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프레젠테이션은 에너지 개발 수업을 위한 추가 자료입니다. 모든 국가의 전력 산업은 생산력 개발, 사회의 물질적 및 기술적 기반 생성의 기초입니다. 프레젠테이션은 박물관 교육학의 경험, 학생들의 독립적인 연구 작업(Japan Today 매거진 작업), 학생들의 창의적인 작업(포스터)을 사용하여 모든 유형의 에너지, 유망한(새로운) 에너지 유형의 문제와 전망을 반영합니다. 프레젠테이션은 9 학년과 10 학년의 지리 수업, 과외 활동 (선택 과목 수업, 선택 과목), 지리 주간 "4 월 22 일-지구의 날", 생태 및 생물학 수업 "인류의 글로벌 문제"에서 사용할 수 있습니다. 원자재 및 에너지 문제”.
제 작업에서는 학생들에게 문제 상황을 만들고 학생과 교사의 공동 활동 과정에서 해결하는 문제 기반 학습 방법을 사용했습니다. 동시에 학생들의 최대한의 독립성이 고려되었고 학생들의 활동을 지시하는 교사의 일반적인 지도하에 있었습니다.
문제 기반 학습을 통해 학생에게 필요한 지식, 기술 및 능력 시스템을 형성하고 학생의 높은 수준의 발달을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 가장 중요한 것은 특별한 스타일의 정신 활동, 연구 활동을 형성할 수 있다는 것입니다. 그리고 학생들의 독립. 이 프레젠테이션으로 작업할 때 학생들은 학생의 연구 활동인 실제 방향을 보여줍니다.
이 산업은 연료 추출 및 운송, 에너지 생성 및 소비자에게 전달하는 산업 그룹을 통합합니다.
에너지를 생산하는 데 사용되는 천연 자원은 연료 자원, 수력 자원, 원자력 및 대체 에너지입니다. 대부분의 산업의 위치는 전기의 발전에 달려 있습니다. 우리나라는 엄청난 양의 연료를 보유하고 있습니다. 에너지 자원. 러시아는 세계 최고의 에너지 강국 중 하나였으며 앞으로도 그럴 것입니다. 그리고 이것은 국가의 하층토가 세계 석탄 매장량의 12%, 석유의 13%, 세계 천연 가스 매장량의 36%를 포함하고 있기 때문에 그들의 필요를 완전히 충족하고 이웃 국가로 수출하기에 충분하기 때문만은 아닙니다. 러시아는 주로 연료 및 에너지 단지의 독특한 생산, 과학, 기술 및 인적 잠재력의 창출로 인해 세계 최고의 에너지 강국 중 하나가 되었습니다.
원료 문제
광물 자원- 개발의 거의 모든 단계에서 인간 문명의 초기 기반인 기본 소스:
– 연료 광물;
– 광석 광물;
- 비금속 광물.
오늘날 에너지 소비는 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 에너지 절약 기술의 향상으로 전력소비 증가율이 다소 낮아진다고 하더라도 전기원료의 비축량은 최장 100년이다. 그러나 재고 구조와 유기 원료 소비 사이의 불일치로 인해 상황이 악화됩니다. 따라서 화석 연료 매장량의 80%는 석탄이고 20%만이 석유와 가스인 반면 현대 에너지 소비의 8/10은 석유와 가스입니다.
결과적으로 시간 프레임은 더욱 좁아집니다. 그러나 오늘날 인류는 실질적으로 끝이 없다는 이데올로기 아이디어를 제거하고 있습니다. 광물 자원은 한정되어 있어 거의 대체할 수 없습니다.
에너지 문제.
오늘날 세계의 에너지는 에너지원을 기반으로 합니다.
– 가연성 광물;
– 가연성 유기 화석;
- 강의 에너지. 비 전통적인 유형의 에너지;
- 원자의 에너지.
현재 지구의 연료 자원 비용이 증가함에 따라 재생 가능 에너지 원 사용 문제가 점점 더 관련성이 높아지고 있으며 국가의 에너지 및 경제적 독립성을 특징 짓고 있습니다.
TPP의 장점과 단점.
TPP 장점:
1. 수력 발전소의 전기 비용은 매우 낮습니다.
2. HPP 발전기는 에너지 소비에 따라 충분히 빠르게 켜고 끌 수 있습니다.
3. 대기 오염이 없습니다.
TPP의 단점:
1. 수력 발전소 건설은 다른 에너지원보다 더 오래 걸리고 더 비쌉니다.
2. 저수지는 넓은 지역을 덮을 수 있습니다.
3. 댐은 산란지로 가는 길을 막아 어업에 피해를 줄 수 있습니다.
HPP의 장점과 단점.
HPP의 장점:
– 빠르고 저렴하게 구축;
– 일정한 모드에서 작업하십시오.
– 거의 모든 곳에 배치됩니다.
– 러시아 연방 에너지 부문에서 화력 발전소의 우세.
HPP의 단점:
– 많은 양의 연료를 소모합니다.
– 수리 중 긴 정차가 필요합니다.
– 대기에서 많은 열이 손실되고 많은 고체 및 유해 가스가 대기로 방출됩니다.
– 주요 환경 오염 물질.
세계 전력 생산 구조에서 1위는 화력 발전소(TPP)에 속하며 그 점유율은 62%입니다.
화석 연료와 재생 가능 에너지원의 대안은 수력 발전입니다. 수력 발전소(HPP)- 물줄기의 에너지를 에너지원으로 사용하는 발전소. 수력 발전소는 일반적으로 댐과 저수지를 건설하여 강에 건설됩니다. 수력 발전은 재생 가능한 강, 조수, 지열 수자원을 사용하여 전기를 생산하는 것입니다. 재생 가능한 수자원의 이러한 사용에는 홍수 관리, 강바닥 강화, 가뭄으로 고통받는 지역으로 수자원 이전 및 지하수 흐름 보존이 포함됩니다.
그러나 여기에서도 에너지원은 매우 제한적입니다. 이는 일반적으로 큰 강이 산업 중심지에서 멀리 떨어져 있거나 그 용량이 거의 완전히 사용되기 때문입니다. 따라서 현재 세계 에너지 생산량의 약 10%를 제공하는 수력 발전은 이 수치를 크게 늘릴 수 없습니다.
