ЭНЕРГИЯ И ЦИВИЛИЗАЦИЯ ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИКИ ЛЕКЦИЯ 1 ЗНАЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ • • • • Потребление энергии – необходимое условие существования человечества. Базовые потребности человека: Защита от холода (жары); Защита от голода (приготовление пищи); Воспроизводство (продолжение рода); Получение удовольствия (интеллектуальное развитие, отдых…). ЭНЕРГИЯ – это… Развитие цивилизации – рост потребления энергии и... Виды энергии до Промышленной революции. К XV веку: мускульная сила, вода, ветер, дрова. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ Конец XVIII века – начало XIX века: • Изобретение рабочих машин; • Изобретение двигателей для них; • Изготовление машин для производства рабочих машин и двигателей (машиностроение). Изменение структуры общества (всего за 3…5 поколений!) РОСТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ За 200 лет потребление энергии выросло в 30 раз! Особенно резко – нефть и природный газ. Расход энергии РОСТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ От первобытного общества к XV веку в 10 раз, а за последние 200 лет потребление энергии выросло в 30 раз! На смену дровам – уголь, нефть, природный газ, ядерное горючее, ВИЭ. Темпы развития энергетики в индустриальных странах выше темпов развития других отраслей. Производство энергии сегодня XXI век – абсолютное производство 14,3 Г т у.т. Условное топливо: 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг) Влияние на окружающую среду: - Атмосфера (потребление кислорода; выброс газов, влаги, твердых частиц); - Гидросфера (потребление воды; сброс нагретых и загр. вод, жидких отходов); - Биосфера (загрязняющие и токсичные вещества); - Литосфера (потребл. иск. топлив, изм. ландшафта). Использование энергоресурсов 60 50 40 30 20 10 1950 1960 1970 1980 1990 Год Рис. 2.3. Структура потребления коммерческой энергии в мире НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ Среднее душевое потребление 2т у.т., разброс 1: 15…20 Развитые страны Развивающиеся страны • 25% населения Земли потребляют 80% энергии • Северная Америка – 10 т у.т. на чел. в год • • • • 75% потребляют 20%! Россия – 3 Таджикистан – 1 Йемен – 0,25 XX ВЕК – ВЕК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА • XIX век или XX? • Первая половина XX века – использование электроэнергии в промышленности, на транспорте, в быту становится определяющим! СВОЙСТВА ЭЭ • • • • • Универсальность; Простота изменения основных параметров; Возможность передачи на расстояние ; Быстрота переходных процессов; Легкое дробление. НО нельзя… ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЭ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ: Электропривод, электротехнологии. ТРАНСПОРТ: Большое разнообразие видов, низкое воздействие на ОС, развитие ВСМ. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. ЭЛЕКТРОБЫТОВАЯ ТЕХНИКА. НОВЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ: Телеграф и радиосвязь, телевидение, компьютеры и информационные технологии. ЭНЕРГИЯ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА • • • • Парадокс: сначала для защиты от неблагоприятных воздействий ОС, а сегодня масштабное влияние на ОС! Выбросы в атмосферу и водоемы; Тепловое загрязнение; Шумовое, радиационное, электромагнитное воздействие; Изменение ландшафтов, золоотвалы. ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГИИ • Энергетика – совокупность природных и искусственных систем, предназначенных для получения, преобразования, передачи и распределения энергии. • Антропогенная энергетика. • ТЭК – часть энергетического хозяйства от добычи энергоресурсов до получения энергоносителей потребителями. Полезно знать: • Электроэнергетика; • Теплоснабжение; • Теплофикация (когенерация). • Использование энергии (КПД): ГЭС – 0,9…0,97 ТЭЦ – 0,5…0,75 КЭС – 0,33…0,42 АЭС – 0,28…0,33 КПИ: (РФ), 2000 г. 0,37…0,4 Напомним: • Электрическая и тепловая энергия – Дж; • Мощность – Вт (1Вт = 1 Дж/с); • Электрическая энергия на электростанцияхв кВт ч (1кВт ч = 3600 Дж); • 1 кг у.т. = 29 308 кДж (7000 ккал), 1 ккал = 4,1868 Дж; • Широко используются приставки: кило, мега, гига, тера.