Презентация на тему Общая энергетика

человеческого об­щества является большой глобальной системой, вклю­чающей как подсистемы

окружающую среду и различные отрасли народного хозяйства.
Под энергетикой, или энергетической системой, следу­ет понимать совокупность больших естественных (при­родных) и искусственных (созданных человеком) систем, предназначенных для получения, преобразования, рас­пределения и использования в народном хозяйстве энер­гетических ресурсов всех видов.
Энергетика рассматривается как большая система, включающая в себя на правах подсистем части других больших систем.
Энергетика имеет большое значение в жизни челове­чества Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

которые получает человек, используя энергетический потенциал пла­неты. Так, мощность

электростанций, существующих в настоящее время в мире, составляет более 2 млрд. кВт.
Общая же мощность всех энергетических установок до­стигает 15 млрд. кВт. Для обеспечения этих мощностей человек ежегодно берет у природы разного топлива, при­веденного к условному, массой не менее 40—50 млрд. т. При этом КПД использования взятых у природы энерге­тических ресурсов не очень велик — не более 0,2%. От­сюда возникает одна из основных задач энергетики — снижение потерь энергии на всех стадиях ее преобразо­вания (от получения энергетических ресурсов до конеч­ного их использования). Для этого необходимо улуч­шение оборудования.

энерге­тики не наступит ли полное истощение всех запасов топ­лива?

Запасы топлива на планете оце­ниваются по-разному, с очень большими расхождениями в зависимости от вида запасов: готовые к использованию оцениваются в 25 трлн. МВт-ч, разведанные составляют 50 трлн. МВт-ч, а прогнозируемые—100 трлн. МВт-ч. соотношение запасов можно записать как 1:2:4.
Во всяком случае можно утверждать, что еще не на одну сотню лет человечеству хватит ископае­мого топлива, получаемого из недр планеты.
Например, предполагается, что угля хватит на 600—700 лет. Это, конечно, не означает, что экономия топлива не является важнейшей задачей. Энергетическая система России по­казывает важность сбережений расходуемых энергоре­сурсов. В связи с этим приводится ряд мероприятий, в частности увеличение объема централизованного тепло­снабжения потребителей с 65 до 72%, что дает экономию примерно 10 млн. руб. в год.

всей вырабатываемой на планете энергии, на долю же 70%

населения, преимущественно в развивающихся странах, приходится менее 10% всей энергии. Между тем, уровень промышленности, состояние быта и развитие культуры теснейшим образом связаны с количеством ис­пользуемой энергии.

Она мог­ла бы обеспечить дешевой электроэнергией всю Европу. От

сооружения гидростанции отказались, так как последствия его были бы очень тяжелыми и далеко иду­щими.
Ожидалось, что в результате создания плотины Средиземное море изменит давление на дно, в результа­те чего изменится вулканическая деятельность во всем регионе. Отделение Средиземного моря от океана плоти­ной вызовет повышение его засоления и полную гибель всего живого, находящегося в море. Изменение водного баланса приведет к тому, что море отойдет от берегов и такие города, как Ницца и Марсель во Франции, Бари в Италии, окажутся не приморскими городами, а города­ми, находящимися среди песчаной пустыни. Разумеется, при этом ухудшился бы климат не только района Среди­земного моря, но и всей Европы. Все эти вместе взятые и многие другие факторы способствовали отказу от та­кого заманчивого в техническом и экономическом отно­шении сооружения.

стоит вопрос об изменении ландшафта сооружением линий электропередачи, труб

электростанций и др., что отпугивает туристов. Во Фран­ции, Австрии, Италии энергетиками проводятся специ­альные работы, определяющие влияние технических со­оружений на ландшафт. При этом оказывается, что в ря­де случаев именно из-за этого влияния приходится ме­нять технические решения.
Например, снабжение юга Италии электроэнергией могло бы осуществляться 5—8 линиями существующего напряжения 400 кВ. Однако при этом потребуется большая площадь (большая полоса) отчуждения, а опоры и провода многочисленных линий передач не впишутся в ландшафт. Более приемлемым оказывается сооружение линии 1200 кВ вдоль автомобильной трассы, что нанесет минимальный эстетический урон окружающей среде. Таким образом, появляется но­вый вид отрицательного влияния на окружающую среду - эстетическое.

и земли частицами не переработанного продукта зола

и др.);
химическое загрязнение воздуха, воды и земли;
радиоактивное загрязнение воздуха, воды и земли;
тепловое загрязнение;
ионизационное за­грязнение;
электромагнитное высоко- и низкочастот­ное загрязнение;
шумовое загрязнение;
расход воз­духа (кислорода); расход земли; расход воды.
Выше перечисленное отра­жается на климате, меняя энергетику атмосферы.
Эти виды влияний и их количественные значения различны в разных регионах мира.

