Реферат: Энергетические ресурсы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Череповецкий Государственный Университет

Инженерно-экономический институт

Кафедра экономики

 

Реферат

«Энергетические ресурсы»

 

 

Выполнили студентки

группы 3ПТ-52

Елынина Ю, Котова С,

Манышева Ю, Чиркова А.

проверил преподаватель

Крылов А.С.

Отметка о зачете

Череповец, 2007.

Содержание

Введение………………………………………………...…………………….стр.3

Классификация энергии……………………………………………………стр.5

Классификация энергоресурсов…………………….……………………..стр.7

Классификация ВЭР………………………………………………………..стр.9

Технология использования ВЭР………………………………………….стр.12

Утилизация вторичных (побочных) энергоресурсов……..…………….стр.15

Пути экономии энергии……………………………….………………….стр.19

Литература…………………………………………………………………..стр.23

 

 

Введение

Обычно источники энергии используются тремя путями. Во-первых, получают тепловую энергию, сжигая ископаемое топливо, и используют её непосредственно для обогревания жилищ, школ, предприятий и торговых учреждений. Во-вторых, можно преобразовать заключенную в топливе тепловую энергию в работу, например, использовать продукты перегонки нефти для приведения в движение различного оборудования, а также автомобилей, тракторов, поездов, самолетов и т.д. Наконец, в-третьих, возможно преобразовать тепловую энергию, высвобождающуюся при сгорании топлива или выделяющуюся при делении ядер урана, в электрическую, а потом направить полученную электрическую энергию либо для производства тепла, либо для выполнения механической работы. Электроэнергию можно получить за счет энергии падающей воды. По существу электроэнергия играет роль удобного посредника между источником энергии и ее потребителями на месте. И как появление посредника на рынке ведет к повышению цен, так и использование энергии в форме электричества тоже приводит к подъему цен.

Преобразование различных форм энергии в электрическую практикуется в силу многих причин. В некоторых случаях просто невозможно эффективно использовать энергию, не превратив ее в электрическую. До того как было открыто электричество, энергия падающей воды (гидроэнергия) могла применяться лишь для приведения в движение механических устройств. Прядильные машины, мельницы и лесопилки на мануфактурных производствах приводились в движение энергией падающей воды. Гидроэнергия не имела другого применения до тех пор, пока не был найден способ преобразовывать ее в электричество, что сделало возможным использовать ее для приведения в движение машин, находящихся далеко от места падения воды. Сходным образом энергию деления урана невозможно использовать в сколько-нибудь крупных масштабах иным путем, чем превратив ее в электричество. И, как в случае с гидроэнергией, электричество, полученное от деления ядер урана, можно использовать не только для приведения в движение различных механизмов, но и получения тепла для обогрева домов (правда, это малоэффективно), нагревания воды и многих других целей.

В отличие от падающей воды ископаемые виды топлива применялись лишь для отопления и освещения, но не для приведения в движение различных механизмов. Дрова и уголь, а нередко и высушенный торф сжигались для обогрева жилых домов и общественных зданий, а уголь применялся и как источник тепла, необходимого при выплавке железа. Угольное масло, получаемое путем перегонки угля, заливалось в лампы. И только с изобретением парового двигателя в XVIII в. был по-настоящему раскрыт потенциал ископаемого топлива для приведения в действие разнообразных машин и механизмов. В первые десятилетия XIX в. уже использовались локомобили с паровыми двигателями, работавшие на угле. А в первые десятилетия XX в. уголь сжигался в топках котлов электростанций для производства электроэнергии, хотя такой процесс получения энергии был в то время не слишком эффективен.

 

 

Классификация энергии

На практике чаще всего выделяют несколько более или менее однородных форм энергии: механическую, химическую, тепловую, ядерную, све-товую (или лучистую) и электрическую. Механическая кинетическая энергия присуща движущимся предметам. Ею обладают такие природные явления, как течение рек, ветер, морские приливы.

Механической потенциальной энергией обладают предметы и объекты, расположенные выше уровня поверхности (т.е. такие, которым есть, куда падать). К этому виду можно отнести водные массивы, расположенные в горах или накопленные в водохранилищах (см. слайд 1).

• Химическая энергия содержится в топливе и пище и предназначена для превращения в другие формы.

• Тепловой энергией обладают хорошо нагретые предметы. Этот вид, энергии широко используется в производстве и в быту. Источники тепла могут быть найдены и в природе – это термальные источники, использовавшиеся еще древними римлянами.