원전의 문제점과 전망
러시아에서 원자력의 비중은 12%에 이른다. 러시아에서 채굴된 우라늄 매장량은 15조의 전기 잠재력을 가지고 있습니다. kWh, 이것은 우리의 모든 발전소가 35년 동안 생산할 수 있는 양입니다. 오늘은 원전만
온실 효과 현상을 단시간에 극적으로 약화시킬 수 있습니다. 현재 문제는 원전의 안전성이다. 2000년은 원자력 발전소의 방사선 안전을 보장하고 표준화에 대한 근본적으로 새로운 접근 방식으로의 전환의 시작이었습니다.
40년이 넘는 기간 동안 세계에서 원자력 발전이 이루어지면서 세계 26개국에 약 400개의 동력 장치가 건설되었습니다. 원자력의 주요 장점은 최종 수익성이 높고 연소 생성물이 대기 중으로 배출되지 않는다는 것입니다. 주요 단점은 사고 중 핵연료의 핵분열 생성물에 의한 환경의 방사능 오염 위험과 사용 처리 문제입니다. 핵연료.
파격적(대체 에너지)
1. 태양 에너지. 이것은 모든 형태의 에너지를 얻기 위해 태양 복사를 사용하는 것입니다. 태양 에너지는 재생 가능한 에너지원을 사용하며 미래에는 환경 친화적이 될 수 있습니다.
태양 에너지의 이점:
– 소스의 공개 가용성 및 무궁무진성;
– 이론적으로 환경에 대한 완전한 안전.
태양 에너지의 단점:
– 지구 표면의 태양 에너지 흐름은 위도와 기후에 크게 의존합니다.
- 태양열 발전소는 밤에 작동하지 않으며 아침저녁 황혼기에 충분히 효율적으로 작동하지 않습니다.
태양광 전지는 납, 카드뮴, 갈륨, 비소 등과 같은 독성 물질을 함유하고 있으며, 그 생산에는 다른 많은 유해 물질이 소비됩니다.
2. 풍력. 이것은 풍력 에너지(대기 중 기단의 운동 에너지) 사용을 전문으로 하는 에너지 산업입니다. 풍력 에너지는 태양 활동의 결과이므로 재생 가능 에너지로 분류됩니다.
풍력 에너지에 대한 전망.
풍력 발전은 호황을 누리고 있는 산업이며 2007년 말에 모든 풍력 터빈의 총 설치 용량은 94.1기가와트로 2000년 이후 5배 증가했습니다. 전 세계 풍력 발전소는 2007년에 약 2,000억 kWh를 생산했으며, 이는 전 세계 전기 소비량의 약 1.3%에 해당합니다. 덴마크 코펜하겐 근처 해안 풍력 발전소 Middelgrunden. 건설 당시에는 세계 최대 규모였다.
러시아의 풍력 에너지 구현 기회.러시아에서는 지금까지 풍력 에너지의 가능성이 거의 실현되지 않았습니다. 연료 및 에너지 단지의 미래 개발에 대한 보수적인 태도는 특히 러시아 북부 지역과 남부 연방 지구의 대초원 지대, 특히 볼고그라드 지역에서 풍력 에너지의 효과적인 도입을 실질적으로 방해합니다. .
3. 열핵 에너지.태양은 천연 열핵 원자로입니다. 훨씬 더 흥미로운 것은 상대적으로 먼 전망이지만 핵융합 에너지를 사용하는 것입니다. 계산에 따르면 열핵 원자로는 에너지 단위당 연료를 덜 소비하며 이 연료 자체(중수소, 리튬, 헬륨-3)와 합성 제품은 모두 비방사성이므로 환경적으로 안전합니다.
열핵 에너지에 대한 전망.이 에너지 분야는 현재 유럽, 중국, 러시아, 미국, 한국 및 일본을 포함하는 "ITER" 프로젝트의 틀 내에서 엄청난 잠재력을 가지고 있으며 프랑스는 최대 규모의 열핵 원자로를 건설하고 있습니다. CNF(Controlled Thermonuclear Fusion)를 새로운 수준으로 끌어올리는 것입니다. 공사는 2010년에 완공될 예정이다.
4. 바이오연료, 바이오가스.바이오 연료는 일반적으로 사탕 수수 줄기 또는 유채 씨앗, 옥수수, 대두를 처리 한 결과 얻은 생물학적 원료의 연료입니다. 다양한 액체 바이오연료(엔진용) 내부 연소, 예를 들어, 에탄올, 메탄올, 바이오디젤) 및 기체(바이오가스, 수소).
바이오연료의 종류:
– 바이오메탄올
– 바이오에탄올
– 바이오부탄올
– 디메틸 에테르
– 바이오디젤
– 바이오가스
– 수소
에 이 순간가장 발전된 것은 바이오 디젤과 수소입니다.
5. 지열 에너지.일본의 화산섬 아래에는 뜨거운 물과 증기를 추출하여 이용할 수 있는 막대한 양의 지열 에너지가 숨겨져 있습니다. 이점: 전기를 생산할 때 약 20배 적은 이산화탄소를 배출하여 전 세계에 미치는 영향을 줄입니다. 환경.
6. 파도의 에너지, 썰물과 흐름.일본에서 가장 중요한 에너지원은 파도의 수직 운동을 발전기의 터빈을 회전시키는 기압으로 변환하는 파동 터빈입니다. 일본 해안에는 밀물과 썰물의 에너지를 이용하는 부표가 많이 설치되어 있습니다. 해상 운송의 안전을 보장하기 위해 해양 에너지가 사용되는 방식입니다.
태양 에너지의 거대한 잠재력은 이론적으로 전 세계의 모든 에너지 수요를 제공할 수 있습니다. 그러나 열을 전기로 바꾸는 효율은 10%에 불과하다. 이것은 태양 에너지의 가능성을 제한합니다. 풍력 에너지, 썰물과 흐름, 지열 에너지, 바이오 가스, 식물성 연료 등을 사용하여 고전력 발전기를 만드는 가능성을 분석할 때도 근본적인 어려움이 발생합니다. 이 모든 것은 적어도 상대적으로 가까운 장래에 소위 "재생 가능"하고 상대적으로 환경 친화적인 에너지 자원의 가능성이 제한된다는 결론으로 이어집니다. 에너지 공급의 개별 문제를 해결하는 데 사용하는 효과는 이미 상당히 인상적일 수 있습니다.
