Тема 1. Топливно-энергетические ресурсы

Восполняемые и не восполняемые энергетические ресурсы. Виды топлива (твердое, жидкое, газообразное, ядерное). Соотношения и калорийность. Условное топливо.

Топливно-энергетический комплекс РБ. Перспективы его развития. Анализ потребления ТЭР по отраслям в РБ.

Основные определения

Энергетический ресурс – носитель энергии, который при данном уровне техники или в предвиденной перспективе ее развития используется или может быть использован в народном хозяйстве.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется первичной, а носители первичной энергии называются первичными энергоресурсами.

На рис. 1.1. представлена структура первичной энергии.

Восполняемые (возобновляемые) ресурсы – это ресурсы, энергия которых непрерывно восстанавливается природой: энергия рек, морей, океанов, солнца, ветра, земных недр и т.д.

Не восполняемые (не возобновляемые) ресурсы – это ресурсы, накопленные в природе ранее, в отдаленные геологические эпохи, и в новых геологических условиях практически не восполняемые: органические топлива - уголь, нефть, газ, ядерное топливо. Практически неисчерпаемыми являются геотермальные и термоядерные энергоресурсы (они не являются возобновляемыми). В геотермальные ресурсы включаются те из них, которые могут находиться в толще земной коры на глубине до 3 км и могут быть использованы как для теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии. Установление объемов энергии с использованием геотермальных источников и термоядерного синтеза на перспективу весьма затруднено, и поэтому не делалось попыток определить количественно этот объем.

Первичные энергоресурсы: уголь, нефть, газ, ядерная энергия, гидроэнергия, нетрадиционные нефть и газ, возобновляющиеся ресурсы (солнечная энергия, геотермальная, биомасса).

Все возобновляющиеся энергоресурсы (ВЭР) являются производными от энергии Солнца, но в целях удобства классифицированы по категориям, указанным выше.

Различные виды энергетических ресурсов обладают разной энергоемкостью.

Удельной энергоемкостью называется количество энергии, приходящееся на единицу массы физического тела энергоресурса.

Для удобства сопоставления различных видов энергоресурсов и возможности расчетов расход всех видов топлива сравнивается с расходом так называемого условного топлива. За условное топливо принято такое топливо, при сгорании 1 килограмма которого выделяется 29,3·10⁶ Дж, или 7000 ккал энергии.

 

 

 

В табл. 1.1. приведены значения удельной энергоёмкости для ряда энергетических ресурсов в сравнении с условным топливом.

                                                                                                                            Таблица 1.1

Удельная энергоёмкость энергетических ресурсов

Виды топлива	Условное топливо	Уголь  антрацит	Древесное топливо	Нефть	Газ пропан	Водород
Удельная энергоемкость, ´ 106 Дж/кг	29,3	33,5	10,5	41,9	46,1	120,6
Ккал/кг	7000	8000	2500	10000	11000	28800

Вторичными энергоресурсами называются энергоносители, полученные после промышленного преобразования первичных энергоресурсов. Например, электрическая и тепловая энергия, полученная в результате сжигания органического топлива на тепловых электростанциях, энергия пара, сжатого воздуха и т.д.

Конечными энергоресурсами называются энергоресурсы, непосредственно потребляемые после их доставки конечными потребителями. Например, электрическая энергия в приводе станков и роботов на заводах.

 

 

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии

Название «нетрадиционные» выбрано на том основании, что до настоящего времени их использовали ограничено.

На диаграмме энергетических потоков, приведенной на рис. 1.2, изображена структура энергетического баланса у поверхности Земли со значениями солнечной, геотермальной и гравитационной энергий.

 

 

Рисунок 1.2. Диаграмма круговорота энергии (1 ТВт = 10¹² Вт)

Вся система состоит из двух частей: динамического потока энергии (на рисунке - над поверхностью Земли) и статического количества энергии, т.е. ископаемых топлив, геотермической, ядерной и гравитационной энергий (на рисунке - под поверхностью Земли).

На поверхность Земли и её окружение направлены три основных потока энергии: