Energia orașului modern este un sistem ierarhic complex complex, conceput pentru a asigura condiții de viață confortabile pentru populație, precum și funcționarea normală a instalațiilor industriale, întreprinderilor și instituțiilor situate pe teritoriul său. Numai pe baza unui sistem fiabil și eficient de a furniza orașului resursele energetice și de energie necesare este posibilă viața și dezvoltarea acestuia ca un complex unic teritorial. Toate acestea sunt legate de conceptele de "producție" și "consum" de energie, care fac parte din conceptul general de "energie".
Facilitățile energetice reprezintă unul dintre principalii factori de susținere a vieții orașului. În același timp, ele au cel mai mare impact negativ asupra mediului înconjurător din toate spațiile industriale. Acest impact afectează atât zona urbană, cât și zona înconjurătoare.
Structura și tendințele în dezvoltarea furnizării de energie.
Energia în formă liberă nu poate fi acumulată pentru o perioadă lungă de timp. Prin urmare, procesele de producție și de consum de energie trebuie să coincidă în timp sau să urmeze direct unul după celălalt și să fie legate printr-o legătură de transmisie. Acest lucru are o mare influență asupra naturii legăturilor industriale, tehnice și economice ale energiei cu alte ramuri ale producției materiale, asupra structurii și formelor de dezvoltare a sistemelor de alimentare cu energie și energie.
Alimentarea cu energie - un set de procese succesive de producție, transmitere și utilizare a energiei.
Sistemul de alimentare cu energie este un set de instalații și dispozitive destinate alimentării cu energie electrică.
Lanțul de transformare a energiei. În practică, este adesea folosit termenul "tipuri de energie", care se referă la diferite surse de energie sau combustibili.
Combustibilul este o substanță combustibilă care este fezabilă din punct de vedere economic pentru a genera o cantitate semnificativă de căldură.
Căldura de combustie este cantitatea de căldură eliberată atunci când combustibilul arde complet. Distingeți între căldura superioară Q ^ și cea inferioară Q de combustie (valoarea calorică a combustibilului).
Mai mare - căldura de ardere eliberată atunci când 1 kg de lichid solid, lichid sau 1 m3 de combustibil gazos este ars atunci când vaporii de apă din produsele de combustie sunt transformați în lichid. Cea mai mică căldură de ardere este mai mică decât cea mai mare valoare prin cantitatea de evaporare a umezelii care apare în combustibil (Wp) sau care rezultă din arderea combustibilului pe bază de hidrogen (9 Np).
Condiționarea combustibilului ca concept este utilizată pentru calcule comparative.
Combustibilul condiționat combustibil, a cărui căldură de ardere este considerată egală cu 29,35 MJ / kg (7000 kcal / kg). Convertirea cantității efective de combustibil într-un combustibil convențional se face prin înmulțirea cantității acestui combustibil cu echivalentul lui E = QP / 29.35.
Principalele (primare) combustibil și energie resurse naturale (FER), care se bazează energia modernă sunt combustibili fosili (cărbune, turbă, șisturi gaze combustibile), produsele sale (ulei de motor, ulei de combustibil, brichete), debitele de apă ( râuri), combustibil nuclear (uraniu, toriu). Există și alte tipuri de combustibili sau surse de energie, cum ar fi biomasa, energia solară, eoliană, a valurilor, hidro, geotermală. Acestea sunt surse regenerabile, cele mai ecologice, așa-numitele surse alternative de energie.
Tipul de resurse consumate determină direcțiile de dezvoltare a energiei: energia termică, combustibilii și resursele energetice utilizate și determină amploarea industriei combustibililor; hidroenergie, dezvoltând pe baza resurselor hidroenergetice o ramură pentru utilizarea integrată a resurselor de apă ale țării; energia nucleară, bazată pe transformarea energiei nucleare în alte tipuri; energie eoliană, helioenergetică etc.
Toate aceste tipuri de combustibil reprezintă resurse de energie primară și formează prima legătură în lanțul de conversie a energiei - lanțul energetic (Figura 7.1). Diagrama prezintă calea de la sursa de energie la consumul final. De exemplu, petrolul extras din pământ este o sursă primară de energie, dar are o aplicare limitată. Se poate transforma în surse de energie secundară mai calorică, cum ar fi benzina, gazul, uleiul, păcura grea, combustibilul diesel greu etc. O astfel de prelucrare este asociată cu anumite pierderi de energie. Aducerea energiei secundare în consumator este, de asemenea, asociată cu pierderi suplimentare de energie pentru transport și distribuție. În stadiul final, sursa de energie este convertită pentru a obține> energie utilă și o livrează până la punctul de consum. De exemplu, în arderea păcurii în cuptorul cazanului de încălzire se obține coolants (abur, apă caldă) sunt furnizate, în special, pentru încălzire și de alimentare cu apă caldă obiecte urbane.