물론 열핵 에너지의 가능성과 에너지를 얻는 다른 효율적인 방법에 대한 낙관론이 있습니다. 과학에 의해 집중적으로 연구되지만 현재의 에너지 생산 규모입니다. 이러한 가능한 소스의 실질적인 개발과 함께 높은 자본 집약도와 그에 따른 프로젝트 구현 관성으로 인해 수십 년이 걸릴 것입니다.
학생들의 연구 작업:
1. 스페셜 리포트 "그린 에너지"미래를 위해: “일본은 태양광 전기 생산의 세계적 리더입니다. 일본에서 생산되는 태양광 에너지의 90%는 일반 가정의 태양광 패널에서 생성됩니다. 일본 정부는 2010년에 태양열 패널에서 약 480만 킬로와트의 에너지를 공급받는다는 목표를 세웠습니다. 일본의 바이오매스 전기 생산. 메탄가스는 주방 쓰레기에서 배출됩니다. 이 가스는 전기를 생성하는 엔진을 작동시키고 환경을 보호하기 위해 유리한 조건도 만들어집니다.
화력 발전소의 전망을 평가하기 위해서는 우선 다른 전력원과 비교하여 장단점을 이해할 필요가 있습니다.
이점은 다음과 같습니다.
- 1. 수력 발전소와 달리 화력 발전소사용된 연료를 고려하여 비교적 자유롭게 배치할 수 있습니다. 가스화력발전소는 가스와 연료유의 운송비가 상대적으로 저렴하기 때문에(석탄에 비해) 어디든 지을 수 있습니다. 미분탄 화력 발전소는 석탄 채광원 근처에 배치하는 것이 바람직합니다. 지금까지 "석탄" 화력 발전 산업이 발전했으며 뚜렷한 지역적 특성을 가지고 있습니다.
- 2. TPP는 설비용량의 단가(설비용량 1kW당 비용)와 공사기간이 NPP, HPP에 비해 훨씬 짧다.
- 3. 화력 발전소의 전기 생산은 수력 발전소와 달리 계절에 의존하지 않고 연료 공급에 의해서만 결정됩니다.
- 4. 화력발전소의 경제용지 소외면적은 원자력발전소에 비해 현저히 작으며, 물론 환경에 미치는 영향이 지역적과는 거리가 먼 수력발전소와 비교할 수 없다. 강의 수력 발전소 폭포가 그 예입니다. 볼가와 드니프르.
- 5. 재, 물, 암석으로 밸러스트된 가장 낮은 등급의 석탄을 포함하여 거의 모든 연료를 TPP에서 태울 수 있습니다.
- 6. 원자력 발전소와 달리 화력 발전소는 수명이 다한 후 폐기하는 데 문제가 없습니다. 일반적으로 화력 발전소의 인프라는 그 위에 설치된 주요 장비(보일러 및 터빈)와 건물, 터빈 홀, 물 공급 및 연료 공급 시스템 등을 크게 "생존"합니다. 자금은 오랫동안 봉사합니다. GOELRO 계획에 따라 80년 이상 건설된 대부분의 TPP는 여전히 운영 중이며 새롭고 더 발전된 터빈과 보일러를 설치한 후에도 계속 운영될 것입니다.
이러한 장점과 함께 TPP에는 여러 가지 단점이 있습니다.
- 1. 화력 발전소는 환경적으로 가장 "더러운" 전력원이며, 특히 고회분 산성 연료로 작동하는 발전소입니다. 사실, 대기 중으로 지속적으로 배출되지는 않지만 방사능 오염의 지속적인 위협을 유발하고 사용 후 핵연료의 저장 및 처리와 원자력 발전소 자체의 처분에 문제가있는 원자력 발전소는 사실입니다. 서비스 수명이 끝난 후 또는 수력 발전소는 경제 토지의 거대한 지역에 범람하고 지역 기후를 변화시키는 것은 상당한 수준의 관습이 있어야만 생태학적으로 더 "깨끗한" 것이 가능합니다.
- 2. 전통적인 화력 발전소는 상대적으로 효율이 낮습니다(원전보다는 낫지만 CCGT보다는 훨씬 나쁩니다).
- 3. HPP와 달리 TPP는 일일 전기 부하 일정의 변동 부분을 커버하는 데 거의 참여하지 않습니다.
- 4. 화력 발전소는 종종 수입되는 연료 공급에 크게 의존합니다.
이러한 모든 결점에도 불구하고 화력 발전소는 전 세계 대부분의 국가에서 주요 전력 생산업체이며 적어도 향후 50년 동안은 유지될 것입니다.
강력한 응축 화력 발전소 건설에 대한 전망은 사용되는 화석 연료의 유형과 밀접한 관련이 있습니다. 에너지 운반체(높은 칼로리 함량, 운송 용이성)로서 액체 연료(기름, 연료유)의 큰 이점에도 불구하고, 화력 발전소에서의 사용은 매장량이 제한적일 뿐만 아니라 석유화학산업의 원료로서의 가치. 러시아의 경우 액체 연료(석유)의 수출 가치도 상당히 중요합니다. 따라서 TPP의 액체 연료(연료유)는 경유 TPP의 백업 연료로 사용되거나 미분탄 연소 TPP의 보조 연료로 사용되어 특정 모드에서 보일러에서 석탄 먼지의 안정적인 연소를 보장합니다.
콘덴싱 증기 터빈 화력 발전소에서 천연 가스를 사용하는 것은 비합리적입니다. 이를 위해서는 고온 가스 터빈을 기반으로 하는 이용형 복합 사이클 발전소를 사용해야 합니다.
따라서 러시아와 해외 모두에서 고전적인 증기 터빈 화력 발전소를 사용하는 먼 전망은 주로 석탄, 특히 저급 석탄의 사용과 관련이 있습니다. 물론 이것은 점차적으로 PTU로 대체 될 경유 화력 발전소의 운영 중단을 의미하지는 않습니다.
최신 화력 발전 시스템 산업 기업세 부분으로 구성되며 연료 및 에너지 자원 소비의 양과 효율성은 상호 작용의 효율성에 따라 다릅니다. 이러한 부품은 다음과 같습니다.
에너지원, 즉 필요한 유형의 에너지 자원을 생산하는 기업;
소비자 간의 에너지 자원 운송 및 분배 시스템. 대부분 열 및 전기 네트워크입니다. 에너지 자원 소비자.
