1. Наиболее опасные следствия загрязнения атмосферы
В наше время об экологии знают все. И при этом почти каждый человек понимает это слово по-своему. В подавляющем большинстве случаев под экологией подразумевают негативные последствия, которые вносит человек в окружающую среду. Переэксплуатация природных ресурсов, различные формы загрязнения воды и воздуха рассматриваются с позиций их отрицательного воздействия на здоровье человека и условия его жизни. Такой антропоцентрический подход к экологии оправдан в современных условиях кризисного состояния биосферы; ликвидация вредных для человека последствий неправильного ведения хозяйства — важная задача сегодняшнего дня.
Атмосфера обладает невысокой буферностью и поэтому неспособна противостоять тем потокам загрязняющих веществ, которые выбрасываются из труб промышленных комбинатов и двигателей автомобилей. И поэтому прежде чем рассуждать о повышении устойчивости биосферы за счет снижения ее глобального загрязнения, рассмотрим сложившуюся ситуацию. Наиболее опасными следствиями загрязнения атмосферы являются:
Усиление парникового эффекта. Сам по себе парниковый эффект не есть следствие хозяйственной деятельности. Это естественный процесс разогрева приземного слоя воздуха, вызванный тем, что атмосфера поглощает длинноволновое (тепловое) излучение земной поверхности, в которое превращается большая часть достигнувшей Земли световой энергии Солнца.
Однако в период бурного научно-технического процесса и резкого повышения влияния человека на атмосферу парниковый эффект усиливается за счет повышения содержания в атмосфере парниковых газов. Вследствие этого меняется климат, он становится боле теплым. (Главные парниковые газы — диоксид углерода и метан. На развитие процесса влияют фреоны, оксид азота и некоторые другие газы.).
Вклад в загрязнение атмосферы дополнительным диоксидом углерода вносят не только промышленность и транспорт, сжигающие углеродистое топливо, но и процессы разрушения гумуса при сельскохозяйственном использовании почв, а также минерализация торфа при осушении болот.
Потепление климата уже дало ощутимые результаты. Ледовитый покров Северного Ледовитого океана за последние 30 лет стал тоньше на 40%. За последнее столетие уровень Мирового океана поднялся на 20 см, к 2100 г. ожидается его повышение на 60 см. В результате могут быть затоплены равнинные приморские страны (в том числе такие густонаселенные, как Бангладеш).
Влияние деятельности человека на атмосферу
... вредно сказывается на здоровье человека. Во многих странах, в том числе и в России, создана специальная служба наблюдения и контроля за состоянием воздуха. К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся: ...
Экономисты считают, что к 2065 г. величины ущерба от потепления климата может превысить валовый мировой продукт. Потепление наносит ущерб биоте — в океане гибнут кораллы, пустыня наступает на саванны и тропические леса. Усиливается миграция заносных видов, прогнозируется всплеск болезней, связанных с появлением их новых переносчиков из числа насекомых.
Впрочем, некоторые экологи не исключают, что дальнейшее потепление ускорит таяние ледников Гренландии и Антарктиды и это вызовет изменение направления морских течений (например, теплого Гольфстрима).
Тогда, в некоторых районах мира, включая европейскую часть России, в недалеком будущем климат изменится в сторону похолодания. Может сказаться и увеличение облачности, которая снизит поступление солнечных лучей на поверхность планеты. Очевидно, что при любом сценарии ничего хорошего планету не ожидает.
Разрушение озонового слоя. Этот спасительный слой атмосферы расположен на высоте 20-45 км и защищает поверхность планеты от избытка ультрафиолетовых лучей, неблагоприятно влияющих на живые организмы. Под влиянием загрязнения атмосферы в озоновом слое образовались «дыры» (области с пониженным содержанием озона) над полюсами Земли. Считается, что причина этих явлений — попадание в озоновый слой хлора промышленного происхождения (от холодильных установок, аэрозольных баллонов и др.) и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержится в выхлопных газах автомобилей. Эти вещества разрушают озон с более высокой скоростью, чем он может образоваться из кислорода под влиянием ультрафиолетовых лучей.
