Основні поняття в енергозбереженні
Енергетика- це область людської діяльності, пов'язана з виробництвом, передачею та використанням енергії.
Енергосистема– сукупність енергетичних ресурсів усіх видів, методів їх отримання, перетворення, розподілу та використання, а також технічних засобів та організаційних комплексів, що забезпечують постачання споживачів усіма видами енергії.
Енергія– міра руху та взаємодії матеріальних тіл.
Потужність- кількість енергії в одиницю часу, що визначає інтенсивність руху та взаємодії матеріальних тіл. Це швидкість зміни енергії.
Паливо– горючі речовини з вуглецевою основою, що використовуються для отримання теплової енергії шляхом їх спалювання.
Ядерне паливо– речовини та матеріали, що використовуються для отримання енергії в ядерному реакторі.
Енергозбереження– організаційна наукова, практична, інформаційна діяльність державних органів, юридичних та фізичних осіб, спрямована на зниження витрати паливно-енергетичних ресурсів у процесі їх видобутку, переробки, транспортування, зберігання, виробництва, використання та утилізації.
Паливно-енергетичні ресурси(ТЕР)- сукупність всіх природних та перетворених видів палива та енергії, що використовуються в республіці.
Відновлювані енергетичні ресурси– енергетичні ресурси річок, водосховищ, вітру, сонця, біомаси та інші, що відновлюються в ході природних процесів.
Вторинні енергетичні ресурси (ВЕР)– енергія, одержувана під час будь-якого технологічного процесу чи процесу життєдіяльностілюдини в результаті недовикористання первинної енергії або у вигляді енергомісткого побічного продукту основного виробництва і не застосовується в цьому процесі.
Нетрадиційні (альтернативні) джерела енергії– джерела електричної та теплової енергії, що використовують для її виробництва поновлювані та вторинні енергетичні ресурси.
Ефективне використання ПЕР– використання всіх видів енергії економічно виправданими, прогресивними способами за існуючого рівня розвитку техніки та технологій та дотримання законодавства.
Виснажені енергетичні ресурси- це накопичені в процесі еволюційного розвитку нашої планети в її надрах запаси речовин і сполук, здатні за певних умов вивільняти енергію.
Енергетичні ресурси -носії енергії, які використовуються в даний час або можуть бути корисно використані в перспективі [13].
Енергетичні ресурси є частиною всієї сукупності природних ресурсів і поділяються на заповнювані та незаповнювані. Відновлюваними або відновлюваними джерелами енергії називаються джерела, потоки енергії яких постійно існують або періодично виникають у навколишньому середовищі і не є наслідком цілеспрямованої діяльності людини. До енергоресурсів, що поповнюються, відносять енергію:
- світового океану у вигляді енергії припливів та відливів, енергії хвиль
- Виробляється з біомаси
– твердих побутових відходів
Недоліком відновлюваних джерел енергії є низький рівень її концентрації. Але це значною мірою компенсується широким поширенням щодо високої екологічної частотою та їх практичною невичерпністю. Такі джерела найраціональніше використовуватибезпосередньо поблизу споживача без передачі енергії на відстань. Енергетика, що працює на цих джерелах, використовує потоки енергії, які вже існують в навколишньому просторі, перерозподіляє, але не порушує їх загальний баланс. Невикористання потоків енергії відновлюваних джерел призводить до її безповоротної втрати, зумовлює дещо інший підхід до оцінки ефективності пристроїв, що застосовують ці джерела, порівняно з пристроями, що працюють на невідновлюваних ресурсах. До незаповнюваних енергетичних ресурсів відносять:
На жаль, більшість енергії, яку споживає людина, перетворюється на марне паливо через низьку ефективність використання наявних енергетичних ресурсів. Енергія, яка міститься в природних джерелах і може бути перетворена на електричну, теплову, механічну, хімічну, названа первинною. Первинна енергія поділяється на традиційні види енергії та нетрадиційні види енергії. Перші включають ядерну енергію, енергію з органічного палива (тверді, рідкі та газоподібні види палива), гідроенергію річок. Енергія, яка виходить після перетворення первинної на спеціальних установках, називається вторинною. До джерел енергії можна віднести: космічні промені, енергію морських припливів та відливів, біоенергію, атмосферну електрику, потенційну та кінетичну енергію води, повітря тощо, земний магнетизм, енергію атомного синтезу та розпаду та ін.
