen;
Der Ausstattungsgrad von Energieanlagen mit Automatisierung, Schutz und Informatik ist auf einem deutlich niedrigeren Niveau als bei Energieanlagen in Westeuropa und den Vereinigten Staaten;
Die primäre Energieressource in TPPs in Russland wird mit einer Effizienz von nicht mehr als 32 - 33% genutzt, im Gegensatz zu Ländern, die diese nutzen Hi-Tech Dampfkraftkreislauf mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 % und mehr;
Bereits in den ersten fünf Jahren des 21. Jahrhunderts, als sich die russische Wirtschaft stabilisierte, wurde deutlich, dass der Energiesektor von einer „Lokomotive“ der Wirtschaft zu einem „Hindernislauf“ werden könnte. Bis 2005 wurde das Energiesystem der Region Moskau knapp;
Suche nach Mitteln für die Modernisierung und Entwicklung der Energiebasis Russlands in einer Marktwirtschaft und Reform des Energiesektors auf der Grundlage von Marktprinzipien.
Unter diesen Bedingungen wurden mehrere Programme erstellt, deren Ergänzungen und „Entwicklung“ jedoch fortgesetzt werden.
Hier ist eines der Ende des letzten Jahrhunderts erstellten Programme (Tabelle 6).
Tabelle 6. Inbetriebnahme der Kapazitäten von Kraftwerken, Mio. kW.
Tabelle 7. Investitionsbedarf der Elektrizitätsindustrie, Milliarden Dollar
Die Schwere der Lage bei der Energieversorgung der russischen Wirtschaft und soziale Sphäre Laut den Spezialisten von RAO "UES of Russia" wird dies durch das Entstehen von Regionen mit Energiemangel (während der Herbst-Winter-Periode mit maximalen Verbrauchslasten) veranschaulicht.
So entstand das Energieprogramm GOELRO-2. Es ist zu beachten, dass verschiedene Quellen deutlich voneinander abweichende Zahlen angeben. Aus diesem Grund präsentieren wir in den vorherigen Tabellen (Tabelle 6, Tabelle 7) das Maximum der veröffentlichten Indikatoren. Offensichtlich kann diese "Obergrenze" der Prognosen als Richtlinie verwendet werden.
Zu den Schlüsselbereichen sollten gehören:
1. Ausrichtung auf die Schaffung von Wärmekraftwerken mit festen Brennstoffen. Wenn die Erdgaspreise auf Weltniveau gebracht werden, werden Festbrennstoff-Wärmekraftwerke wirtschaftlich gerechtfertigt sein. Moderne Methoden Kohleverbrennung (in einer zirkulierenden Wirbelschicht) und dann kohlebefeuerte Kombikraftwerkstechnologien mit Vorvergasung von Kohle oder ihre Verbrennung in Druckwirbelschichtkesseln machen Festbrennstoff-Wärmekraftwerke auf dem „Markt“ der Wärmekraftwerke wettbewerbsfähig Zukunft.
2. Die Verwendung von "teurem" Erdgas in neu errichteten TPPs wird nur gerechtfertigt sein, wenn Kombikraftwerke verwendet werden, sowie bei der Schaffung von Mini-TPPs auf der Basis von Gasturbinen usw.
3. Technische Umrüstung bestehende TPPs aufgrund der zunehmenden körperlichen und moralischen Entwertung wird eine Priorität bleiben. Es ist zu beachten, dass beim Austausch von Komponenten und Baugruppen perfekte technische Lösungen, auch in Sachen Automatisierung und Informatik, eingeführt werden können.
4. Die Entwicklung der Kernenergie in naher Zukunft ist mit der Fertigstellung des Baus von Einheiten mit hoher Verfügbarkeit sowie mit Arbeiten zur Verlängerung der Lebensdauer von Kernkraftwerken für einen wirtschaftlich gerechtfertigten Zeitraum verbunden. Längerfristig soll die Inbetriebnahme von Kapazitäten in Kernkraftwerken durch den Ersatz demontierter Einheiten durch Kraftwerksblöcke der neuen Generation erfolgen modernen Anforderungen Sicherheit.
Die zukünftige Entwicklung der Kernenergie ist auf die Lösung einer Reihe von Problemen zurückzuführen, von denen die wichtigsten die Erreichung der vollständigen Sicherheit bestehender und neuer Kernkraftwerke, die Schließung von Kernkraftwerken, die ihre Lebensdauer erschöpft haben, und die Gewährleistung sind die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie im Vergleich zu alternativen Energietechnologien.
5. Eine wichtige Richtung in der Elektroenergiebranche für modernen Bedingungen ist die Entwicklung eines Netzes verteilter Erzeugungskapazitäten durch den Bau kleiner Kraftwerke, vor allem KWK-Kleinkraftwerke mit GuD und GTU