시스템 생산자-에너지 자원 소비자의 각 참가자는 자체 장비를 가지고 있으며 특정 에너지 및 열역학적 효율성 지표가 특징입니다. 이 경우 시스템 참여자 중 일부의 고효율 지표가 다른 참여자에 의해 상쇄되어 열 및 전력 시스템의 전체 효율이 낮아지는 상황이 자주 발생합니다. 가장 어려운 단계는 에너지 자원의 소비입니다.
국내 산업에서 연료 및 에너지 자원의 사용 수준은 많이 남아 있습니다. 석유 화학 산업 기업에 대한 조사에 따르면 에너지 자원의 실제 소비는 이론적으로 요구되는 것보다 약 1.7-2.6배, 즉 에너지 자원의 목표 사용은 생산 기술의 실제 비용의 약 43%입니다. 이러한 상황은 열 2차 자원이 불충분하거나 비효율적으로 사용되는 화학, 고무, 식품 및 산업 기업에서 관찰됩니다.
산업용 열 기술 및 기업의 열 발전 시스템에 사용되지 않는 VER의 수는 주로 액체의 열 흐름을 포함합니다. (티< 90 0 С) и газов (티< 150 0 С) (см. табл. 1.8).
현재 산업 시설에서 이러한 매개변수의 열을 직접 사용할 수 있도록 하는 매우 효과적인 개발이 알려져 있습니다. 에너지 자원 가격 상승과 관련하여 이에 대한 관심이 높아지고 있으며 열 회수 장치 생산 및 열 변압기 활용이 확립되어 가까운 장래에 이러한 VER를 사용하여 개선을 기대할 수 있습니다. 산업.
에너지 절약 조치의 효과를 계산한 결과 각 열 에너지 단위(1J, 1kcal)는 천연 연료를 5배로 절약할 수 있는 것으로 나타났습니다. 가장 성공적인 솔루션을 찾을 수 있었던 경우 천연 연료의 절감 효과는 10배에 달했습니다.
그 주된 이유는 절약된 에너지 자원의 양을 보장하기 위한 연료 에너지 자원의 추출, 농축, 전환, 운송의 중간 단계가 부족하기 때문입니다. 에너지 절약 조치에 대한 자본 투자는 동일한 양의 천연 연료를 얻기 위해 광업 및 관련 산업에 필요한 자본 투자보다 2-3배 낮은 것으로 나타났습니다.
전통적으로 확립 된 접근 방식의 틀 내에서 대규모 산업 소비자의 열 및 전력 시스템은 기술 규정의 요구 사항에 따라 필요한 양의 필요한 품질의 에너지 자원의 원천으로 유일한 방식으로 간주됩니다. 화력 발전 시스템의 작동 모드는 소비자가 지정한 조건에 따릅니다. 이 접근 방식은 일반적으로 장비 선택 및 열 기술 및 열 전력 시스템 구성에 대한 비효율적 인 결정의 채택에서 잘못된 계산으로 이어집니다. 물론 제품 비용에 영향을 미치는 연료 및 에너지 자원의 숨겨진 또는 명백한 과다 지출.
특히 계절성은 산업체 에너지 소비의 전반적인 효율성에 다소 큰 영향을 미칩니다. 여름철에는 일반적으로 VER 열 기술의 공급 과잉이 발생하는 동시에 순환 수온 상승으로 인해 냉각 열 운반체의 부피와 품질이 불충분한 문제가 발생합니다. 반대로 실외 온도가 낮은 기간에는 감지하기 매우 어려운 외부 울타리를 통한 열 손실 비율 증가와 관련된 열 에너지의 과도한 소비가 있습니다.
따라서 최신 열 및 전력 시스템은 ER 소비자와 VER의 소스인 두 장치의 시간 일정 및 작동 모드를 고려하여 산업용 열 기술과 유기적인 관계로 개발 또는 현대화되어야 합니다. . 산업열 발전 공학의 주요 업무는 다음과 같습니다.
개별 장치의 안정적이고 경제적 인 작동을 위해 언제든지 필요한 매개 변수의 에너지 자원 균형을 보장합니다. 생산 조합일반적으로; 열물리학적 및 열역학적 매개변수 측면에서 최적의 에너지 운반체 선택;
과잉 공급 동안 VER의 대체 소비자뿐만 아니라 에너지 자원의 비축 및 저장 소스의 명명법 및 운영 모드 결정; 현재 수준에서 생산의 에너지 효율을 높이기 위한 비축량 식별 기술 개발그리고 먼 미래에.
미래에 PP TPP는 에너지와 기술 흐름이 밀접하게 상호 연결된 복잡한 에너지 기술 복합체로 보입니다. 동시에 연료 및 에너지 자원의 소비자는 주어진 생산, 외부 소비자 또는 다른 유형의 에너지 자원을 생성하는 활용 발전소의 기술적 설치를 위한 2차 에너지원이 될 수 있습니다.
산출을 위한 비열 소비 산업 생산품장비의 설치 용량, 기술 프로세스의 특성, 열 손실 및 소비 일정의 균일성에 따라 최종 제품 톤당 1에서 수십 기가줄까지 다양합니다. 동시에 가장 매력적인 것은 기존 산업의 에너지 효율을 개선하고 주요 산업의 운영 방식에 큰 변화를 일으키지 않는 것을 목표로 하는 조치입니다. 기술 장비. 가장 매력적인 것은 활용 플랜트를 기반으로 한 폐쇄형 열 공급 시스템의 구성입니다. 높은 비율중간 및 저압 증기 및 온수 소비.
대부분의 기업은 응축기, 냉각기, 냉장고 등에서 순환하는 물 또는 공기로 냉각되는 열교환기에서 시스템에 공급되는 열의 상당한 손실을 특징으로 합니다. 이러한 조건에서는 폐열을 회수하기 위해 중간 냉각수를 사용하여 중앙 집중식 및 그룹 시스템을 구성하는 것이 좋습니다. 이를 통해 기업 전체 또는 전용 장치 내에서 수많은 소스와 소비자를 연결하고 산업 및 위생 소비자에게 필요한 매개변수의 온수를 제공할 수 있습니다.
