Заметки об энергосбережении

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

«БЕЗ КУПЮР»Уральский энергетический институт

ПРОБЛЕМА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

О чем разговор?..2

ПОНЯТИЕ «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»

(ФЗ-261)

реализация

организационных,

правовых,

технических,

технологических,

экономических

и иных мер,

направленных на уменьшение объема

используемых энергетических ресурсов

при сохранении соответствующего

полезного эффекта от их использования3

НА ВСЕХ ЛИ ХВАТИТ?..

Годовое производство энергии на душу населения

Индекс развития человека в зависимости от потребления

• К началу XXI века мировое

потребление энергии > 400·1018

Дж/год (12 700 ГВт)

• К 2020 году энергопотребление

возрастёт более, чем в 1,5 раза, в

основном за счёт развивающихся

стран

• Энерговооруженность страны

коррелирует с уровнем ее развития

• Эпоха «дикаря» < 0,1 т у.т./(чел·год)

• Эпоха механической энергии < 1 т

у.т./(чел·год)

• Эпоха химической энергии > 1 т

у.т./(чел·год)

• Энергетический эквивалент

благополучия сейчас – 8 т у.т./(чел·год)

3

ОБЗОР ЭРНСТ ЭНД ЯНГ

5

…Экстремальные климатические условия (наводнения и др.) в сочетании с деятельностью,

подрывающей жизнеспособность экосистемы (вырубка леса, добыча ископаемых, обращение

с отходами), а также с ростом мирового спроса во всех отраслях экономики в результате

увеличения численности населения заставляют компании признать наличие неразрывной

связи между устойчивым развитием и доступностью природных ресурсов.

Вода – также

«исчерпаемый» ресурс

3630 респондентов из 17 секторов

экономики; компании с годовой выручкой

более 1 млрд. долл. (85% - США)

ДОБЫВАТЬ СЛОЖНО…

6

Где теперь газ?..

Проект штокмановского

месторождения

Арктика – у российских побережий самые

крупные среди арктических газовые

месторождения

http://www.shtokman.ru/

Торжество разума в эпоху безысходности

Основные характеристики месторождения

• Открыто в 1988 г.

• Расположено в 550 км от берега

• Начальные геологические запасы оцениваются в

3,9 трлн м3 газа и 56 млн т газового конденсата

• Глубина моря — 340 м

• Высота волн — до 27 м

• Годовой диапазон температур: от −50 до +33 °C

• Наличие айсбергов весом до 4 млн т

ТОПЛИВНАЯ ЦЕПОЧКА – ЦЕПОЧКА ПОТЕРЬ…

Потери

неизбежные (на

данном этапе

технологического

развития),

устранимые

(«недотяг» до уровня

техники или уровня

эксплуатации)

тепловая

энергия

Уголь: ~ 10-15%

Природный газ: ~ 15-25%

Ядерное топливо: ~ 14-16%

7

Показатель Как пока еще

есть

Как вполне уже

может быть

Эффективность выработки электроэнергии, % 33-43 40-60

Эффективность выработки тепла, % 40-80 75-95

Потери тепла в теплосетях, % до 50 10-12

Потери электроэнергии в электросетях, % 10-12 8-10

Удельная отопительная нагрузка, кВтч/(м2год) 200-400 80-100

ЭНЕРГЕТИКА – ТРЕТЬ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ…

8

По данным Стратегического прогноза Росгидромета на 2010 – 2015 гг. : Потепление будет происходить

ритмически, многолетние волны тепла будут чередоваться с многолетними волнами холода

Экстремальные фазы волн в различных регионах будут наступать не одновременно, создавая перераспределение тепла и влаги

Количество осадков в целом по России будет увеличиваться

ПОТЕНЦИАЛ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ В РОССИИ

Возможная экономия (IFC):

240 млрд.м3 ПГ

340 млрд. кВтч

89 млн. т угля

43 млн. т нефти и нефтепродуктов

Россия может экономить 40-45% энергопотребления уровня 2007 г.

Каждый 1% экономии дает прирост ВВП на 0,35%

Энер-гетика40%

Промышлен-ность35%

ЖКХ25%

9

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Новые станции

Возобновляемая энергетика

Реализуемые технологии

10

ВЫЗОВЫ ВРЕМЕНИ И РЕШЕНИЯ

Вызовы современной

энергетике

Научные и отраслевые исследования

УралЭНИН, содержание специальных

дисциплин образовательных

программ

1. Исчерпаемость первичных

ресурсов

• Новые технологии производства

энергии из ископаемых топлив

• Атомная энергетика

• Возобновляемая энергетика

• Эффективное потребление топлива,

воды и энергии на производстве и в

быту

2. Невысокая эффективность

топливного цикла

3. Негативное воздействие на

окружающую среду

4. Существенные затраты на

добычу, транспорт и

переработку

• Новые системы добычи, аккумуляции,

трансформации и транспорта

топлива, электроэнергии и тепла

11

ТОПЛИВНАЯ БАЗА ЭНЕРГЕТИКИ

12

Т, лет

100

R, %

0

1970-е гг. Газ оказался самым удобным топливом

для энергетики – чистое, высокоэнергетическое, удобное для транспортировки

И тем не менее: газ – это не топливо, это –деньги

?

