التصنيفات الاقتصادية والبيئية والطبيعية للموارد الطبيعية. الدور المتغير لأنواع معينة من الموارد في عصر الثورة العلمية والتكنولوجية.

تصنيف الموارد الطبيعية.

1. طبيعي:

المعدنية (خام ، وقود ، غير فلزية) ؛

الأرض (التربة) ؛

بيولوجية (نباتية ، حيوانية) ؛

محيط العالم؛

المناخ والفضاء.

ترفيهية.

2 - الاقتصادية (الاقتصادية):

- موارد الإنتاج المادي: صناعي (وقود وطاقة ، خام ، غير فلزي) ، زراعي ، إنشائي ؛

- موارد المجال غير الإنتاجي:

الاستهلاك المباشر (الينابيع المعدنية ، ومياه الشرب ، والنباتات الصالحة للأكل ، والأسماك ، وحيوانات الصيد ، والطين العلاجي ، والأعشاب الطبية ، وما إلى ذلك) ؛

استهلاك غير مباشر (ترفيهي) ؛

الاستهلاك الجمالي (المناظر الطبيعية والبشرية المنشأ والمتاحف والأعمال الفنية وما إلى ذلك).

3. استنفاد الموارد (التصنيف البيئي):

1) موارد قابلة للنفاذ.إن الحاجة إلى مثل هذه الموارد تتجاوز بشكل كبير حجم ومعدل التجديد الطبيعي ، مما يؤدي إلى نضوبها. بناءً على كثافة ومعدل التكوين الطبيعي ، يمكن تقسيم الموارد المستنفدة إلى:

· غير متجدد(جميع أنواع الموارد المعدنية) ؛

· قابل للتجديد(موارد النباتات والحيوانات والتربة والمياه).

2) موارد لا تنضب:

· موارد المناخ(احتياطي الحرارة والرطوبة في المنطقة) ؛

· موارد الطاقة غير التقليدية(الطاقة الشمسية ، وطاقة الرياح ، وطاقة المد والجزر ، وطاقة موجات البحر وتيارات المحيطات ، والطاقة الحرارية الأرضية للأرض ، والطاقة البيولوجية (طاقة الكتلة الحيوية) ، وطاقة درجة حرارة مياه المحيطات).

4 - حسب درجة المعرفة والاستكشاف (للمعادن):

مستكشفة - تم تحديدها من خلال الأساليب الحديثة للاستكشاف أو المسح ، ويمكن الوصول إليها تقنيًا ومجدية اقتصاديًا (الفئات A + B + C1) ؛

مقدرة بشكل أولي (الفئة C2) - تم إنشاؤها على أساس الحسابات والمسوحات النظرية ، بما في ذلك الاحتياطيات القابلة للاسترداد تقنيًا للمواد الخام أو الاحتياطيات ، بالإضافة إلى ذلك الجزء منها الذي لا يمكن تطويره حاليًا لأسباب فنية أو اقتصادية ؛

5- من حيث الاحتياطيات والأهمية الاقتصادية:

أكبر - أهمية عالمية أو وطنية ؛

كبير - أهمية إقليمية ؛

الصغيرة لها أهمية محلية.

تفرض الثورة العلمية والتكنولوجية متطلبات جديدة على الموارد الطبيعية تهدف إلى:

- الاستخدام الكامل للموارد الطبيعية التي لا تنضب ؛

العمل على توفير الموارد لتجديد الموارد (الأرض والمياه والبيولوجية) ؛

معالجة كاملة وخالية من النفايات للموارد المعدنية ؛

الاستخدام الكامل لموارد المحيطات العالمية ؛

زيادة تطوير الموارد الترفيهية ؛

ابحث عن مصادر جديدة للموارد والطاقة.

الموارد المعدنية- هذه هي الاحتياطيات المسجلة من الرواسب المعدنية ، وهي مواد طبيعية ذات أصل معدني موجودة في قشرة الأرض ، ويستخدمها الإنسان كمواد خام في مختلف فروع إنتاج المواد. في كل عام ، يتم استخراج حوالي 300 مليار طن من أكثر من 200 نوع مختلف من المواد الخام المعدنية من أمعاء العالم. يخضع توزيع المعادن في القشرة الأرضية للأنماط الجيولوجية (التكتونية).