Figura 7.1. Structura alimentării cu energie
Principalele produse de producere a energiei sunt de energie electrică și termică sub forma că consumul de energie are loc în etapa finală a utilizării acestora. Dispozitivul pe care energia de energie naturală este transformată în alte forme de energie sunt numite generatoare de energie (sau generator de energie), și folosind formele transformate de energie - (clienți sau abonați)-up-uri alege.
Astfel, pe baza circuitul de sarcini și puterea de alimentare de conversie, orice sistem de putere bazat pe anumite resurse energetice și include trei elemente principale: o sursă de energie (generator de putere), rețele (de distribuție și transport) și pick-up-uri (de consum, de abonat).
Structura legăturilor de transmisie în sistem este determinată de nivelul de concentrare și centralizare a alimentării cu energie.
Concentrarea este procesul de concentrare a producției de energie la întreprinderile mari de energie, adică o creștere a capacității și a capacității unităților electrice și a echipamentelor. Concentrarea este cel mai important factor în îmbunătățirea bazei tehnice și creșterea eficienței producției.
Centralizarea este unificarea consumatorilor de energie prin rețelele lor energetice unificate și prin sursele de energie, determinate, în primul rând, de continuitatea în timp a proceselor de producție și de consum de energie. Centralizarea în energie este o formă de organizare rațională a alimentării cu energie a consumatorilor.
Concentrarea și centralizarea alimentării cu energie măresc gama de transmisie a energiei.
Acest lucru se datorează costurilor suplimentare și pierderilor de energie din sistemul de distribuție. Reducerea acestor pierderi și creșterea intervalului de transport permite creșterea potențialului transportatorilor de energie utilizați pentru transmisia și distribuția energiei.
Principala formă de furnizare a energiei în Ucraina sunt sistemele centralizate. Prin combinarea unităților de generare a energiei electrice, a dispozitivelor de transformare și distribuție și a receptoarelor de energie, acestea se caracterizează prin principiile comune ale formării și modului de funcționare a tuturor legăturilor, interdependența producției, distribuției și utilizării energiei.
Complexul de combustibil și energie al Ucrainei. Cu principiile de concentrare și ramuri conexe ale Uniunii Centralizare și energie toplivodobyvayuschey și industria de prelucrare într-un singur complex energetic (FEC). Combustibil și energie Complexul din Ucraina - una dintre cele mai mari și mai distincte complexele ale economiei naționale, care este sistemul energetic al unei singure țări și acoperă totalitatea proceselor de producție, transformare, transport și distribuție a scopului de combustibil și energie resursov.'Glavnoy de funcționare energetică este o sursă eficientă și fiabilă a tuturor necesităților economiei Ucraina de energie de calitate necesare (energie electrică și termică, precum și sub formă de diferite de energie și căldură de lucru).
Energie electrică sau energie industria Ucrainei acoperă un set de procese pentru producerea, transportul și distribuția energiei electrice și termice vândute centrale nucleare (NPP), centralele termice care folosesc centralele de combustibili fosili (TPP, TPP), hidraulic (HPS), stocare prin pompare (PSP) centrale și cazane sub Ministerul Energiei din Ucraina (Ministerul Energiei); linii electrice, rețele electrice și termice ale Ministerului Energiei; centrale electrice, cazane și facilități de utilizare a organizațiilor și întreprinderilor departamentale; rețele electrice și termice de distribuție care nu aparțin Ministerului Energiei; de energie și de comercializare a combustibililor. Pe lângă sursele de mare putere de mai sus de căldură și energie electrică (în mod tipic, sistemul energetic), există un număr semnificativ de sisteme mici teploelektrogenerirovaniya care dispersate municipii, orașe și diverse industrii. Această încălzire și cazanele de încălzire și industriale, fabrica de CTE, CET și boilere, cuptoare industriale, centrale electrice interne, concepute pentru a deservi mai multe clădiri, clădiri individuale, vile, case particulare, etc. Toate aceste surse au ruyuschie energogeneri- dispune de o industrie separată cu produsele sale sub formă de căldură și electricitate, cu nevoia sa de combustibil, echipamente, materiale, investitii, etc. Și, desigur, cu lor, uneori destul de semnificative, contribuția la înrăutățirea situației mediului. De fapt, acesta este un fel de complex de combustibil și energie, care, de obicei, se numește energie mică. Printre obiectele de energie mici alternative pot include, de asemenea, facilități și instalațiile care utilizează energia solară, energia eoliană, energia geotermală, biomasă, energie de calitate inferioară, etc.
Industria de combustibil din Ucraina se referă la un set de procese pentru extracția combustibililor naturali și reciclarea (sortarea, îmbogățirea, reprocesarea direct) puse în aplicare de cărbune, gaz, petrol, ulei, turbă și nucleare industrial.