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ ИЗ

ИСКОПАЕМЫХ ТОПЛИВ

Гибридный цикл –турбины + ТЭ целевой н 80% (газ)

Совмещенный цикл –газо-паровая турбина (на водороде) целевой н 45% (уголь

и депонирование СО2)

Парогазовый цикл –паровая и газовая турбины средний н 43-48%

наилучший н 60% (газ)

Паросиловой цикл –паровая турбина средний н 39-41%

наилучший н 53% (газ), н 46% (уголь)

целевой н 60% (газ), н 53% (уголь)

13

Прогресс развития технологии

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИЭ

Работают с низкоплотными энергетическими потоками поэтому обладают невысоким

КПД (до 30%) поэтому – относительно дороги

(до 10 тыс. $/кВт)

В условиях России пока исключительно объекты автономногоэнергоснабжения

14

Find each other…

ЧТО ЕСТЬ ПО ВИЭ

15

SMART-GRID

16

Классическая

электрическая сеть Интеллектуальная сеть

Классическая электрическая сеть – одна или нескольких

генерирующих станций, связанных с потребителями энергии

Интеллектуальная сеть – электро-информационная сеть, в

которой энергия (+ информация) передаются в обе стороны,

которые являются практически равноправными участниками

энергетического рынка (они обе имеют генераторы и при верном

взаимном дополнении позволяют снижать потери в сетях и риски

возникновения техногенных ЧС на объектах энергетики).

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

с точки зрения энергетика17

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ

МЕРОПРИЯТИЙ

18

По данным IFC

(подразделение

Всемирного банка) 80%

энергосберегающих

проектов могут окупиться

в срок до 2 лет

Беззатратные и

малозатратные

мероприятия позволяют

реализовать до 30% всего

потенциала

энергосбережения

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЯ

а - изменение

теплопоступлений

б - изменение

температурных

параметров

В зданиях с переменным тепловым режимом прибегают к понижению температуры помещений в нерабочие периоды суток

Допускается снижать температуру до уровня не допускающего конденсацию водяных паров на стенах (+5 оСдля сухих помещений)

Экономия энергии – до 19% в год

а

б

19

ХИМИЧЕСКАЯ ВОДОПОДГОТОВКА

20

Подготовка воды Предотвращение

отложений солей жёсткости на поверхностях нагрева котлов, снижение загрязнения водоподающей сети

Снижение расходов на ремонтные работы

Снижение гидравлического сопротивления трубопроводов и затрат электрической энергии на подачу воды

Повышение КПД работы котельных агрегатов и снижение перерасхода топлива

1,53

7

10

13

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15П

оте

ри

те

пл

ово

й э

нер

гии

, %Толщина отложений солей жесткости, мм

По данным фирмы «Lifescience»,

Великобритания

УСТАНОВКА ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРИВОДА

0 0,5 1,0 1,5 Кз

0,8

0,4

0

, %

Кз = Р / Рном – коэффициент

загрузки

Пример: до 90% времени в течение сезона (с марта по октябрь) система ВК работает с нагрузкой менее 60% от расчётной, 60% времени – с нагрузкой менее 30% от расчётной

Двигатели различных производств: 75% электроэнергии в

промышленности РФ расходуется на привод (насосы, компрессоры, воздуходувки)

Снижение потребляемой насосом электроэнергии на 10-40%

полное устранение токовых перегрузок двигателя и гидравлических ударов

21

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЖИЛИЩНО-

КОММУНАЛЬНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

22

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧЕТА

ЭНЕРГО- РЕСУРСОПОТРЕБЛЕНИЯ

23

Нижний уровень

(квартира)

Средний уровень

(домовая сеть)

СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В БЫТУ, ОФИСАХ,

АДМИНИСТРАТИВНЫХ, УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ

24

Объекты

оптимизации:

• входные группы

• оконные

конструкции

• отопительные

приборы

• система

вентиляции

ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДОВАНИЯ ВОДЫ

25

Инфракрасный датчик

Водоэкономичная насадка

Разработал гл.технолог

ОКБ «Новатор»

Л.А.Каргаев (патенты РФ

№ 2271419, 2145991,

20005140)

Экономия воды

при умывании и

мойке в 8-10 раз

Аэратор

Стабилизация

расхода на

уровне 4-10

л/мин (при

18-20 л/мин в

обычном кране)

– до 70%

экономии

Экономия воды до

25% в

общественных

местах

СВЕТОВАЯ ОТДАЧА РАЗЛИЧНЫХ ЛАМП

26

КЛЛ – компактные люминесцентные лампы при в 3-4 раза меньшем потреблении энергии обеспечивают такой же световой поток, что и ЛН –лампы накаливания

СДЛ – светодиодные элементы еще в 2-,25 раза более экономичны

НО!

Надо помнить, что: КЛЛ содержат ртуть и требуют

специальной утилизации

СДЛ некоторых типов (производителей) имеют повышенную светоотдачу в области спектра, опасной для зрения человека

СДЛ

ЛН

КЛЛ

КЛЛ

СДЛ