وقودالمعادن (النفط والغاز والفحم والصخر الزيتي والجفت) هي من أصل رسوبي وعادة ما تصاحب غطاء المنصات القديمة وأحواضها الداخلية والهامشية. يتم تصنيف الصخر الزيتي والجفت كوقود محلي.

فحمغالبًا ما تشكل أحواض العصر الجيولوجي نفسه أحزمة تراكم الفحم تمتد لآلاف الكيلومترات. أكثر من 3600 حوض ورواسب من الفحم معروف في العالم ، والتي تشغل معًا حوالي 15 ٪ من أراضي الأرض. يقع الجزء الرئيسي من موارد الفحم في نصف الكرة الشمالي - آسيا وأمريكا الجنوبية وأوروبا. يقدر احتياطي الفحم العالمي: جيولوجي عام 5500 مليار طن ؛ تم استكشاف 1750 مليار طن منها 2/3 قابلة للاستخراج (52٪ فحم صلب و 48٪ فحم بني). تتركز معظم الاحتياطيات في 10 أحواض: أبالاتشيان (الولايات المتحدة الأمريكية) ، الرور (ألمانيا) ، سيليزيا العليا (بولندا وجمهورية التشيك) ​​، دونيتسك (أوكرانيا) ، كوزنيتسك وبيتشورا (روسيا) ، كاراجاندا (كازاخستان) ، شانشي وفوشون ( الصين) ، بوين وسيدني (أستراليا).

أستراليا وألمانيا والصين والولايات المتحدة غنية بفحم الكوك. يتم استخراج الفحم سنويًا ، مليار طن: الفحم الصلب - 3.5 ، البني - حوالي 1. أكبر المصدرين هم أستراليا وجنوب إفريقيا وكندا وكولومبيا.

النفط والغازتم استكشاف أكثر من 600 حوض ، ويجري تطوير 450 ، ويصل إجمالي عدد الرواسب إلى 50000 ، وتقع الاحتياطيات الرئيسية في نصف الكرة الشمالي ، وخاصة في رواسب الدهر الوسيط. يتركز الجزء الرئيسي من هذه الاحتياطيات أيضًا في عدد صغير نسبيًا من أكبر الأحواض: مناطق الخلجان - الفارسية ، الغينية ، المكسيكية ، البحار - البحر الكاريبي ، الشمال ، بحر قزوين ، جنوب الصين ، غرب سيبيريا الروسية الاتحاد وشمال إفريقيا.

تقدر احتياطيات النفط العالمية: جيولوجي عام 500 مليار طن ؛ استكشاف - 140 مليار طنوالموزعة: أمريكا الشمالية - 4.3 مليار طن (3.5٪) ؛ أمريكا اللاتينية - 17 مليار طن (11.3٪) ؛ أوروبا الأجنبية - 2.7 مليار طن (2٪) ؛ رابطة الدول المستقلة - 9 مليارات طن (6.3٪) ؛ الشرق الأوسط والشمال. أفريقيا - 96.8 مليار طن (69.3٪) ، بقية آسيا - 5.4 مليار طن (4٪) ، الباقي. أفريقيا - 4.7 مليار طن (3.3٪).

احتياطيات النفط في الدول ، مليار طن: السعودية 35.8 ، كندا - 28.3 ، إيران - 18.2 ، العراق - 15.5 ، الكويت - 14 ، الإمارات - 12.9 ، فنزويلا - 11.4 ، روسيا - 14.7 ، ليبيا - 5 ، نيجيريا - 4.8 ، كازاخستان - 4.2 ، الصين - 3.9 ، المكسيك - 2.0 ، الولايات المتحدة الأمريكية - 3.0 ، النرويج والجزائر 1.2 لكل منهما. أوبك تستحوذ على 77٪ من النفط العالمي و 41٪ من احتياطي الغاز.