Кислотные дожди. Это — осадки, в которых содержится серная и азотная кислоты. Они образуются в результате выбросов в атмосферу оксидов серы и азота предприятиями топливно-энергетического комплекса, металлургическими и химическими заводами, а также транспортом. Кислотные дожди вызывают подкисление почв, снижение прироста леса и урожайности сельскохозяйственных культур, обедняют состав биоты водоемов. Кроме того, они переводят в растворимое состояние соединения тяжелых металлов в почве, которые усваиваются растениями, а затем с пищей попадают в организм человека и животных, вызывая различные заболевания. Кислотные дожди разрушают памятники архитектуры.
- Вклад теплоэнергетики в загрязнение атмосферы
Хорошо известно, что главные источники парникового эффекта — водяной пар (его в атмосфере Земли 0,3%, а вклад в парниковый эффект почти 70%) и аэрозоли, но этот факт никак не отражен в международных документах о климате. Между тем, воды мы потребляем ежегодно свыше 6000 км 3 (6·1012 т), и большую часть ее расходуем безвозвратно, ибо почти все процессы (как природные, так и искусственные) «мокрые».
Но есть и иные выбросы в атмосферу водяных паров, связанные прежде всего с топливно-энергетическим комплексом. Так, горение считающегося наиболее «экологичным» топлива — природного газа, содержащего до 98% метана (СН4), т.е. его окисление с кислородом воздуха, описывается реакцией:
СН4+2О2 = СО2 + 2Н2О + теплота (1)
Вода и ее применение в современных технологиях
... вода, причем в немалом количестве. Да и человек, на 70% состоит из воды. Чего больше всего в нашей твердой и жидкой пище — в овощах, мясе, рыбе, хлебе, крупе, молоке? Природной воды! ... относится, тем выше как ученый стоит в ряду своих коллег. Автор обращает также внимание на то, что без воздуха жизнь возможна (анаэробы), а без воды ее нет. ...
Исходя из молекулярных весов участвующих в реакции веществ можно подсчитать, что сгорание 1 кг природного газа ведет к образованию 2,75 кг углекислого газа и 2,25 кг воды.
Возьмем к примеру горение бензина:
С8Н16 + 25О2 = 16 СО2 + 18Н2О + теплота (2)
Так что при сжигании 1 кг бензина образуется 1,42 кг воды.
За год в мире сгорает 2,2 трлн. м3 природного газа, а нефти — 3,5 млрд. т. Сводя горение нефтепродуктов к горению бензина (что допустимо для оценок), получим, что ежегодно в атмосферу выбрасывается не менее 12 млрд. т даже не воды, а разогретого водяного пара (это многие тысячи кубокилометров возмущенной — во всех смыслах — атмосферы).
Что касается угля, то он сгорает в две стадии:
С + О2 = 2СО + теплота
СО + О2 = 2СО2 + теплота, (3)
вода при этом не образуется.
С точки зрения кислородного баланса, величайший парадокс энергетики — чем «чище» топливо (в рамках общепринятых представлений), тем опаснее оно для окружающей среды. В последовательности «уголь, нефть, природный газ, водород» последний наиболее агрессивен, и все надежды цивилизации на «экологическую панацею» (водородную энергетику) разбиваются о простейшее химическое уравнение:
2Н2 + О2 = 2Н2О, (4)
из которого следует, что, сгорая 1 кг водорода уничтожает 8 (!) кг кислорода, навсегда связывая его в воду. Если при сжигании природного газа потребленные 4 весовые части кислорода на одну часть газа (для нефтепродуктов — 3,4, угля — 2,7) все-таки частично возвращаются в атмосферу (через образовавшийся углекислый газ и последующий фотосинтез), то водород как топливо действительно «совершенен» и такой возможности не лает, переводя весь кислород в неразлагаемую в природе воду!
. Нетрадиционная энергетика
Сегодня практически ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что причина изменения климата кроется в человеческой деятельности. Наш образ жизни, экономика, промышленность непреднамеренно содействуют накапливанию в атмосфере парниковых газов, что ведет, в конечном счете, к повышению температуры.
Биотехнология и переработка отходов производства
... среды. Результатом деятельности промышленных предприятий является образование отходов. Виды отходов самые разнообразные, и, соответственно, методы их обработки и переработки многочисленны. Органические отходы в соответствии ... болотном газе содержится метан. С 1901 года успешно применяют анаэробное сбраживание осадка избыточного активного ила, образующегося при работе установок биологической очистки ...