폐쇄형 열 공급 시스템은 낭비 없는 주요 요소 중 하나입니다. 생산 시스템. 낮은 매개변수의 열 회수 및 필요한 온도 수준으로의 변환은 에너지 자원의 상당 부분을 반환할 수 있으며, 일반적으로 대기로 직접 배출되거나 순환 급수 시스템을 사용합니다.
증기와 온수를 에너지 운반체로 사용하는 기술 시스템에서 냉각 공정에서 공급되고 배출되는 열의 온도와 압력은 동일합니다. 방출되는 열의 양은 시스템에 유입되는 열의 양을 초과할 수도 있습니다. 냉각 과정에는 일반적으로 물질의 응집 상태 변화가 수반되기 때문입니다. 이러한 조건에서 열 소비 설비에서 소비된 열의 최대 70%를 회수할 수 있는 활용 중앙 집중식 또는 로컬 히트 펌프 시스템을 구성할 수 있습니다.
이러한 시스템은 미국, 독일, 일본 및 기타 국가에서 널리 사용되지만 지난 세기의 30 년대에 수행 된 이론적 개발이 알려져 있지만 우리나라에서는 그 생성에 충분한 관심을 기울이지 않았습니다. 현재 상황은 변화하고 있으며 주택 및 공동 서비스 및 산업 시설의 열 공급 시스템 모두에 히트 펌프 설치가 도입되기 시작했습니다.
효과적인 솔루션 중 하나는 흡수 열 변환기(ATT)를 기반으로 한 폐기물 냉각 시스템의 구성입니다. 산업용 냉동 시스템은 증기 압축 냉동 장치를 기반으로 하며 냉기 생산을 위한 전기 소비량은 기업 전체 소비량의 15-20%에 이릅니다. 저온 공급의 대체 공급원인 흡수 열 변환기는 특히 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다.
공정 용수, 연도 가스 또는 저압 배기 증기의 낮은 잠재적 열을 사용하여 ATT를 구동할 수 있습니다.
동일한 장비 구성으로 ATT는 냉기 공급 모드와 열 공급을 위한 히트 펌프 모드에서 모두 작동할 수 있습니다.
산업 기업의 공기 및 냉기 공급 시스템은 SER 공급에 큰 영향을 미치지 않으며 재활용 조치를 개발할 때 열 소비자로 간주될 수 있습니다.
미래에 우리는 폐쇄적 기반을 기반으로 만들어진 근본적으로 새로운 폐기물 없는 산업 기술의 출현을 예상해야 합니다. 생산 주기, 에너지 소비 구조에서 전기의 비중이 크게 증가했습니다.
산업계의 전력 소비 증가는 주로 고속 중성자 원자로, 열핵 원자로 등 저렴한 에너지원의 개발과 관련이 있습니다.
동시에 대기로의 열 방출 증가 인 "열 오염"의 심화로 인해 지구의 지구 과열과 관련된 환경 상황의 악화를 예상해야합니다.
주제 1에 대한 제어 질문 및 작업
1. 에틸렌 생산에서 반응 생성물의 분리 및 분리 단계뿐만 아니라 열분해 부서의 주요 기술 프로세스를 수행하는 데 어떤 유형의 에너지 운반체가 사용됩니까?
2. 열분해로의 에너지 균형에서 들어오는 부분과 나가는 부분을 설명하십시오. 급수 가열 조직은 그들에게 어떤 영향을 미쳤습니까?
3. 2단계 탈수소화 방법에 의한 이소프렌 생산의 에너지 비용 구조를 설명하십시오. 냉수 및 재활용수 소비량은 어느 정도입니까?
4. 에틸렌의 직접 수화법에 의한 합성 에틸알코올 생산을 위한 열수지 구조를 분석한다. 열 에너지 손실과 관련된 저울의 지출 부분 항목을 나열하십시오.
5. TAC 베이스의 발열기술이 저온으로 분류되는 이유를 설명하시오.
6. 연중 열부하의 균일성을 평가할 수 있는 특성은 무엇입니까?
7. 자신의 필요에 대한 열 소비 비율 측면에서 두 번째 그룹에 속하는 산업 기술의 예를 제시하십시오.
8. 석유 화학 플랜트의 일일 증기 소비 일정에 따라 최대 값과 최소값을 결정하고 비교하십시오. 석유 화학 기업의 월별 열 소비 일정을 설명하십시오.
9. 산업체의 연간 열부하 일정이 고르지 않은 이유는 무엇입니까?
10. 기계 제작 기업과 화학 공장의 연간 부하 그래프를 비교하고 결론을 내립니다.
11. 가연성 생산 폐기물은 항상 2차 에너지 자원으로 간주되어야 합니까?
12. 열 흡수 온도 수준을 고려하여 산업의 열 소비 구조를 설명하십시오.
13. 폐열보일러로 보내지는 연소 생성물의 VER 열량을 결정하는 원리를 설명하시오.
14. 소비 단계에서 열 단위를 절약함으로써 천연 연료를 절약하는 등가는 무엇이며 그 이유는 무엇입니까?
15. 2단계 탈수소화에 의한 부타디엔 생산에서 VER의 수율 비교 N-부탄 및 알코올의 접촉 분해 방법(표 P.1.1 참조).
표 P.l.l
석유화학산업의 2차 에너지 자원
전력 산업은 다른 산업과 마찬가지로 자체 문제와 발전 전망이 있습니다.
현재 러시아 전력 산업은 위기에 처해 있습니다. "에너지 위기"의 개념은 비합리적인 소비 구조를 포함하여 현대 사회의 에너지 요구와 에너지 비축 간의 불일치로 인해 발전한 긴장 상태로 정의할 수 있습니다.
러시아에서는 현재 구별할 수 있습니다. 10개 그룹가장 시급한 문제:
- 하나). 물리적으로나 도덕적으로 구식 장비의 상당 부분이 존재합니다. 물리적으로 낡은 자금의 비율이 증가하면 사고 증가, 빈번한 수리 및 과도한 부하로 인해 악화되는 에너지 공급의 신뢰성 감소로 이어집니다. 생산 능력그리고 부족한 준비금. 오늘날 장비 마모는 전력 산업에서 가장 중요한 문제 중 하나입니다. 러시아 발전소에서는 매우 큽니다. 물리적으로나 도덕적으로 더 이상 사용되지 않는 장비의 많은 부분이 발전소의 안전을 보장하는 상황을 복잡하게 만듭니다. 약 1/5 생산 자산전력 산업에서 설계 수명에 가깝거나 초과했으며 재건축 또는 교체가 필요합니다. 장비가 용납할 수 없을 정도로 느린 속도로 업그레이드되고 있으며 용량이 확실히 부족합니다(표).