нашей планете исторически протекал крайне неравномерно. Так, человечество за

всю ис­торию своего существо­вания израсходовало примерно 900—950 тыс. ТВт*ч энергии всех видов, причем более 2/з этого количества приходится на последние 40 лет. Характерна здесь и неравномерность в потреблении энергии.
Так, в доисто­рическую эпоху каждый человек, использовавший свою мускульную силу и энергию впервые зажженного костра, тратил примерно одинаковое количество энергии. Приближенно можно считать ее распределение равномерным — 1:1.
В настоящее время неравномерность в потреблении энергии на душу населения стала огромна: для различных стран она выражается отношением 1:40. Неравномерность в потреблении электроэнергии еще больше. Так, на одного жителя в Норвегии приходилось 21 350 кВт*ч, в то время как в Ин­дии—184, Бурунди—11 кВт*ч.

с развитием цивилизации, расширением и углублением знаний чело­века об

окружающем мире. Объем знаний со временем увеличивается по мере того, как развивается культура — искусство, науки, открываются новые свойства материи.
Мощности, которые человек в последнее время нау­чился получать искусственным путем, соизмеримы с мощностями геофизических и геологических процессов, процессов, происходящих в атмосфере, и даже космиче­ских процессов. Таким образом, понятие энергетики нель­зя ограничить рамками искусственных систем — систем, создаваемых человеком; необходимо учитывать теснейшее взаимодействие искусственных систем с естественными системами природы.

излучает в космос огромное коли­чество энергии, из которой на

Землю, приходится примерно 7,5-1017 кВт*ч, что соответствует мощности 85600 млрд. кВт.
На 1 км2 поверхности Земли приходится средняя мощность излучения Солнца, равная 17*104 кВт, и сред­няя мощность использования первичных энергоресурсов, равная примерно 19 кВт. Эти мощности значительно, почти в 104 раз, различаются между собой. Солнце иг­рает основную роль в тепловом балансе Земли. Его мощ­ность излучения, приходящаяся на Землю, во много раз больше мощности явлений природы и мощностей, полу­чаемых человеком. Мощность Солнца соизмерима только с мощностью, развиваемой вращением Земли вокруг своей оси

электростанций мира (2 млрд. кВт) уже соизмерима с мощностью

мно­гих явлений природы. Так, средняя мощность воздушных течений на планете составляет (25—35)109 кВт. Такого же порядка средняя мощность ураганов (30—40) 109 кВт. Суммарная мощность приливов равна (2—5) 109 кВт. Проводя сопоставление мощностей, следует учитывать, что кроме стационарных электростанций име­ется большое число передвижных энергетических устано­вок.
Очевидно, что планирование и проектирование энергети­ческих систем, их развитие и эксплуатация должны осу­ществляться с учетом всех аспектов влияния на окру­жающую среду.

непосредственно связана с системой топливоснабжения, т. е. с системой

обеспечения первич­ными энергоресурсами

явлений, ба­зис культуры и всей деятельности человека.
В то

же вре­мя энергия понимается как количественная оценка раз­личных форм движения материи, которые могут превра­щаться одна в другую. По видам энергия подразделяется на химическую, механическую, электрическую, ядерную и т. д.
Возможная для практического использования че­ловеком энергия сосредоточена в материальных объек­тах, называемых энергетическими ресурсами.

энерго­ресурсы непрерывно восстанавливаемые природой (вода, ветер и т. д.).
Невозобнавляемые

- энергоресурсы, ранее на­копленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (например, каменный уголь).
Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), называется первичной.
Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на специальных установках — станциях, называется вторич­ной (энергия электрическая, пара, горячей воды и т. д.).

то, какой вид первичной энергии на них преобразуется.

тепловая электрическая станция (сокращенно ТЭС) преобразует тепловую энергию (первичную) в эле­ктрическую энергию (вторичную)
Гидроэлектростанция (ГЭС) —энергию воды в электрическую
Атомные элект­рические станции (АЭС) — атомную энергию в электри­ческую; и т. д.

ею потребителей происходит в процессе энергетиче­ского производства:
Получение и концентрация

энергетических ресур­сов: добыча и обогащение топлива, концентрация напо­ра с помощью гидротехнических сооружений и т. д.
Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энергию; она осуществляется перевозка­ми по суше и воде или перекачкой по трубопроводам во­ды, газа и т. д.
Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую наиболее удобную для распределения и по­требления в данных условиях форму (обычно в элект­рическую энергию и тепловую).
Передача и распределение преобразованной энер­гии.
Потребление энергии, осуществляемое как в той форме, в которой она доставлена потребителю, так и в преобразованной.