Результаты исследования, проведенного в Казахстане в 2002 году, показали, что эмиссия газов с парниковым эффектом у нас в стране составляет 186,9 млн. тонн. Среди них:
5,0 млн. т. от отходов;
17,2 млн.т. от сельского хозяйства;
14,4 млн.т. от промышленных процессов;
150,3 млн.т. эмиссий приходится на энергетическую деятельность.
Энергетика — это главный источник выбросов СО2! Но не только в Казахстане. Такое соотношение источников выбросов является типичным для большинства стран мира.
Все дело в том, что наши сегодняшние энергетические системы, в большей степени полагаются на ископаемые виды топлива, запасы которых ограничены. В конце концов, эти ресурсы иссякнут.
Выходит, чтобы существенно снизить выбросы в атмосферу СО2 нам надо пересмотреть нашу энергосистему. Это значит, что нам надо, во-первых, снизить уровень нашего энергопотребления. Сегодня существует множество простых и доступных способов экономии энергии: энергосберегающие лампы и электроприборы, правильная расстановка мебели и просто хорошие привычки.
Второй важный шаг на пути к энергетике будущего — это возобновляемые источники энергии, которые иногда называю «альтернативными источниками энергии». Они не обладают конечной природой: постоянно пополняются природными циклами земли и тем самым представляют собой неиссякаемый источник энергии.
Возобновляемые виды энергии представляют собой идеальный источник энергии: они неистощимы и дружественны к окружающей среде. Они не выделяют углекислый газ или другие загрязняющие вещества, которые получаются в результате сжигания ископаемых видов топлива, и они не обременены наследием в виде радиоактивных отходов, как ядерная энергетика.
В настоящее время ВЭУ нашли широкое распространение в различных странах мира, где имеется достаточный ветровой потенциал (США, Великобритания, Япония, Франция, Германия, Китай, Индия и т.д.).
С одной стороны, ветер имеет несомненное преимущество перед традиционными (тепловыми) энергоисточниками, т.к. не требуется добыча первичных энергоресурсов, с другой — обладает рядом недостатков, связанных с его непостоянством.
Таким образом, потребители энергии ветра, нуждающиеся в небольших мощностях, рассредоточенные на значительной территории вдали от ЛЭП, нечувствительны к качеству вырабатываемой энергии и к перерывам в энергоснабжении, случайным изменениям генерируемой мощности в течение суток и по времени года. На область нецелесообразного использования энергии ветра влияет множество факторов и взаимосвязей, которые должны быть учтены в экономических расчетах.
Тенденции развития энергетических ресурсов Республики Казахстан
... энергетические потребности южных областей Казахстана, но и выполнять транзитную роль. Как отметил в одном из своих интервью министр энергетики и минеральных ресурсов РК ... Акмолинская, Восточно-Казахстанская, Карагандинская, Костанайская и Павлодарская области. Энергетическое хозяйство этих областей объединено ... производства-потребления электрической энергии в ЕЭС Казахстана в режиме "реального ...
Можно выделить следующие цели использования ВЭУ:
Использование ВЭУ как наиболее экономичного и экологически относительно чистого источника энергии. В этом случае базой для сравнения будут наиболее экономичные из известных энергоисточников, а критерием конкурентоспособности ВЭУ следует принять снижение приведенных затрат на производство и распределение единицы энергии по сравнению с базовым вариантом, в котором учтены экологический ущерб и стоимость ЛЭП. Так как приведенные затраты зависят от режима работы ВЭУ (автономно или в энергосистеме), то различают два варианта:
а)ВЭУ работает в энергосистеме, когда непостоянство выработки энергии не играет существенной роли, т.е. в качестве расчетной величины можно брать всю потенциально возможную выработку энергии ВЭУ
б)ВЭУ работает в автономном режиме, базой для сравнения будет наиболее экономичный вариант энергоснабжения, но без участия ВЭУ. За расчетную величину следует принимать не потенциальную, а только потребленную энергию с учетом неустранимой «избыточности» ее, а в расходы необходимо включать все дополнительные затраты, связанные с ЛЭП и резервированием энергоснабжения.