• Ядерная энергия, или энергия атома, - это то, что удерживает ядра атомов, оставляя их такими, как они есть.

• Лучистая энергия, называемая также электромагнитным излучением, не только "оживляет" наши приемники и телевизоры, делает возможным беспроволочную связь, но и, в виде солнечного излучения, является главным источником энергии, движения и жизни на Земле.

Электроэнергия как правило генерируется на электрических станциях (хотя ее можно получить при помощи аккумуляторов, электрических батареек, разряда молнии или удара электрического ската). Ее роль в экономике и обществе трудно переоценить. Именно она представляет собой основу всей современной жизни.

Энергия, обеспечивающая конечные процессы производства нематериальной сферы представляет собой конечную энергию. Все такие процессы можно разделить на несколько агрегированных групп, так как:

- освещение и передача информации;

- электрофизические процессы;

- механические процессы, как стационарного (например, кузнечный пресс, металлорежущий станок и пр.), так и мобильного (например, транспорт) характера;

- тепловые процессы высокого, среднего и низкого потенциала.

Если количество конечной энергии нельзя непосредственно измерить, можно лишь вычислить, используя теоретические данные об энергоемкости отдельных процессов, то количество так называемой подведенной энергии можно определить, используя, например, счетные устройства. Подведенная энергия - это та энергия, которая обеспечивает работу конечных энергетических установок и содержится в энергоносителях - физических субстанциях, содержащих потенциальную энергию и достаточно легко преобразуемых в конечные виды. В качестве таких энергоносителей могут выступать разные факторы - различные виды топлива и электроэнергия.

 

Классификация энергоресурсов

Основой энергетического хозяйства общества, источником и энергоносителей, и, следовательно, собственно энергии являются энергоресурсы, что, очевидно означает краткое название энергетических ресурсов. Энергетический ресурс-это носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

Все энергоресурсы делятся на первичные и вторичные. Первичные ресурсы есть результат природных процессов. Первичный энергоресурс- это энергоресурс, который не был подвергнут никакой переработке. Это энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована во вторичную (электрическую, тепловую, механическую) энергию.

К первичным энергоресурсам относится природное топливо, а также энергия солнца, ветра, водных ресурсов, биомассы и др (см. слайд 2).

В балансе первичной энергии на земном шаре можно выделить (см. слайд 3).

Энергоресурсы можно также разделить на топливные и нетопливные. Первичные энергоресурсы могут быть возобновляемые и невозобновляемые. Возобновляемые природные ресурсы это такие объекты, о восстановлении запаса которых заботится сама природа. Многие из них практически не зависят от того, в какой мере общество вовлекает их в хозяйственный оборот: солнечная энергия, гидроресурсы, ветер. Есть и другие - такие, использование которых ведет к уменьшению их запаса в краткосрочном и даже достаточно длительном времени. Пример - биомасса. Они, однако, могут рассматриваться как возобновляемые в длительной перспективе. Невозобновляемые энергоресурсы это такие ресурсы, запас которых принципиально исчерпаем, - минеральное топливо, уран.

Если коротковолновое излучение связано с прямым отражением солнечной радиации, то длинноволновое излучение является результатом природных процессов и техногенной деятельности человека (см. слайд 3).

Вторичный энергоресурс (ВЭР) (внутренний энергоресурс) - это энергоресурс, получаемый в виде побочного продукта основного производства или являющийся таким продуктом (отходы производства). Это энергетический потенциал отходов продукции, побочных и промежуточных отходов, образующихся в технологических установках (системах), который не используется в самой установке, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других установок. К вторичным энергетическим ресурсам относятся все переработанные иные или преобразованные виды топлива, а также побочная энергия производственных процессов или процессов в сфере потребления может быть утилизирована и использована вторично. Эта категория включает продукты нефтепереработки, облагороженное топливо, а также отработанный пар, отходы тепла, горячие газы (см. слайд 3). Следуя этой логике, ко вторичным энергоресурсам следует отнести также сберегаемую энергию.

 

 

Классификация вторичных энергоресурсов

Технологический агрегат или установка, являющаяся источником отходов энергии, которую можно использовать как полезную, называется агрегатом- источником или установкой- источником ВЭР.

ВЭР могут применяться по следующим направлениям (см. слайд 4).

Энергетический потенциал отходов и продукции классифицируется по запасу энергии в виде химически связанной теплоты (горючие ВЭР), физической теплоты ­(тепловые ВЭР), потенциальной энергии избыточного давления (ВЭР избыточного давления) (см. слайд 5).