принять за 100%, то полезно используемая энергия составит только

35—40%; остальная часть теря­ется, причем большая часть — в виде теплоты (рис. 1.1).
Потери энергии определяются существующими в на­стоящее время техническими характеристиками энерге­тических машин.
Различные виды энергоресурсов неравномерно распределены по районам Земли, по странам, а также внутри стран. Места их наибольшего сосредоточения обычно не совпадают с местами потребления, что наиболее заметно для нефти.
Несовпадения мест сосредоточения и потребления энергоресурсов вызывают необходимость их транспорти­ровки.

энергии определяется их энергоемкостью, под которой понимается количество энергии,

приходя­щееся на единицу массы физического тела. Среди при­меняемых энергоносителей наибольшей энергоемкостью обладают радиоактивные изотопы урана н тория: 2,22 ГВт-ч/кг (8-Ю12 Дж/кг). Вследствие огромной энергоемкости атомного топлива практически не сущест­вует проблемы транспорта его на расстояние.

существовавшей на Земле в геологические эпохи задолго на нашего

времени.
В каменноугольный период жизни поверхность планеты была обильно покрыта растениями. Многие из современных растений, такие, например, как папоротники, в ту эпоху имели намного большие раз­меры.
Каменный уголь образовался после отмирания растений и покрытия их осадочными породами.

5,5 % мировых запасов угля, что составляет более 200

млрд. тонн. Из них 70 % приходится на запасы бурого угля.
В 2004 году в России было добыто 283 млн. тонн угля. 76,1 млн. тонн было отправлено на экспорт.
В 2005 году в России было добыто 298 млн. тонн угля. 79,61 млн. тонн было отправлен на экспорт.
В 2006 году – 308, 788 млн. тонн. В 2006 году добыча увеличивалась как подземным способом на 4,4 процента по сравнению с 2005 годом (в 2006 году добыча составила 109, 28 млн тонн), так и открытым способом – на 2,3 процента.
В России в 2004 году имелся дефицит коксующихся углей в размере не менее 10 млн тонн , что связано с выбытием добывающих мощностей в Воркуте и Кузбассе.

газообразные и легколетучие углеводороды.
Нефть была известна еще древним

грекам и римлянам. В VI в. до н. э. горючие газы, выделяю­щиеся из нефтяных источников на Апшеронском полуострове, дали повод к обожествлению вечного огня, в честь которого сооружа­лись храмы. Примерно в то же время жидкую нефть, разлитую по берегам Каспийского моря, использовали для освещения и лечения кожных болезней.

примерно с XVI в., стали вырывать специальные глубокие колодцы,

откуда черпали нефть. Один из таких колодцев на Апшеронском полуострове сохранил надпись о том, что он сооружен в 1594 г.
С помощью колодцев нефть добывали до XIX в. Первая в мире нефтяная скважина пробурена в 1848 г. Ф. А. Семеновым в урочи­ще Биби-Эйбат на берегу Каспийского моря.

опытов, при которых производилось нагревание до высоких температур растений

и остатков животных без доступа воздуха.
Предполагалось, что в древние времена существовавшие и умершие флора и фауна были покрыты осадочными породами на дне морей и океанов, которые образовались при опускании земной поверхности. Можно допустить, что опускание земной поверхности происходило до больших глубин, где органические остатки под дей­ствием теплоты Земли превращались в нефть.
Такое воззрение со­ставляет основу биолого-геологической теории образования нефти, подтвержденной многочисленными исследованиями.

нефти в на­стоящее время представ­ляет особый интерес. Это вызвано

быстрым ростом ее потребления.
На транспорте за счет нефти в настоящее время удовлетво­ряется свыше 90% мирового потребления энергии.

энергетическое сырье, сколько как сырье для химической промышлен­ности. В

настоящее время известно более 5000 синтети­ческих полезных продуктов, получаемых из нефти и газа, и число их ежегодно увеличивается. Нефтяные и газовые месторождения открываются на глубине и оцениваются только бурением глубоких скважин. Затраты на бурение составляют более 70% от затрат, расходуемых на проведение геологоразведочных работ.

ТВт-ч в год. Около 25% этой энергии по техническим

и экономическим ус­ловиям может использоваться для практических нужд. Эта величина примерно в 2 раза превышает современ­ный уровень ежегодной выработки электроэнергии всеми электростанциями мира.
В большинстве развитых капиталистических стран доля гидроэлектростанций в выработке электроэнергии сни­жается, что обусловлено освоением других наиболее эко­номичных энергоресурсов и использованием гидростан­ций преимущественно в пиковых режимах.