Вся деятельность по использованию биомассы в Казахстане имеет прежде всего экологическую направленность, т.к. в значительной мере ориентирована на переработку отходов сельского хозяйства и коммунального хозяйства городов.
Наибольшее развитие получила переработка биомассы, основанная на процессах газификации, пиролиза и получения жидких топлив. К использованию биомассы в Казахстане практически еще не приступали, имеется лишь несколько опытных установок по переработке отходов сельского хозяйства, тогда как в Индии и Китае эксплуатируются миллионы биоэнергетических установок.
За последние 10 лет в США, Дании, Швеции мощности биоустановок достигли 400 Мвт. В России биоустановки изготавливаются только одним маломощным Шумихинским машиностроительным заводом в Курганской области.
Для более полного вовлечения биотоплива в энергетический баланс Казахстана необходимо создать (или приобрести) высокоэффективные штампы анаэробных микроорганизмов, специальные виды биомассы, технологии и эффективное оборудование, которые уже сегодня широко используются за рубежом.
Проведенный анализ современного состояния вопроса показал, что в связи с ростом стоимости всех видов органического топлива интерес к разработке тепловых конструкций и дешевого стандартизированного гидротурбинного оборудования для безнапорных и низконапорных малых ГЭС резко возрос.
На мини и микроГЭС применяются те же виды генераторов переменного тока, что и на ветроэнергетических установках: синхронные генераторы, асинхронные генераторы, машино- вентильные генераторные системы. В последнее время от генераторов постоянного тока практически отказываются. По уровню использования гидроэнергоресурсов Казахстан отстает от развитых стран. В США освоено 62,5%, в Канаде 53,4%, в Японии 66,6%, в Швеции и Италии 74%, во Франции 92%, а в Казахстане около 20%.
Способы повышения КПД тепловых двигателей, экономмии энергетических ресурсов
... КПД - около 44% - имеют двигатели Дизеля. Повышение КПД тепловых двигателей и приближение его к максимально возможному - важнейшая техническая задача. Тепловые двигатели ... распределения Виды энергии: Механическая Основной областью своей ... ТЕПЛОТЫ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ 20:41 Тепловая электростанция — это предприятие, продукцией которого являет Назначение тепловых сетей - соединение источников ...
Потенциал малых рек на сегодняшний день один из самых доступных, эффективных возобновляемых энергоресурсов на территории РК и Восточно-Казахстанской области [6].
В соответствии с постановлением Правительства РК от 18 января 2005г., протокол №1, казахстанская большая и малая гидроэнергетика будут развиваться в полноводном бассейне Иртыша в Восточно-Казахстанской области и др. регионах с суммарным технически и экономически целесообразным объемом освоения гидроэнергоресурсов в Республике Казахстан около 52,5 млрд. кВт. ч. в год, что соответствует сжиганию на ТЭС 18 — 20 млн. тонн угля ежегодно. Соответственно в Восточно-Казахстанской области — около 20 млрд. кВт. ч. И 7 — 8 млн. тонн угля ежегодно, что составляет 38% объемов РК.
На уровне 2006г. в Восточно-Казахстанской области освоено гидроэнергоресурсов 5,6 млрд. кВт. ч. в год, что составляет (от 20 млрд. кВт. ч. В год) — 28%.
В связи с отъемами части стока р. Черный Иртыш на территории КНР (до 27% стока) выработка на В. Иртышском каскаде ГЭС уменьшается на 300 млн. кВт. ч. В год. Компенсация недовыработки мощей быть осуществлена за счет ввода мощностей на малых ГЭС Восточно-Казахстанской области.
Невиданными темпами развивается сегодня атомная энергетика. За несколько десятилетий, общая мощность ядерных энергоблоков выросла с 5 тысяч до 23 миллионов киловатт. В принципе энергетический ядерный реактор устроен довольно просто — в нем, так же, как и в обычном котле, вода превращается в пар.
Для этого используют энергию, выделяющуюся при цепной реакции распада атомов урана или другого ядерного топлива. На атомной электростанции нет громадного парового котла, состоящего из тысяч километров стальных трубок, по которым при огромном давлении циркулирует вода, превращаясь в пар. Эту махину заменил относительно небольшой ядерный реактор.