- 2). 에너지의 주요 문제는 또한 철 및 비철 야금과 함께 에너지가 환경에 강력한 부정적인 영향을 미친다는 것입니다. 에너지 회사는 모든 산업 배출량의 25%를 형성합니다.
2000년 대기로의 유해 물질 배출량은 화력 발전소의 배출량 350만 톤을 포함하여 3.9톤에 달했습니다. 이산화황은 총 배출량의 최대 40%, 고형물은 30%, 질소 산화물은 24%를 차지합니다. 즉, TPP는 산성 잔류물 형성의 주요 원인이다.
가장 큰 대기 오염 물질은 Raftinskaya GRES(Asbest, 스베르들롭스크 지역) - 360,000 톤, Novocherkassk (Novocherkassk, Rostov 지역) - 122,000 톤, Troitskaya (Troitsk-5, Chelyabinsk 지역) - 103,000 톤, Verkhnetagilskaya (Sverdlovsk 지역) - 72,000 톤.
에너지 산업은 또한 장치를 냉각하고 열 운반체로 사용되는 담수 및 해수를 가장 많이 소비합니다. 이 산업은 러시아 산업이 사용하는 담수 총량의 77%를 차지합니다.
용량 폐수, 산업 기업이 지표수로 배출한 양은 2000년에 268억 입방미터에 달했습니다. m.(1999년보다 5.3% 증가). 수질 오염의 가장 큰 원인은 화력 발전소이며, 주 지역 발전소는 대기 오염의 주요 원인입니다. 이것은 CHPP-2 (블라디보스토크) - 2 억 5,800 만 입방 미터입니다. m, Bezymyanskaya CHPP(사마라 지역) - 9200만 입방미터. m, CHPP-1(Yaroslavl) - 6,500만 입방미터. m, CHPP-10 (이르쿠츠크 안가르스크 지역) - 5,400만 입방미터. m, CHPP-15 및 Pervomaiskaya CHPP(St. Petersburg) - 총 8,100만 입방미터. 중.
에너지 부문에서도 다량의 유독성 폐기물(슬래그, 재)이 발생합니다. 2000년에 유독성 폐기물의 양은 820만 톤에 달했습니다.
대기 및 수질 오염 외에도 에너지 기업은 토양을 오염시키고 수력 발전소는 강, 강 및 범람원 생태계 체제에 큰 영향을 미칩니다.
- 삼). 엄격한 관세 정책. 전력 산업에서는 에너지의 경제적 사용과 이에 대한 관세에 대한 의문이 제기되었습니다. 생성된 전기를 절약해야 할 필요성에 대해 이야기할 수 있습니다. 실제로 현재 이 나라는 미국보다 생산 단위당 3배 더 많은 에너지를 소비합니다. 이 지역은 큰 일. 차례로 에너지 관세는 더 빠른 속도로 증가하고 있습니다. 러시아에서 시행 중인 관세와 그 상관 관계는 세계 및 유럽 관행과 일치하지 않습니다. 기존 관세 정책은 많은 AO-energos의 수익성 없는 활동과 낮은 수익성으로 이어졌습니다.
- 4). 많은 지역이 이미 전기 공급에 어려움을 겪고 있습니다. 중앙 지역과 함께 중앙 검은 지구, Volga-Vyatka 및 북서부 경제 지역에 전기 부족이 있습니다. 예를 들어, 1995년 중앙 경제 지역에서는 전 러시아 지표(1,547억 kW)의 19%인 엄청난 양의 전기가 생산되었지만 모두 지역 내에서 소비되었습니다.
- 5). 힘의 증가가 감소합니다. 이는 저품질 연료, 장비 감가 상각, 장치 안전 개선 작업 및 기타 여러 가지 이유 때문입니다. HPP 용량의 불완전한 사용은 강의 수분 함량이 낮기 때문입니다. 현재 러시아 발전소 용량의 16%가 이미 자원을 확보했습니다. 이 중 수력 발전소가 65%, 화력 발전소가 35%를 차지합니다. 새로운 용량의 커미셔닝은 연간 600만~700만kWh(1976~1985년)에 비해 연간(1990~2000년) 0.6~150만kWh로 감소했습니다.
- 6). 이에 따른 국민적 반발과 지방 당국극도로 낮은 환경 안전성으로 인해 당국은 전력 시설을 찾을 수 없습니다. 특히 체르노빌 참사 이후 총 39개소의 원자력발전소 건설 및 증설 및 많은 측량작업이 이루어졌다. 설계 능력 1억 9백만 kW.
- 7). 전기 소비자 측과 에너지 회사 측의 연료, 장비 등에 대한 미납;
- 여덟). 진행 중인 관세 정책 및 업계의 재정적 "불투명성"과 관련된 투자 부족. 가장 큰 서방 전략적 투자자는 투자 수익을 보장하기 위해 관세 인상 조건에서만 러시아 전력 산업에 투자할 준비가 되어 있습니다.
- 9). 특정 지역, 특히 Primorye의 전원 공급 중단
- 십). 에너지 자원의 유용한 사용 계수가 낮습니다. 이것은 에너지 자원의 57%가 매년 손실된다는 것을 의미합니다. 대부분의 손실은 발전소, 연료를 직접 사용하는 엔진 및 기술 프로세스여기서 연료는 원료가 됩니다. 연료를 운송할 때 에너지 자원의 큰 손실도 발생합니다.
에 관해서는 개발 전망러시아의 전력 산업, 모든 문제에도 불구하고 전력 산업은 충분한 전망을 가지고 있습니다.