потенциалом. На ее территории сосредоточено около 9% мировых запасов

гидроресурсов. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе, после КНР, место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду.
Преобладающая часть гидропотенциала размещена в восточных районах страны, где сосредоточены огромнейшие запасы гидроресурсов Ангары, Енисея, Оби, Иртыша, Лены, Витима и других рек, природные условия которых позволяют сооружать мощные ГЭС.

млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии или 170 тыс. кВт-ч

на 1 кв. км территории.
Общий технический гидроэнергопотенциал России составляет 1670 млрд кВт-ч годовой выработки.
Экономический потенциал, как приемлемая для практического использования часть гидроэнергоресурсов, определен в целом по России в размере 850 млрд кВт-ч.

1 тыс. МВт и более, а их суммарная установленная

мощность равна 34108 МВт. Из крупных ГЭС 6 электростанций имеют электрическую мощность 2 тыс. МВт и более, суммарная мощность этих ГЭС составляет 25581 МВт.
В настоящее время с участием РАО "ЕЭС России" ведется строительство 7 гидроэлектростанций на Востоке в Сибири, и на юге Европейской части страны. Проектная установленная мощность этих ГЭС составляет 7102 МВт, а проектная среднегодовая выработка электроэнергии - 30 млрд 421 млн кВт-ч.

связаны с положением Луны на небосклоне. Солнце также влияет

на приливы и отливы, однако его влияния примерно в 2,6 раза меньше.
В течение лунных суток, т. е. за 24 ч 50 мин, дважды наблюдается повышение и понижение уровня воды в морях и океанах. Амплиту­да колебаний уровня воды в зависит от широты и характера берега континента.
Ее вели­чина может быть значительной: так, око­ло Магеланова пролива - 18 м, а около берегов Америки — 21 м
Максимального уров­ня приливная волна достигает, когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной прямой

отличается от энергии (стока) рек, существенно завися­щей от атмосферных

факторов, носящих вероятностный характер.
Сотни лет назад на побережье Европы и Северной Америки со­оружались приливные мельницы. Некоторые из них и сейчас рабо­тают в Англии и во Франции.
Российская модель использования приливной энергии  апробируется уже в течение 40 лет на Кислогубской ПЭС. Ясно, что этот опыт позволяет преодолеть технический (прерывистый поток энергии) и экономический (стоимость капвложений в новые ПЭС и ГЭС идентичны) барьеры. При этом показательно, что на промышленной ПЭС «Ране» во Франции стоимость энергии дешевле энергии работающих совместно с ней в единой энергосистеме ТЭС, АЭС и ГЭС, и тенденция разрыва этих стоимостей со временем все более увеличивается в пользу ПЭС.

прилива оценивается различными авторами в 2500—4000 ГВт, что сопоставимо

с технически возможным речным энергетическим потенциалом (4000 ГВт). Реализация приливной энергии в настоящее время намечается в 139 створах побережья Мирового океана с ожидаемой выработкой 2037 ТВт-ч/год, что составляет около 12% современного энергопотребления мира.
В России в результате 70-летних изысканий, определена целесообразность строительства в XXI веке семи ПЭС в створах Баренцева, Белого и Охотского морей (табл.1) [2].

основном Франция, Великобритания, Германия), Япония и Россия.
По данным МАГАТЭ

в феврале 2009 года в мире действовало 436 атомных реакторов.
Ведется строительство 44-х атомных реакторов.
АЭС России вносят заметный вклад в борьбу с глобальным потеплением. Благодаря их работе ежегодно предотвращается выброс в атмосферу 210 млн тонн углекислого газа. Всего же мировая атомная энергетика предотвращает образование 3,4 млрд тонн СО2: около 900 млн тонн в США, 1,2 млрд тонн — в Европе, 440 млн тонн — в Японии, 90 млн тонн — в Китае.
 

эксплуатируется 10 атомных электростанций (в общей сложности 32 энергоблока

установленной мощностью 24,2 ГВт), которые вырабатывают около 16% всего производимого электричества. При этом в Европейской части России доля атомной энергетики достигает 30%, а на Северо-Западе — 37%.
Организационно все АЭС являются филиалами ОАО «Концерн «Росэнергоатом»  (входит в состав подконтрольного Госкорпорации «Росатом» ОАО «Атомэнергопром»), который  является второй в Европе энергетической компанией по объему атомной генерации, уступая лишь французской EDF, и первой по объему генерации внутри страны.

повышение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) уже работающих станций.

Для решения первой задачи ОАО "Концерн «Росэнергоатом» была разработана специальная программа повышения КИУМ, рассчитанная до 2015 года. В результате ее выполнения будет получен эффект, равноценный вводу в эксплуатацию четырёх новых атомных энергоблоков (эквивалент 4,5 ГВт установленной мощности). В 2006—2008 годы за счет того, что КИУМ вырос с 76% до 80,9%, был обеспечен существенный рост выработки.

обл.)  Типы реакторов: ВВЭР-1000  Энергоблоков: 4 Годы ввода в эксплуатацию: 1985, 1987,

1988, 1993
Балаковская АЭС относится к числу крупнейших и современных предприятий энергетики России, обеспечивая четверть производства электроэнергии в Приволжском федеральном округе. Ее электроэнергией надежно обеспечиваются потребители Поволжья (76% поставляемой электроэнергии), Центра (13%), Урала (8%) и Сибири (3%). Она оснащена реакторами ВВЭР (водо-водяные энергетические реакторы корпусного типа с обычной водой под давлением). Электроэнергия Балаковской АЭС — самая дешевая среди всех АЭС и тепловых электростанций России. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) на Балаковской АЭС составляет более 80%. Станция по итогам работы в 1995, 1999, 2000, 2003 и 2005-2007 гг. удостаивалась звания «Лучшая АЭС России».

АМБ-100/200, БН-600  Энергоблоков: 3 (2 – выведены из эксплуатации) +

1 в стадии строительства Годы ввода в эксплуатацию: 1964, 1967, 1980
Это первая АЭС большой мощности в истории атомной энергетики страны, и единственная с реакторами разных типов на площадке. Именно на Белоярской АЭС эксплуатируется единственный в мире мощный энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-600 (№ 3). Энергоблоки на быстрых нейтронах призваны существенно расширить топливную базу атомной энергетики и минимизировать объем отходов за счёт организации замкнутого ядерно-топливного цикла. Энергоблоки №№ 1 и 2 выработали свой ресурс, и в 80-е годы были выведены из эксплуатации. Блок № 4 с реактором БН-800 планируется сдать в эксплуатацию в 2014 году.

реакторов: ЭГП-6  Энергоблоков: 4 Годы ввода в эксплуатацию: 1974 (2), 1975,

1976
Станция производит около 75% электроэнергии, вырабатываемой в изолированной Чаун-Билибинской энергосистеме (на эту систему приходится около 40% потребления электроэнергии в Чукотском АО).
На АЭС эксплуатируются четыре уран-графитовых канальных реактора установленной электрической мощностью 12 МВт каждый. Станция вырабатывает как электрическую, так и тепловую энергию, которая идет на теплоснабжение Билибино.

ВВЭР-1000 Энергоблоков: 3 + 1 в стадии строительства Год ввода в

эксплуатацию: 1984, 1986, 2004
В составе Калининской атомной станции три действующих энергоблока с водо-водяными энергетическими реакторами ВВЭР-1000 мощностью 1000 МВт (эл.) каждый. Строительство энергоблока № 4 ведется с 1984 года. В 1991 году сооружение блока было приостановлено, в 2007 году оно возобновилось.

реактора: ВВЭР-440 Энергоблоков: 4 Год ввода в эксплуатацию: 1973, 1974, 1981,

1984
Кольская АЭС, расположенная в 200 км к югу от г. Мурманска на берегу озера Имандра,  является основным поставщиком электроэнергии для Мурманской области и Карелии. В эксплуатации находятся 4 энергоблока с реакторами типа ВВЭР-440 проектов В-230 (блоки №№ 1, 2) и В-213 (блоки №№ 3, 4). Генерируемая мощность — 1760 МВт.
В 1996-1998 гг. признавалась лучшей атомной станцией России.

РБМК-1000 Энергоблоков: 4 Год ввода в эксплуатацию: 1976, 1979, 1983, 1985
Курская

АЭС расположена на левом берегу реки Сейм, в 40 км юго-западнее Курска. На ней эксплуатируются четыре энергоблока с реакторами РБМК-1000 (уран-графитовые реакторы канального типа на тепловых нейтронах) общей мощностью 4 ГВт (эл.). В 1993-2004 гг. были радикально модернизированы энергоблоки первого поколения (блоки №№ 1, 2), в 2008-2009 гг. — блоки второго поколения (№№ 3, 4). В настоящее время Курская АЭС демонстрирует высокий уровень безопасности и надежности.