ЭНЕРГИЯ И ЦИВИЛИЗАЦИЯ

ЭНЕРГИЯ И ЦИВИЛИЗАЦИЯ
ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИКИ
ЛЕКЦИЯ 1
ЗНАЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ
•
•
•
•
Потребление энергии – необходимое
условие существования человечества.
Базовые потребности человека:
Защита от холода (жары);
Защита от голода (приготовление пищи);
Воспроизводство (продолжение рода);
Получение удовольствия
(интеллектуальное развитие, отдых…).
ЭНЕРГИЯ – это…
Развитие цивилизации – рост потребления
энергии и...
Виды энергии до Промышленной революции.
К XV веку: мускульная сила, вода, ветер,
дрова.
ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
Конец XVIII века – начало XIX века:
• Изобретение рабочих машин;
• Изобретение двигателей для них;
• Изготовление машин для производства
рабочих машин и двигателей
(машиностроение).
Изменение структуры общества
(всего за 3…5 поколений!)
РОСТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ
За 200 лет потребление энергии выросло в
30 раз!
Особенно резко – нефть и природный газ.
Расход энергии
РОСТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ
От первобытного общества к XV веку в 10
раз, а за последние 200 лет потребление
энергии выросло в 30 раз!
На смену дровам – уголь, нефть, природный
газ, ядерное горючее, ВИЭ.
Темпы развития энергетики в
индустриальных странах выше темпов
развития других отраслей.
Производство энергии сегодня
XXI век – абсолютное производство
14,3 Г т у.т.
Условное топливо: 29308 кДж/кг (7000 ккал/кг)
Влияние на окружающую среду:
- Атмосфера (потребление кислорода; выброс газов, влаги,
твердых частиц);
- Гидросфера (потребление воды; сброс нагретых и загр.
вод, жидких отходов);
- Биосфера (загрязняющие и токсичные вещества);
- Литосфера (потребл. иск. топлив, изм. ландшафта).
Использование энергоресурсов
60
50
40
30
20
10
1950
1960
1970
1980
1990
Год
Рис. 2.3. Структура потребления коммерческой энергии в мире
НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ
Среднее душевое потребление 2т у.т., разброс 1: 15…20
Развитые страны
Развивающиеся страны
• 25% населения Земли
потребляют 80% энергии
• Северная Америка –
10 т у.т. на чел. в год
•
•
•
•
75% потребляют 20%!
Россия – 3
Таджикистан – 1
Йемен – 0,25
XX ВЕК – ВЕК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
• XIX век или XX?
• Первая половина XX века – использование
электроэнергии в промышленности, на
транспорте, в быту становится
определяющим!
СВОЙСТВА ЭЭ
•
•
•
•
•
Универсальность;
Простота изменения основных параметров;
Возможность передачи на расстояние ;
Быстрота переходных процессов;
Легкое дробление.
НО нельзя…
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЭ
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:
Электропривод, электротехнологии.
ТРАНСПОРТ:
Большое разнообразие видов, низкое
воздействие на ОС, развитие ВСМ.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ.
ЭЛЕКТРОБЫТОВАЯ ТЕХНИКА.
НОВЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ:
Телеграф и радиосвязь, телевидение,
компьютеры и информационные технологии.
ЭНЕРГИЯ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
•
•
•
•
Парадокс: сначала для защиты от
неблагоприятных воздействий ОС, а
сегодня масштабное влияние на ОС!
Выбросы в атмосферу и водоемы;
Тепловое загрязнение;
Шумовое, радиационное,
электромагнитное воздействие;
Изменение ландшафтов, золоотвалы.
ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГИИ
• Энергетика – совокупность природных и
искусственных систем, предназначенных
для получения, преобразования, передачи
и распределения энергии.
• Антропогенная энергетика.
• ТЭК – часть энергетического хозяйства от
добычи энергоресурсов до получения
энергоносителей потребителями.
Полезно знать:
• Электроэнергетика;
• Теплоснабжение;
• Теплофикация
(когенерация).
• Использование
энергии (КПД):
ГЭС – 0,9…0,97
ТЭЦ – 0,5…0,75
КЭС – 0,33…0,42
АЭС – 0,28…0,33
КПИ: (РФ), 2000 г.
0,37…0,4
Напомним:
• Электрическая и тепловая энергия – Дж;
• Мощность – Вт (1Вт = 1 Дж/с);
• Электрическая энергия на электростанцияхв кВт ч (1кВт ч = 3600 Дж);
• 1 кг у.т. = 29 308 кДж (7000 ккал),
1 ккал = 4,1868 Дж;
• Широко используются приставки:
кило, мега, гига, тера.