예를 들어, 화력 발전소를 운영하려면 엄청난 양의 재생 불가능한 자원을 추출해야 하고 효율성이 다소 낮으며 환경 오염으로 이어집니다. 러시아에서는 화력 발전소가 연료유, 가스 및 석탄으로 운영됩니다. 그러나 현 단계에서는 연료수지 구조에서 가스 비중이 높은 지역 에너지 기업이 보다 효율적이고 친환경적인 연료로 매력적이다. 특히 가스화력발전소는 대기 중 이산화탄소 배출량이 40% 적다는 사실을 알 수 있다. 또한 주유소는 주유소 및 석탄화력 주유소에 비해 설비용량 활용률이 높고 열 공급이 안정적이며 연료 저장 비용이 발생하지 않습니다. 가스화력발전소는 비교적 최근에 가동되어 석탄화력이나 석유화력발전소보다 상태가 좋다. 뿐만 아니라 가스 가격은 주에서 규제합니다. 따라서 가스 연료를 사용하는 화력 발전소 건설이 점점 더 유망해지고 있습니다. 또한 TPP에서는 먼지 청소 장비를 최대한 효율적으로 사용하고 생성된 재를 건축 자재 생산의 원료로 사용할 것을 약속합니다.
수력 발전소를 건설하려면 많은 양의 비옥한 땅이 범람해야 하거나 지각의 수압으로 인해 수력 발전소가 지진을 일으킬 수 있습니다. 또한 강의 어류 자원이 감소하고 있습니다. 심각한 자본 투자가 필요하지 않은 상대적으로 작은 HPP 건설, 자동 모드주로 산간 지역과 비옥 한 땅을 풀어주는 저수지 제방.
원자력의 경우 원자력 발전소의 운영이 어려워지거나 불가항력적인 상황에 처했을 때 그 결과의 규모를 예측하기 어렵기 때문에 원자력 발전소 건설은 일정한 위험을 안고 있습니다. 또한 고체방사성폐기물의 처리문제도 해결되지 않고 방호체계도 미비하다. 원자력 산업은 열 원자력 발전소 개발에서 가장 큰 전망을 가지고 있습니다. 그것은 거의 영원한 에너지원이며 환경에 거의 무해합니다. 가까운 장래에 원자력 산업의 발전은 1세대 장치를 가장 진보된 러시아 원자로로 점진적으로 교체하여 기존 용량의 안전한 작동을 기반으로 할 것입니다. 이미 시작된 스테이션의 건설 완료로 인해 용량이 가장 크게 증가할 것으로 예상됩니다.
국가에 원자력이 더 존재한다는 두 가지 반대 개념이 있습니다.
- 1. 대통령과 정부가 지원하는 공직자. 원자력 발전소의 긍정적인 특징을 바탕으로 그들은 러시아 전력 산업의 광범위한 발전을 위한 프로그램을 제안합니다.
- 2. Academician Yablokov가 이끄는 생태학. 이 개념의 지지자들은 신축 가능성을 완전히 거부합니다. 원자력 발전소환경적, 경제적 이유로.
중간 개념도 있습니다. 예를 들어, 많은 전문가들은 원자력 발전소의 단점을 기반으로 원자력 발전소 건설에 대한 모라토리엄을 도입할 필요가 있다고 생각합니다. 다른 사람들은 원자력 개발을 중단하면 러시아가 원자력에 대한 과학적, 기술적 및 산업적 잠재력을 완전히 잃을 것이라는 사실로 이어질 수 있다고 제안합니다.
전통적인 에너지가 환경에 미치는 모든 부정적인 영향을 바탕으로 비전통적 대체 에너지원을 사용할 가능성에 대한 연구에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 조수 에너지와 지구의 내부 열은 이미 실용화되었습니다. 풍력 발전소는 Far North의 주거 지역에서 사용할 수 있습니다. 바이오매스를 에너지원으로 사용할 가능성을 연구하는 작업이 진행 중입니다. 미래에는 태양 에너지가 큰 역할을 할 것입니다.
국내 전력 산업 발전 경험은 다음과 같이 발전했습니다. 기업의 위치 및 운영 원칙이 산업:
- 1. 상대적으로 저렴한 연료 및 에너지 자원을 사용하여 대규모 지역 발전소에 전력 생산 집중
- 2. 주로 도시의 난방을 위해 전기와 열의 생산을 결합합니다.
- 3. 전력 산업, 운송 및 물 공급 문제의 통합 솔루션을 고려한 수력 자원의 광범위한 개발;
- 4. 특히 원자력 발전소 사용의 안전성을 고려하여 연료 및 에너지 균형이 긴장된 지역에서 원자력 개발의 필요성
- 5. 국가의 단일 고전압 네트워크를 형성하는 에너지 시스템 생성.
현재 러시아는 충분히 유연하고 위치의 특성을 포함하여 이 산업의 모든 기능을 제공하는 새로운 에너지 정책이 필요합니다. 처럼 러시아 에너지 개발의 주요 과제다음을 구분할 수 있습니다.
l 생산 에너지 집약도 감소.
ь 러시아 통합 에너지 시스템의 무결성 및 개발 보존, 유라시아 대륙의 다른 에너지 협회와의 통합
ь 발전소의 역률을 높이고 기능의 효율성을 높이며 현대 기술을 기반으로 전력 산업의 지속 가능한 발전을 보장합니다.
b 전체 전환 시장 관계, 에너지 가격의 출시, 세계 가격으로의 완전한 전환.
l 발전소 함대의 신속한 갱신.
ь 발전소의 환경 매개 변수를 세계 표준 수준으로 가져와 환경에 대한 유해한 영향을 줄입니다.
이러한 작업을 바탕으로 러시아 연방 정부의 승인을 받은 "2020년까지 전력 시설 배치를 위한 일반 계획"이 작성되었습니다. (그림 2)
전력 산업의 장기 국가 정책에 대한 확립된 지침 내에서 일반 계획의 우선 순위는 다음과 같습니다.
l 전력 산업의 발전, 국가의 소비자에게 전기 및 열 에너지를 안정적으로 제공하기 위해 경제적으로 정당한 발전 용량 및 전기 그리드 시설의 구조 생성;
ь 원자력, 수력 및 석탄을 사용하는 화력 발전소의 개발 가능성을 최대한 활용하고 가스 산업의 연료 균형을 감소시켜 전력 산업의 연료 균형을 최적화합니다.