Creșterea constantă pe parcursul multor decenii a volumelor de producție a produselor cu consum intensiv de resurse și consum energetic a condus la transformarea Ucrainei în exportator de resurse de combustibil către importator. În același timp, intensitatea energetică a produsului intern brut al Ucrainei este de 2-4 ori mai mare decât media din țările europene.
Structura alimentării cu energie a orașelor este formată din consumatorii de energie și din procesele consumatoare de energie. Pentru consumatorii de energie includ clădiri rezidențiale, întreprinderi și instituții de utilități publice și servicii, catering, comunicare, educație, sănătate, cultură, artă, sport, administrative, economice, educaționale, științifice, sociale și alte organizații.
În consumul de utilități de energie urbană furnizează energie și procese termice (la temperatură scăzută ridicată, medii și mari), iluminatul și consumul de energie asupra utilizărilor cultural-casnice. În aproape toate orașele din Ucraina, pe baza utilităților municipale și centrale electrice regionale și centrale de diferite tipuri exista un sistem de alimentare centralizat și alimentare cu energie termică a populației.
Următorul sistem important de alimentare cu energie pentru orașe este sistemul de alimentare cu gaz. Gazificarea orașelor a fost dezvoltată pe scară largă în anii 50 ai secolului XX. Datorită gazeificării, se asigură centralizarea alimentării cu combustibil a proceselor de temperatură ridicată în viața de zi cu zi, sectorul public și cel industrial. Transferul instalațiilor locale de căldură de toate tipurile la combustibilii gazoși contribuie la îmbunătățirea bazinului aerian și la îmbunătățirea stării ecologice și sanitare generale a orașelor.
Dezvoltarea energiei urbane în stadiul actual se caracterizează prin următoarele tendințe principale:
- o creștere a consumului specific de resurse energetice pentru nevoile urbane;
- depășind rata de creștere a consumului de energie electrică în raport cu rata de creștere a consumului de combustibili și resurse energetice în general;
- o reducere a ponderii utilizării directe a combustibilului prin creșterea rolului tipurilor de energie transformate în satisfacerea nevoilor energetice ale orașelor;
- îmbunătățirea performanței de mediu a producției de energie și a consumului de energie;
- creșterea nivelului de gazeificare și creșterea ponderii gazului natural în bilanțul combustibilului și energiei al orașelor;
- o creștere a concentrației consumului de energie în orașele mari, exprimată printr-o creștere a densității energetice a încărcăturii pe 1 km2 a zonei urbane și a consumului specific de resurse de combustibil și de energie pe cap de locuitor;
- o combinație de alimentare cu energie centralizată, în principal, cu furnizarea de căldură descentralizată; dezvoltarea în continuare a aprovizionării cu gaze către orașe prin "îmbunătățirea structurii și structurii rețelelor de distribuție, îmbunătățirea parametrilor acestora, modernizarea activității economiei orașului.
Cu toate că, în comparație cu vitsami alte energie neconvențională încă joacă un rol mic, există, de asemenea, o tendință clară de dezvoltare treptată a energiei eoliene (pe coasta de nord a Europei, California, Ucraina de Sud), energie solară (Olanda, SUA, Japonia).
Deoarece în momentul de față baza pentru aprovizionarea cu energie a orașelor este generarea centralizată a aproape tuturor resurselor energetice, este necesar să se ia în considerare perspectivele de dezvoltare ale componentei determinante a complexului combustibil și energetic - industria energiei electrice.
Asigurarea unei aprovizionări de energie fiabile și stabile a economiei naționale a Ucrainei cu energie electrică și termică, reducând în mod semnificativ impactul nociv asupra mediului se realizează:
- prin retehnologizare tehnică și reconstrucție a centralelor electrice existente, a rețelelor electrice și termice;
- dezvoltarea de noi tehnologii pentru arderea cărbunelui prin crearea unor echipamente adecvate și a unor instalații cu ciclu combinat, inclusiv gazificarea internă a cărbunelui;
- introducerea în numărul de unități de exploatare a centralei nucleare cu grad ridicat și mediu de pregătire; dezvoltarea în continuare a energiei hidroelectrice prin dezvoltarea resurselor hidrice din vestul Ucrainei și modernizarea hidrocentralelor mici, precum și construirea unei centrale hidroelectrice;
- dezvoltarea ulterioară a încălzirii cu generare combinată de energie termică și electrică la CHPP;
- crearea în Ucraina a unui ciclu complet de combustibil-energie nucleară; orientarea furnizării de echipamente energetice de producție internă;
- crearea condițiilor necesare pentru furnizarea completă și la timp a CET cu cărbune ucrainean; extinderea utilizării surselor de energie netradiționale și regenerabile.