Основы энергосбережения

Основы энергосбережения
Общие сведения об
энергосбережении и повышении
энергетической эффективности
Основы энергосбережения и энергетического менеджмента
Информация
об
основах
энергетики
Менеджмент
и
право
Экономика
Экология
Решение
проблем
эффективного
использования
энергии
Социальная
политика
Энергосбережение
Организационная, научная, практическая
и информационная деятельность,
направленная на эффективное
использование энергетических ресурсов и
реализуемая с применением технических,
экономических и правовых методов
Эффективное использование
энергетических ресурсов
Достижение экономически и социально
оправданного уменьшения использования
энергетических ресурсов на единицу
продукции или услуг при существующем
развитии техники и технологий и
соблюдения требований к охране
окружающей среды
Энергетический ресурс
Энергетический ресурс – носитель энергии,
энергия которого используется или может
быть использована при осуществлении
хозяйственной и иной деятельности, а также
вид энергии (атомная, тепловая,
электрическая, электромагнитная энергия или
другой вид энергии)
(ФЗ-261 от 23.11.2009 г.)
Энергетические ресурсы.
Классификация
Топливно-энергетические ресурсы
Первичные
Невозобновляемые
(органическое и
ядерное топливо)
Вторичные
Возобновляемые (энергия
солнца, ветра, воды,
геотермальные ресурсы,
биомасса, энергия приливов и
волн
Горючие, тепловые,
избыточного давления
Произведенные
Тепловая энергия (горячая
вода, пар)
Электроэнергия (переменный и
постоянный ток)
Тепловая энергия
Механическая энергия
Лучистая
энергия
Химическая
энергия
Первичные ресурсы
Ресурсы, получаемые непосредственно
из природных источников для
последующего преобразования в другие
виды энергии, либо для непосредственного
применения.
Первичные невозобновляемые
(истощаемые)энергетические ресурсы
Органическое топливо:
- твердое топливо (уголь, сланцы,торф);
- жидкое топливо (продукты переработки
нефти);
- газообразное топливо (природный и
попутный газы).
Ядерное топливо.
Котельно-печное топливо:
- природный газ;
- мазут;
- каменный уголь.
Вторичные энергетические ресурсы
Вторичный энергетический ресурс –
энергетический ресурс, полученный в виде
отходов производства и потребления или
побочных продуктов в результате
осуществления технологического процесса или
использования оборудования, функциональное
назначение которого не связано с
производством соответствующего вида
энергетического ресурса
(ФЗ-261 от 23.11.2009 г.)
Произведенные
энергетические ресурсы
• Электроэнергия
• Тепловая энергия
→ Горячая вода
→ Пар
→ Холод
● Водород (в перспективе)
Единицы измерения топливноэнергетических ресурсов
Теплота сгорания топлива (теплотворная
способность) –количество теплоты, выделяющееся
при полном сгорании топлива, ккал/кг (м3)
Высшая теплотворная способность Qвр –
максимальное количество теплоты, которое можно
получить при химической реакции горения топлива.
Низшая теплотворная способность Qнр –
отличается от Qвр на количество теплоты, которое
затрачивается на испарение воды, образующейся при
горении и содержащейся в топливе, ккал/кг (м3)
Единицы измерения топливноэнергетических ресурсов
Для сопоставления различных видов топлива,
суммарного учета его запасов, оценки
эффективности использования энергетических
ресурсов, сравнения показателей
теплоиспользующих устройств принята единица
измерения условное топливо, теплота сгорания
которого Qут = 29,33 МДж/кг.
Для сравнительного анализа обычно используется
единица измерения тонна условного топлива (1 т.у.т.),
теплота сгорания которой:
Qут = 29,33103 МДж/тут = 7 Гкал/тут =
8,147103 кВт-ч/тут.
Единицы измерения топливноэнергетических ресурсов
Расход условного топлива рассчитывается
исходя из расхода реального топлива:
р
B ут  B 
Qн
, т у .т .
Q ут
где В – расход конкретного вида топлива, м3 (т);
Qнр – низшая теплотворная способность, ккал/м3 (кг);
Qут =7000 ккал/кг – теплота сгорания условного топлива
Единицы измерения топливноэнергетических ресурсов
1 Вт = Дж/с
1 Дж = Н*м = кг*м2/с2 = 1 Вт*с
1 Вт*ч = 60 х 60 = 3600 Дж
1 кДж = (1/3600) * 1000 =0,2777… Вт*ч
1 кал = 4,1868 Дж
1 ккал = (4,1868/3600) х 1000 = 1,163 Вт*ч
7000 ккал = 7000 * 1,163 = 8141 Вт*ч = 8,141 кВт*ч
7000 ккал = 1000 грамм у.т.
1 кВт*ч = 1000/8,141 = 122,835032551… грамм у.т.
1 Гкал = 1000 * 1,163 *122,835… = 142, 857142857… кг у.т.
Единицы измерения топливноэнергетических ресурсов
Взаимный перевод единиц измерения
Относительно
кДж
ккал
Вт . ч
грамм
у.т.