Найпершим видом твердого палива були деревина та інші рослини. Після переходу від деревного палива до вугільного настала епоха електрики. До твердого палива відносять: деревину, вугілля, торф, горючі сланці. Викопні тверді палива є продуктом розкладання органічної маси рослин. Рідкі види палива одержують шляхомнафтопереробки. Сиру нафту нагрівають до 300 . 370 °С, після чого отримані пари розганяють на фракції, що конденсуються за різної температури:
Газоподібними видами палива є природний газ, що видобувається як безпосередньо, так і попутно з видобутком нафти, який називається попутним. Основним компонентом газу є метан СН4і в невеликій кількості азот N2, вищі вуглеводні, двоокис вуглецю СО2. Попутний газ містить менше метану, ніж природний, але більше вищих вуглеводнів і тому виділяє при згорянні більше теплоти. У промисловості та, особливо в побуті, знаходить широке поширення скраплений газ, що отримується при первинній переробці нафти. На металургійних заводах як попутні продукти отримують коксовий і доменний гази. Вони використовуються тут же на заводах для опалення печей та технологічних апаратів. У районах розташування вугільних шахт своєрідним «паливом» може бути метан, що виділяється з пластів за її вентиляції. Гази, одержувані шляхом газифікації (генераторні) або шляхом сухої перегонки (нагрівання без доступу повітря) твердих палив, у більшості країн практично витіснені природним газом, проте в даний час знову відновлюється інтерес до їх виробництва та використання. Останнім часом все більше застосування знаходить біогаз - продукт анаеробної ферментації (зброджування) органічних відходів (гною, рослинних залишків, сміття, стічних вод тощо). Ядерним паливом є уран. Про ефективність використання його свідчить робота першого у світі атомного криголама «Ленін» водотоннажністю 19 тис. т, довжиною 134 м, шириною 23,6 м, висотою 16,1 м, осадкою 10,5 м, зі швидкістю 18 вузлів (близько 30 км /год). Він був створений для проведення караванів суден по Північному морському шляху, товщина льоду поякому досягала 2 та більше метрів. За добу він споживав 260-310 грамів урану. Дизельному криголаму для виконання такого ж обсягу роботи, яку виконував криголам «Ленін», знадобилося б 560 т дизпалива. Аналіз оцінки забезпеченості ПЕР показує, що найбільш дефіцитним видом палива є нафта. Її вистачить із різних джерел на 25-40 років. Потім, через 35-64 роки, вичерпаються запаси пального газу та урану. Найкраще справа з вугіллям, запаси якого у світі досить великі, і забезпеченість вугіллям складе 218-330 років [12].
З початку промислової розробки нафти (1965 р.) країни видобуто 100 млн. т. Нині щорічно видобувається близько 1,8 млн. т нафти. РУП «Об'єднання «Білоруснафта» – єдине нафтовидобувне республіканське унітарне підприємство – має 508 експлуатаційних свердловин на 63 родовищах нафти. Розвідані запаси нафти становлять близько 80 млн. т, газоконденсату – 0,44 млн. т, попутного газу – 9734 млн. м3. Річна потреба Республіки Білорусь у нафти становить 16-18 млн. т, а власні ресурси становлять лише 9-10%. Решта нафтопродуктів у республіку постачає близько 70 суб'єктів господарювання.
Найбільш поширеним видом місцевого палива у Білорусі є торф. Торф'яні відкладення є практично у всіх регіонах. За запасами торфу (первинні запаси становили 5,65 млрд. т, геологічні, що залишилися, оцінюються в 4,3 млрд. т) Білорусь посідає друге місце в СНД, поступаючись тільки Україні. Розвідано понад 9000 родовищ торфу загальною площею у межах промислової глибини 2,54 млн. га. Останнім часом річний видобуток становить 27-30 млн. т. Найбільш багаті поклади його перебувають у Брестській, Вітебській, Могилівській областях, у яких геологічний запас торфустановить близько 68% від загального запасу країни. Родовища бурого вугілля знаходяться так само, як і нафта, у Прип'ятському прогині. Прогнозні ресурси його на глибині 600 м оцінюються в 410 млн. т. В даний час найбільш вивченим є неогенові вугілля (залягають на глибині 20-80 м). Розвідані запаси вугілля поки що не розробляються, оскільки вугілля залягає на великій глибині, потужність його пластів невелика. Наявні запаси бурого вугілля в обсязі 151,6 млн. т придатні для використання після брикетування з торфом, проте їх видобуток недоцільний, тому що екологічні збитки перевищать отримані результати. Недоцільний і видобуток горючих сланців обсягом наявних запасів 11 млрд. т, оскільки вартість одержуваних продуктів вище світових нафтових цін. Паливом майбутнього вважають водень, який отримується при електролізі води. Застосування цього палива дозволило б вирішити три проблеми: зменшити споживання органічного та ядерного палива, задовольнити зростаючі потреби в енергії, знизити забруднення довкілля [15].