Самый распространенный в настоящее время тип реактора водографитовый. Еще одна распространенная конструкция реакторов — так называемые водо-водяные. В них вода не только отбирает тепло от твэлов, но и служит замедлителем нейтронов вместо графита. Конструкторы довели мощность таких реакторов до миллиона киловатт.
Но все-таки будущее ядерной энергетики, по-видимому, останется за третьим типом реакторов, принцип работы и конструкция которых предложены учеными, — реакторами на быстрых нейтронах. Их называют еще реакторами — размножителями. Обычные реакторы используют замедленные нейтроны, которые вызывают цепную реакцию в довольно редком изотопе — уране-235, которого в природном уране всего около одного процента.
Именно поэтому приходится строить огромные заводы, на которых буквально просеивают атомы урана, выбирая из них атомы лишь одного сорта урана — 235. Остальной уран в обычных реакторах использоваться не может. Преимущества реакторов на быстрых нейтронах очевидны. В них для получения энергии можно использовать все запасы природных урана и тория, а они огромны — только в Мировом океане растворено более четырех миллиардов тонн урана.
Теплоснабжение зданий
... теплоты, связанных резервными тепломагистралями, обеспечивающими маневренность и надежность их функционирования. В централизованные системы снабжения входят и системы теплоснабжения зданий, связанные с ней единым гидравлическим и тепловым ... капитальные вложения с минимальным расходом металла; экономный расход тепловой энергии при эксплуатации; 3.архитектурно-строительные - соответствие интерьеру ...
Идея волновой электростанции принадлежит шотландским специалистам из основанной в январе 1998 г. в Эдинбурге фирмы «Ocean Power Delivery». Эти установки получили название «Pelamis P-750». Каждый из них 120 м длиной и 3,5 м в диаметре. С полной загрузкой масса этой конструкции достигает 750 т.
В рабочем состоянии эта структура, состоящая из 4 цилиндрических секций, связанных шарнирными соединениями, наполовину погружена в воду. Волны заставляют изгибаться эту плавающую «змею», за счет чего в местах шарнирных соединений соседних секций перемещаются гидравлические поршни, прокачивающие масло под давлением через гидравлические двигатели, в свою очередь приводящие в действие электрогенераторы. Выработанный «змеей» ток передается по кабелю, спускающемуся с поплавка на дно и далее проложенному по дну до самого берега. Несколько таких «змей» могут быть электрически соединены, так что вся выработанная ими электроэнергия будет передаваться на берег по одному кабелю.
В идеале конвекторы следует располагать в 5-10 км от берега (чтобы подводный кабель не был слишком длинным и потери в нем не были слишком велики) на глубинах 50-60 м, где волны оказываются максимальными. Мощность одного конвектора составляет 750 кВт.
Солнечные батареи — один из наиболее перспективных источников энергии в будущем. Более того, с точки зрения энергетики, биосфера представляет собой гигантскую солнечную батарею, распределенную по всей Земли.
Растения аккумулируют солнечную энергию, превращая ее в энергию химических связей молекул глюкозы, образуемой при фотосинтезе из углекислого газа и воды. Животные с пищей получают эту накопленную солнечную энергию, поглощенную ранее на месяцы (в вегетарианской пище) или годы (в мясе).
Нефть — главный источник энергии нынешней цивилизации — вобрала в себя солнечную энергию, поглощенную еще в палеолозе.
Итак, все живое на Земле — это солнечная батарея, мощность которой по меньшей мере в 100 раз превышает нынешнее энергопотребление человечества.
Перспективные для строительства солнечных электростанций (СЭС) районы с продолжительностью солнечного сияния до 2000-3000 ч в год и плотностью прямой солнечной радиации до 900-1000 Вт/м2 в основном расположены в Южном Казахстане. В этом регионе имеются огромные возможности прямого использования солнечной энергии для тепло- и водоснабжения (отопление, горячее водоснабжение и водоподъем), обогрева теплиц, кондиционирования, опреснения воды и сушки в промышленности и сельском хозяйстве.
По оценкам экспертов ООН, если в этом районе потребность в электроэнергии не превышает 25 кВт*ч./день и централизованное электроснабжение отсутствует, то солнечная энергетика (СЭС) наиболее перспективна.