Горючие ВЭР.К горючим ВЭР относятся образующиеся в процессе производства основной продукции газообразные, твёрдые или жидкие отходы, которые обладают химической энергией и могут быть использованы в качестве топлива.

Источником горючих ВЭР являются лесная и деревообрабатывающая промышленность, химическая промышленность, сельское и коммунальное хозяйство.

К горючим ВЭР относятся (см. слайд 5).

В настоящее время большое внимание уделяется утилизации твердых древесных отходов, отходов сельскохозяйственного производства и т. п. В лесной и деревообрабатывающей промышленности приблизительно половина заготавливаемой древесины идет в отходы. Одной из первостепенных задач является их утилизация путем сжигания с целью получения теплоты.

Тепловые ВЭР. К тепловым ВЭР относится физическая теплота отходящих газов котельных установок и промышленных печей, основной или промежуточной продукции, других отходов основного производства, а также рабочих тел, пара и горячей воды, отработавших в технологических и энергетических агрегатов.

Для утилизации тепловых ВЭР используют теплообменники, котлы-утилизаторы или тепловые агенты.

Тепловые ВЭР делятся на высокотемпературные (с температурой носителя выше 500°С), среднетемпературные (при температурах от 150 до 500°С) и низкотемпературные (при температурах ниже 150 °С).

ВЭР избыточного давления.ВЭР избыточного давления могут быть использованы для производства механической работы, теплоты или холода. В первом случае для преобразования используется турбина, сопряженная на одном валу с электрическим генератором. Во втором случае энергия избыточного давления может быть также преобразована в теплоту или холод.

С техногенной деятельностью человека в первую очередь связано преобразование в тепловую энергию химической энергии органического топлива и ядерной энергии. Данные технологии преобразования первичной энергии называются традиционными технологиями.

В меньшей степени техногенная деятельность человека связана с прямым использованием солнечной энергии и использованием продуктов её конверсии. Соответственно данные технологии преобразования первичной энергии называются нетрадиционными технологиями.

Вместе с тем основной ресурс традиционных технологий преобразования первичной энергии - органическое (твёрдое, жидкое, газообразное) ископаемое топливо - ограниченный (истощаемый) энергоресурс и возможности его использования не бесконечны во времени. В вязи с этим можно более оправданным является разделение первичного энергоресурса на возобновляемый и невозобновляемый (см. слайд 5).

Возобновляемый источник энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является её отличительным признаком.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличии от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

К нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков.

В качестве нетрадиционных и возобновляемых источников энергии можно рассматривать (см. слайд 5).

Хотя эти источники могут в совокупности обеспечить не более 5% всей расчетной экономии расхода топлива, их применение очень важно по нескольким причинам:

· во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые в последствии могут стать предметом экспорта;

· во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми;

· в-третьих, их применение само по себе обеспечивает воспитание у людей психологии энергосбережения и энергоэффективности, что будет способствовать переходу от расточительной к рациональной экономии.

 

Технологии использования ВЭР

Под агрегатом-источником ВЭР следует понимать агрегат, в котором образуется и получает потенциал носитель ВЭР (техноло­гические печи, реакторы,… Вторичные энергетические ресурсы могут использоваться непо­средственно без… Принципиальная схема использования энергетических ресурсов и распределения энергетических потоков при утилизации ВЭР…

Утилизация вторичных (побочных) энергоресурсов

Выработка энергоносителей (водяного пара, горячей или охлаждённой воды, электроэнергии, механической работы) за счёт снижения энергетического… Главная трудность при решении проблемы утилизации ВЭР обычно состоит в поисках… Если на производстве имеются горючие отходы - топливные ВЭР, то использовать их обычно не представляет труда. В…

Пути экономии энергии

Мировая энергетическая система, основанная на высокоэффективном использовании возобновляемых источников энергии, должна быть не только менее… По прогнозу к 2020 г. эти источники заменят около 2,5 млрд. т топлива, их доля… На земную поверхность в течение года поступает солнечное излучение, эквивалентное 178 тыс. ГВт лет (что примерно в 15…

Литература

1. А.П.Баскаков. Теплотехника. 2-е издание, переработанное. Москва «Энергоатомиздат», 2005. Стр. 206-209.

2. Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Москва «Энергоиздат», 2006. Стр. 156-163.

3. Ю Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. Технология энергосбережения. Москва, «ФОРУМ-ИНФРА-М»2006. Стр. 257-262.

4. М.В.Плюто, Р.В. Клавсуть. Рациональное использование электрической и тепловой энергии. Минск «Полымя», 1993. Стр. 116-118.