ь 발전소 개발보다 빠른 속도로 발전하고 제공하는 네트워크 인프라 구축 완전한 참여에너지 회사와 소비자가 시장 기능을 수행 전기 에너지러시아 지역 간의 상호 전기 공급 및 용량의 신뢰성과 전기 수출 가능성을 보장하는 용량, 상호 연결 강화;
h 최소화 단가고체 및 기체 연료로 작동하는 현대식 매우 경제적인 장비를 도입하여 전기 및 열 에너지 생산을 위한 연료;
l 발전소가 환경에 미치는 인위적 영향 감소 효과적인 사용연료 및 에너지 자원, 최적화 생산 구조산업, 기술 재 장비 및 노후 장비 폐기, 발전소의 환경 보호 조치의 양 증가, 재생 가능 에너지 원 개발 및 사용을위한 프로그램 구현.
정부 모니터링 결과에 따르면 러시아 연방일반 계획의 이행에 대한 연례 진행 보고서가 제출됩니다. 몇 년 안에 러시아 에너지 부문의 발전에 대한 모든 전망을 사용하기 위해 그것이 얼마나 효과적인지 그리고 그 조항이 얼마나 구현되고 있는지 알게 될 것입니다.
앞으로 러시아는 막대한 투자가 필요하고 환경 긴장을 야기하는 새로운 대형 열수력 발전소 건설을 포기해야 합니다. 북부와 동부 오지에 중소형 화력발전소와 소형원전을 건설할 계획이다. 극동 지역에서는 중소형 수력 발전소의 캐스케이드 건설을 통해 수력 발전이 예상됩니다. 새로운 화력 발전소는 가스에 건설될 것이며 Kansk-Achinsk 분지에서만 저렴한 노천 석탄 채굴로 인해 강력한 응축 발전소를 건설할 계획입니다. 지열 에너지 사용에 대한 전망이 있습니다. 온천수의 광범위한 사용에 가장 유망한 지역은 서부 및 동부 시베리아뿐만 아니라 Kamchatka, Chukotka, Sakhalin입니다. 앞으로 온천수의 이용 규모는 꾸준히 증가할 것이다. 태양에너지, 바람, 조수 등 무궁무진한 에너지원을 경제순환에 접목시켜 국가의 에너지자원, 특히 광물연료를 절약할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다.
21세기 초 러시아 에너지 부문의 현대화 및 발전 문제는 다음과 같은 요인을 고려하여 극도로 악화되었습니다.
첫 10년 말까지 발전소 장비, 열 및 전력 네트워크의 감가상각은 50%를 초과할 수 있으며, 이는 2020년까지 감가상각이 90%에 도달할 수 있음을 의미합니다.
에너지 생산 및 운송의 기술적 및 경제적 특성은 1차 에너지 자원의 수많은 비생산적 비용으로 가득 차 있습니다.
자동화, 보호 및 정보학을 갖춘 에너지 시설의 장비 수준은 서유럽 및 미국의 에너지 시설보다 훨씬 낮은 수준입니다.
러시아 TPP의 1차 에너지 자원은 32~33%를 초과하지 않는 효율로 사용됩니다. 하이테크효율이 최대 50% 이상인 증기 동력 사이클;
이미 21세기의 첫 5년 동안 러시아 경제가 안정되면서 에너지 부문이 경제의 "기관차"에서 "장애물 코스"로 바뀔 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 2005년까지 모스크바 지역의 에너지 시스템은 부족해졌습니다.
시장 경제에서 러시아 에너지 기반의 현대화 및 개발을 위한 자금을 찾고 시장 원칙에 따라 에너지 부문을 개혁합니다.
이러한 조건에서 여러 프로그램이 만들어졌지만 추가 및 "개발"은 계속됩니다.
다음은 지난 세기 말에 생성된 프로그램 중 하나입니다(표 6).
표 6. 발전소 용량 시운전, 백만 kW.
표 7. 전력산업 투자수요, 10억 달러
러시아 경제의 에너지 공급과 관련된 상황의 심각성과 사회적 영역 RAO "러시아의 UES" 전문가에 따르면 에너지 부족 지역의 출현(가을-겨울 최대 소비 부하 기간 동안)으로 설명됩니다.
이것이 GOELRO-2 에너지 프로그램이 탄생한 방법입니다. 다른 출처는 서로 상당히 다른 수치를 제공한다는 점에 유의해야 합니다. 그렇기 때문에 이전 표(표 6, 표 7)에서 게시된 지표의 최대값을 제시합니다. 분명히 이 "상한" 수준의 예측을 지침으로 사용할 수 있습니다.
핵심 영역에는 다음이 포함되어야 합니다.
1. 고체 연료에 화력 발전소를 만드는 방향. 천연 가스 가격이 세계 수준으로 올라감에 따라 고체 연료 화력 발전소는 경제적으로 정당화될 것입니다. 현대적인 방법석탄 연소 (순환 유동층에서), 석탄의 사전 가스화 또는 가압 유동층 보일러에서의 연소와 함께 석탄 연소 복합 사이클 기술은 화력 발전소의 "시장"에서 고체 연료 화력 발전소를 경쟁력있게 만듭니다. 미래.
2. 새로 건설되는 TPP에서 "비싼" 천연 가스의 사용은 복합 사이클 플랜트를 사용할 때와 가스 터빈 등을 기반으로 하는 미니 TPP를 만드는 경우에만 정당화됩니다.
3. 기술 재장비 기존 TPP증가하는 신체적, 도덕적 감가 상각으로 인해 우선 순위가 유지됩니다. 구성 요소 및 어셈블리를 교체할 때 자동화 및 정보학 문제를 포함하여 완벽한 기술 솔루션을 도입할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
4. 가까운 장래의 원자력 발전은 경제적으로 정당한 기간 동안 원자력 발전소의 수명을 연장하는 작업뿐만 아니라 고 가용성 장치의 건설 완료와 관련이 있습니다. 장기적으로 원자력 발전소의 용량 시운전은 해체된 장치를 다음을 충족하는 차세대 전원 장치로 교체하여 수행되어야 합니다. 현대적인 요구 사항보안.
원자력의 미래 발전은 여러 가지 문제의 해결에 기인하며, 그 주요 원인은 기존 및 신규 원자력 발전소의 완전한 안전 달성, 수명을 다한 원자력 발전소의 폐쇄 및 보장입니다. 대체 에너지 기술과 비교하여 원자력 에너지의 경제적 경쟁력.
5. 전력산업의 중요한 방향 현대적 조건소규모 발전소 건설을 통한 분산 발전 용량의 네트워크 개발, 우선 CCGT 및 GTU를 갖춘 소용량 CHPP