При небольшой мощности изменение температуры, конечно, ничтожно. Однако оно может стать заметным, когда солнечные батареи покроют значительные площади.
Теплоснабжение» : «Теплоснабжение района города
... теплоснабжения – не менее 60 оС. В этих случаях появляется точка излома температурного графика первичного теплоносителя. Для водяных тепловых сетей следует принимать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по ... задание, л/чел; b – норма расхода воды на горячее водоснабжение потребляемой в общественных зданиях на одного человека в сутки, b = 25 л/сут; tc – температура холодной воды ...
. Использование теплонасосной установки как альтернативного экологически чистого источника энергии в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий Республики Казахстан
Сложность с поставками топлива в Восточно-Казахстанскую область, сильное загрязнение окружающей среды, недостаточная экономическая эффективность существующих источников теплоты ведут к активному внедрению энергосберегающих технологий, развитию альтернативных источников снабжения теплом.
Одним из таких альтернативных источников энергии, нашедшим широкое применение в промышленно-развитых странах мира на рубеже XX — XXI веков, являются тепловые насосы.
Тепловой насос — изобретение, одна из форм которого принадлежит лорду Кельвину, термодинамически идентичен холодильной машине. Принципиальное отличие теплового насоса от холодильника состоит в той роли, которую он играет у потребителя: холодильники и кондиционеры предназначены для охлаждения, тогда как тепловой насос — для нагрева.
Тепловой насос является одним из устройств, способных внести существенный вклад в экономию топлива, охрану окружающей среды от выбросов ТЭЦ и котельных, работающих на различных видах органического топлива. Анализ теплопотребления в промышленности и коммунальном хозяйстве свидетельствует о том, что при нынешних ценах на электроэнергию и топливо и достигаемых коэффициентах преобразования (передачи теплоты) компрессорные тепловые насосы (ТН) являются эффективным средством энергосбережения.
Тепловые насосы или термотрансформаторы — это экологически чистые компактные фреоновые установки, позволяющие получать теплоту для отопления и горячего водоснабжения за счет использования теплоты низкопотенциального источника (НПТ) путем переноса ее к теплоносителю с более высокой температурой (ВТП).
В качестве источника НТП могут быть использованы: промышленные и очищенные бытовые стоки, вода технологических циклов; теплота грунтовых, геотермальных, артезианских вод; теплота наружного и удаляемого из здания воздуха; грунта или солнечной энергии; отходящих газов и т.д.
Теплонасосные установки (ТНУ) — это единственные установки, которые производят в 3-7 раз больше тепловой энергии, чем потребляют электрической на привод компрессора, и поэтому являются наиболее эффективными источниками высокопотенциальной теплоты.
Тепловые насосы применяются для автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений; для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуального жилья, для охлаждения и поддержания постоянной температуры воды технологических циклов, что позволит регулировать и контролировать температурные режимы теплоносителей, а также заменить громоздкие, дорогостоящие и загрязняющие окружающую среду системы охлаждения открытого типа, например, градирни ТЭС.
Автоматизированные системы учета тепловой энергии
... учета; отпущенная тепловая энергия; масса (или объем) теплоносителя, отпущенного и полученного источником теплоты соответственно по подающему и обратному трубопроводам; масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку системы теплоснабжения; тепловая энергия, ... автоматизированные системы сбора ... учета тепловой энергии (УУТЭ) - это комплекс устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, ...
Развитие и усовершенствование ТНУ, постоянно возрастающий спрос на них, привели к тому, что многие высокоразвитые страны мира (США, Япония, Швеция, Германия, Финляндия и т.д.) используют их как основной источник в системах отопления и горячего водоснабжения. В последние годы интенсивные работы в этом направлении осуществляются в России. Так в 1998 г. главой администрации Новосибирской области принята областная целевая программа «Внедрение тепловых насосов на объектах топливно-энергетического комплекса области на 1999-2000 г.».