Мегаджоуль (МДж)
1000
238,85
277,78
34,12
Килокалория (ккал)
4,19
1
1,163
0,143
Киловатт . час (кВт . ч)
3 600
860
1000
122,84
Килограмм условного
топлива (кг у.т.)
29 308
7 000
8 141
1000
Пересчеты в условное топливо для статистики
1 кВт.ч = 344,5 грамм у.т.
1 Гкал = 148,6 кг у.т.
«Методологические положения по расчету топливно-энергетического баланса
Российской Федерации в соответствии с международной практикой»
ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госкомстат РФ
23 июня 1999 г. N 46
Основные задачи энергосбережения
Объективная оценка эффективности
использования ресурсов состоит в сравнении
КПД выработки тепловой и
электрической энергии
Потери при транспортировке
энергии
Энергоемкость производства
различного вида продукции
Эффективность использования
теплоты коммунальными
потребителями
Основные задачи энергосбережения
Превышение расходов ресурсов по сравнению со
среднемировыми показателями
Показатель
КПД электростанций
Превышение
показателя
Страна сопоставления
1,3 – 1,8
Европа.Парогазовые
электростанции.
Расход ТЭР на производство:
стальной прокат
1,5 – 2,0
полимеры
1,5 – 3,0
алюминиевый прокат
1,3
огнеупоры
2,0
Расход тепла на обогрев зданий
Расход горячей воды в коммунальном
хозяйстве и промышленности
Средне-мировые показатели
4,0 – 5,0
Финляндия, Норвегия
в несколько раз
Средне-мировые показатели
Основные задачи энергосбережения
Задачами государственной политики в области
энергосбережения в свете «Закона об энергосбережении»
являются:
1. Структурная перестройка экономики в пользу
малоэнергоемких обрабатывающих отраслей, наукоемких
производств и сферы услуг
2. Реализация потенциала организационного и
технологического энергосбережения (внедрение передовых
технологий и энергосберегающих мероприятий,
техническое перевооружение производств)
Основные задачи энергосбережения
Потенциал энергосбережение –
количество энергетических ресурсов, которое
может быть сокращено при выпуске одного и
того же объема или перечня товаров и улуг
неизменного качества за счет проведения
самоокупаемых организационнотехнологических мероприятий при заданных
уровнях развития техники и цен на
энергоносители
Основные задачи энергосбережения
Потенциал энергосбережения (на 2008 год) составляет 45% ежегодно
потребляемой энергии и распределяется (в %)
Топливно-энергетический комплекс
36
Промышленность, строительство,сфера
услуг
24
Транспорт
13
Сельское хозяйство
4
Жилищные здания и госучреждения
23
Всего:
100
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
Энергетическая безопасность – состояние
защищенности государства, граждан,
экономики от угроз надежному топливоэнергетическому обеспечению.
Эти угрозы определяются как внешними
факторами, так и состоянием и
функционированием энергетического сектора
страны
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
Важнейшими принципами обеспечения
энергетической безопасности являются:
1. Гарантированность и надежность
энергообеспечения экономики и населения в
полном объеме в обычных условиях и в
минимально необходимом объеме при угрозе
возникновения чрезвычайных ситуаций
различного характера
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
2. Контроль со стороны государства,
федеральных органов исполнительной власти и
местных органов управления за надежным
энергоснабжения объектов, обеспечивающих
безопасность государства.
3. Восполняемость истощаемых ресурсов
топлива (темпы потребления этих ресурсов
должны согласовываться с темпами освоения
замещающих их источников энергии)
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
4. Диверсификация используемых видов
топлива и энергии (экономика не должна
чрезмерно зависеть от какого-либо одного
энергоносителя).
5. Учет требований экологической
безопасности (развитие энергетики должно
соответствовать возрастающим требованиям
охраны окружающей среды)
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
6. Предотвращение нерационального
использования энергоресурсов.
7. Создание экономических условий (прежде
всего за счет налоговых и таможенных мер),
обеспечивающих равную выгоду поставок
энергоресурсов на внутренний и внешний рынки
и рационализацию структуры экспорта
Энергосбережение и
энергетическая безопасность
8. Максимально возможное использование во
всех технологических процессах и проектах
конкурентноспособного отечественного
оборудования
Энергосбережение и экология
Глобальные экологические проблемы
Изменение климата
>
Возросший уровень выбросов парниковых газов (таких как CO2, мета
Разрушение озонового слоя
>
Некоторые химикаты, производимые человеком (CFCs, HFCs, SF6,..) р
Кислотные дожди
>
Эмиссии некоторых загрязняющих веществ, таких как SO2, окисляют д
Энергосбережение и экология
Основные факторы загрязнения
1. Выброс в атмосферу оксида углерода (СО),
диоксида углерода (СО2), оксидов азота (NOx),
диоксид серы (SO2), углеводородов, паров воды и
твердых частиц
2. Сброс загрязненных сточных вод в
поверхностные водоемы
Энергосбережение и экология
3. Сброс теплоты в атмосферу и водоемы,
приводящий к локальным изменения климата и
экосистемы флоры и фауны водоемов.
4. Загрязнения при чрезвычайных ситуациях
на стадиях добычи, переработки,
транспортировки и хранении топлива
Энергосбережение и экология
Выбросы при производстве энергии (стационарное сжига
Топливо
Природный газ (на
нм3)
СПБТ (Сжиженный
пропан-бутан и т.д.)
НТС*
CO2
CO2
CH4
кВтч/кг
г/кВтч
г/кг
г/кг г/кг г/кг г/кг
N2O NOX
CO
9,31
202,0
1 880
0,17
0,003 1,68
1,68
13,14
227,0
2 984
0,05
0,09 2,37
0,47
Керосин
12,43
258,7
3 216
0,45
0,03 4,48
Легкое нефтяное
топливо (ШФЛУ и
т.д., S<0,3%)
Тяжелое нефтяное
топливо (Мазут и
т.д., S<1 %)
12,50
264,0
3 301
0,45
11,16
278,5
3 109
Уголь (S<1,5%)
6,25
353,8
Древесное топливо
(20 % влажности)
4,17
359,0
Частицы
(ВТЧ
)
г/кг
г/кг
SO2
0,12
0,90
незна
ч.
незна
ч.
1,0
0,29
0,03 4,50
0,90
6,0
0,28
0,40
0,02 4,02
0,80
20,0
0,71
2 211
0,23
0,03 2,25
0,45
16,2
5,45
1 496
4,50
0,06
75,00
2,16
0.22
1,5
* НТС = Низшая теплотворная способность (низшая теплота сгорания)
0,13
Потенциал глобального потепления (ПГП)
Потенциал глобального потепления-это воздействие, оказываемое
выбросами парниковых газов на глобальное потепление. По
определению, CO2 используется в качестве базисного газа;
Газ
Диоксид углерода (CO2)
Метан (CH4)
Окись азота (N2O)
ПГП100
1
21
310
Гидрофторуглероды (HFCs)
150 – 11 700
Перфторуглероды (PFCs)
6500 – 9 200
Гексафторид серы (SF6)
23 900
Эквивалент диоксида углерода (CO2 e) – значение для суммирования (сравнен
CO2 e = 1 x CO2 + 21 x CH4 + 310 x N2O + …
Потенциал глобального потепления (ПГП)
Энергосбережение и экология
Уменьшения расхода топлива при экономии
потребления тепловой энергии
B 
Q
р
Q н  1  2
3
, м ( кг ) / час
где
∆Q – снижение потребляемой тепловой мощности, Гкал/час;
Qнр – низшая теплотворная способность топлива, ккал/м3(кг);
η1 – КПД котельной;
η2 – КПД передачи тепла по тепловой сети
Энергосбережение и экология
Уменьшение выбросов в пересчете на СО2
 СО
2
  B  CO
2e
,г / ч
где:
ΔВ – уменьшение часового расхода топлива, м3(кг)/час;
СО2е – эквивалентная величина выбросов в СО2-эквиваленте, г/м3(кг)
CO2 e = 1 x CO2 + 21 x CH4 + 310 x N2O + …
Принципы энергетического
менеджмента
Планирование
организация
Координация
Контроль
Мотивация
Принципы энергетического
менеджмента
Планирование-подготовка и принятие
решения
Стадия процесса управления, на которой
определяются:
- цели деятельности;
- необходимые средства;
- методы для достижения цели
Принципы энергетического менеджмента
Организация – обеспечение внедрения
запланированных ОТМ, включая материалы,
оборудование, денежные средства, обучение
персонала и т.п.
Участие в управлении предприятием при
составлении бюджета по энергосбережению,
выработке призводственных планов и стратегии
предприятия.
Подготовка бизнес-планов для привлечения
инвестиций из внешних источников для
реализации высокозатратных
энергосберегающих мероприятий.
Принципы энергетического менеджмента
Мотивация – осознанное и мотивированное
применение на практике правил эффективного
использования энергии.
Цель – активизировать работников предприятия
и побудить их эффективно использовать энергию.
Обязательная информация о деятельности по
энергетическому менеджменту и
предпринимаемых мерах по экономии энергии.
Показать выгоды организации в целом и
каждого члена коллектива от экономии энергии
Принципы энергетического менеджмента
Контроль – учет результатов работы с
количественной и качественной оценкой.
Главный инструмент – наблюдение, проверка
всех сторон деятельности, учет и анализ.
Контроль выступает как элемент обратной
связи.
По его данным корректируются ранее
принятые решения, планы и нормативы.
Использованные источники
1. Энергосбережение и энергетический
менеджмент. А.А. Андрижиевский,
В.И.Володин..-Мн.:Выш.шк., 2005.-294с.
2. Энергосбережение в теплоэнергетике и
теплотехнологиях. О.Л.Данилов, А.Б.Гаряев,
И.В.Яковлев.-М.: Издательский дом МЭИ, 2010.424с.