В других странах, в том числе и в Республике Казахстан — их буквально единицы. Применение ТНУ как экологически чистых источников теплоты в системах теплоснабжения всех видов зданий является стратегически важной задачей, решаемой в рамках Государственных Программ энергосбережения и экологического оздоровления территорий и населения нашего государства. Экономическая целесообразность предлагаемого проекта обосновывается тем, что для передачи в систему отопления 1 кВт тепловой энергии ТНУ нужно всего 0,-0,35 кВт электроэнергии, а с учетом экологически чистой технологии получения теплоты, оптимального режима работы и короткого срока окупаемости проекта (1-2 года) перспективность и актуальность его не вызывает сомнений.
В Усть-Каменогорске, где расположен ряд крупных предприятий металлургии, топливно-энергетического комплекса, машиностроения, коммунального хозяйства и т.д., имеются ряд основных предпосылок для внедрения ТНУ:
) наличие значительных тепловых отходов технологических процессов промышленных предприятий: ОАО «Казцинк», ОАО «Ульбинский металлургический завод», ОАО «Титано -магниевый комбинат», ТОО «AES Усть-Каменогорская ТЭЦ» и т.д.;
) наличие низкопотенциальных источников теплоты: незамерзающий Иртыш находится в центре жилого массива и административных зданий города, близкорасположенные грунтовые воды и т.п.
Тем более, что в Усть-Каменогорске уже имеется опыт применения первых ТНУ в Казахстане: в 1999 г. в теплосиловой цехе ОАО «Казцинк» запущен в эксплуатацию один тепловой насос для подогрева питательной воды перед химвдоочисткой с +80С до +400С, мощностью 3500 кВт. Наиболее эффективно ТНУ работает, когда используется грунтовая вода, так как достигая одновременно осушения территории участка застройки, она способна обеспечить теплотой жилые и производственные помещения. Именно в Усть-Каменогорске имеется уникальный случай применения ТНУ для отопления и горячего водоснабжения жилого коттеджа площадью 250 м2 за счет теплоты грунтовых вод.
Принимая удельный расход на выработку 1кВт*ч электроэнергии равным 300 г у.т., нетрудно, дать сравнительную оценку вредных выбросов за отопительный сезон (5016 ч) от различных теплоисточников тепловой мощностью 1,16 МВт. Источники вредных выбросов приведены в [22].
Вредные выбросы при использовании теплового насоса — это выбросы в месте производства электроэнергии (за источник электроэнергии принята ТЭС); непосредственно же на месте установки тепловых насосов вредных выбросов нет. Такая ситуация наиболее благоприятна для рекреационных зон
Заключение
Основными потребителями ТНУ являются, в первую очередь, организации бюджетной сферы (детские сады, предприятия соцбыткульта, школы, колледжи, ВУЗы, лечебные и исправительные учреждения, административные здания), которые выделяют значительные средства за надежную и бесперебойную подачу тепловой энергии в виде тепла и горячей воды к этим объектам; жилые массивы в районах городов и коттеджи в сельской местности, удаленные от магистралей централизованного теплоснабжения.
Работы по данному проекту имеют ярко выраженную экологическую направленность, так как внедрение ТНУ позволит в ряде конкретных случаев отказаться от централизованного теплоснабжения объектов народного хозяйства, что существенно уменьши выбросы вредных веществ в окружающую среду от сжигания различных видов топлива на ТЭЦ (районных котельных).
энергетика загрязнение атмосфера экологический
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/po-ekologii-energeticheskie-resursyi/
1. И.А. Шилов Экология: Учебник для биол. и мед. спец. вузов. — М.: Высш. шк., 1998. — 512 с.: ил.
. Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова Беседы об устойчивости экосистемы. Беседа шестая: Модули устойчивости биосферы (Глобальное загрязнение окружающей среды) — Экология и жизнь, 2005 г., № 6, Москва
. Н.Ф. Ткаченко. Энергетика и климат. Глобальные проблемы — Экология и жизнь, 2004 г., № 3, Москва
. В. Е. Василенко, А.А. Попов, В.Ю. Пушкарев Чем дышим? Источники загрязнения атмосферы — Экология и жизнь, 2005 г., № 4, Москва
. В.А. Разуваев Нетрадиционная энергетика — Экология. Устойчивое развитие, 2005 г. № 3, Астана
. Ю.Н. Елдышев Особенности национальной энергетики — Экология и жизнь, 2005 г., № 4, 5 Москва
. Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова Беседы об устойчивости экосистемы. Беседа третья: Модули устойчивости городских экосистем — Экология и жизнь, 2005 г., № 3, Москва
. Новости альтернативной энергетики. Энергия волн — Экология и жизнь, 2005 г., № 5, Москва
. Ю.Б. Магаршак Солнечная энергетика и климат — Экология и жизнь, 2005 г., № 3, Москва
. Солнечная энергетика завоевывает сердца и рынки — Экология и жизнь, 2005 г., № 6, Москва
. А.Ш. Алимгазин, И.К. Иванов, С.В. Плотников, П.С. Мальцев Пилотный проект внедрения теплонасосной установки как альтернативного экологически чистого источника энергии в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий Республики Казахстан. — Экосфера — Восточно-Казахстанский информационно — аналитический ежегодник, Усть-Каменогорск, 2003 г
. В.И. Вигдорович Техногенные системы и экологический риск: Учеб. пособие для студентов химических факультетов ун-тов / В.И. Вигдорович, Н.В. Габелко; М-во образования и науки Рос. Федерации, Тамб. гос. Ун-т имм. Г.Р. Державина, Тамбов: Изд-во ЕГУ им. Г.Р. Державина, 2004., 212 с.
. Шоба В.А. Экономика природопользования: Вопросы и ответы: Учебное пособие. — Новосибирск: НГТУ, 2003. — 96 с.
. А.А. Гусев. Об экономической оценке природных ресурсов, «Экономика природопользования», Российская Академия Наук, Всероссийская институт научной и технической информации (ВИНИТИ), 2005 г., № 5, Москва
. Петин Ю. М. Насос тепловой НТ-3000. Руководство по эксплуатации — г. Новосибирск, ЗАО «Энергия», 1999 г. — 36 с.
. Петин Ю.М. Опыт десятилетия производства тепловых насосов в ЗАО «Энергия». // Энергетическая политика, 2001, Вып.3, с.28-33.
. Алимгазин А.Ш., Бахтиярова С.Г., Иванов И.К. Использования нетрадиционных источников теплоты в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий в различных климатических регионах Республики Казахстан. — В кн.: Материалы Международной научно-практической конференции ЮНЕСКО «Использование нетрадиционных и возобновляемых видов энергии и способы ее хранения», 15-19 ноября 2004г., г. Москва, МГТУ им. Н. Баумана, с.127-133
18. Алимгазин А.Ш., Иванов И.К. Применение теплонасосных установок в регионе Восточного Казахстана — одно из перспективных направлений энерго- и ресурсосбережения и использования альтернативных экологически чистых видов энергии. — В кн.: Труды 3 Международной конференции «Проблемы промышленной теплотехники», Киев, сентябрь 2003г., с.65-72.
19. Волов Г.Я., Кочепасов К.Л. Использование тепловых насосов в теплоснабжении и горячем водоснабжении. — Энергия и менеджмент, 2002, №№ 2 и 3.
. Алимгазин А.Ш. Перспективы применения теплонасосных установок в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных помещений в Республике Казахстан. — В сб. Вестник ПГУ им. С. Торайгырова, серия «Энергетика», №4, г.Павлодар, 2004 г., с.19-24.
. В. Колпаков Альтернативные системы теплоснабжения с использованием тепловых насосов. М.: Энергосбережение, выпуск № 4, 1999.
. Алимгазин А.Ш., Бахтиярова С.Г., Иванов И.К., Давыдов Ю.Ф.Анализ теплоснабжения жилого двухэтажного дома с применением в качестве источника теплоты грунта и грунтовых вод. — В кн.: Материалы Международной Казахстанско-Российской научно-технической конференции «Проблемы трансграничного загрязнения территорий»,5-6 октября 2004г., г.Усть-Каменогорск, Часть III, с.9-11.
. Б.А. Даутбаев, А.Ш. Алимгазин, И.К. Иванов Пилотный проект «автономное теплоснабжение на основе применения теплонасосных установок типа gshp на объекте ГУ «Восточно-Казахстанская областная специальная школа — интернат для детей-сирот» — В кн.: Материалы республиканской научно-технической конференции «II чтения Ш. Шокина», Павлодар, 2006 г.