جوهر توفير الطاقة. المفاهيم الأساسية في توفير الطاقة.

طاقةهو مجمع الوقود والطاقة في البلاد ، ويشمل استلام ونقل وتحويل واستخدام أنواع مختلفة من موارد الطاقة والطاقة.

توفير الطاقة- هذا هو النشاط التنظيمي والعلمي والعملي والمعلوماتي لهيئات الدولة والكيانات الاعتبارية والأفراد ، بهدف تقليل استهلاك (خسائر) الوقود وموارد الطاقة في عملية استخراجها ومعالجتها ونقلها وتخزينها وإنتاجها واستخدامها والتخلص منها.

–

الاستخدام الفعال لموارد الوقود والطاقة- هذا هو استخدام جميع أنواع الطاقة بطرق تقدمية ومبررة اقتصاديًا ، مع المستوى الحالي لتطور التكنولوجيا والتكنولوجيا والامتثال للقانون.

الاستخدام الرشيد للوقود وموارد الطاقة- هذا هو تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استخدام موارد الوقود والطاقة على المستوى الحالي لتطوير المعدات والتقنيات والامتثال للقانون.

موارد الوقود والطاقة (FER). مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة.

موارد الوقود والطاقة (FER)– هو مجموع جميع أنواع الوقود والطاقة الطبيعية والمتحولة المستخدمة في الجمهورية.

موارد الطاقة هي جزء من مجموع الموارد الطبيعية وتنقسم إلى قابل للتجديد و لا يمكن الاستغناء عنه .

قابلة للتجديد أو قابلة للتجديدمصادر الطاقة هي مصادر تتدفق طاقتها باستمرار أو تظهر بشكل دوري في البيئة وليست نتيجة نشاط بشري هادف.

تشمل مصادر الطاقة المتجددة ما يلي:

المحيط العالمي في شكل طاقة المد والجزر ، طاقة الأمواج ؛

التيارات البحرية

مالح.

ينتج من الكتلة الحيوية ؛

المزاريب.

النفايات المنزلية الصلبة؛

مصادر الطاقة الحرارية الأرضية.

عيب مصادر الطاقة المتجددة هو انخفاض درجة تركيزها. لكن هذا يقابله إلى حد كبير التوزيع الواسع والتواتر البيئي المرتفع نسبيًا وعدم استنفادها العملي. من المنطقي للغاية استخدام مثل هذه المصادر بالقرب من المستهلك مباشرة دون نقل الطاقة عبر مسافة. الطاقة ، التي تعمل على هذه المصادر ، تستخدم تدفقات الطاقة الموجودة بالفعل في الفضاء المحيط ، وتعيد توزيعها ، ولكنها لا تنتهك توازنها العام.

العائق الرئيسي لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة في العالم هو الاستثمار الأولي المرتفع في المعدات والبنية التحتية.

من المفترض أنه بحلول عام 2100 ستحصل البشرية على معظم الطاقة التي تستهلكها من مصادر متجددة.

غير متجددمصادر الطاقة هي احتياطيات طبيعية من المواد والمواد التي يمكن للبشر استخدامها لإنتاج الطاقة.

تشمل موارد الطاقة غير المتجددة ما يلي:

الفحم الصلب الذي تقدر احتياطياته في العالم بحوالي 10-12 تريليون طن.

النفط ، الذي يتم توزيع احتياطياته بشكل غير متساوٍ للغاية على الأرض: في الشرق الأدنى والأوسط - 67 ، في إفريقيا - 12.5 ، جنوب شرق آسيا والشرق الأقصى - 3 ، أمريكا الشمالية - 9 ، أمريكا الوسطى والجنوبية - 5.5 ، أوروبا الغربية - 3٪. من حيث إنتاج النفط ، تحتل روسيا المرتبة الثالثة في العالم ، والثانية بعد المملكة العربية السعودية والولايات المتحدة.

الغاز الطبيعي وتتركز احتياطياته في روسيا (32٪) وإيران (15.7٪) وقطر (6٪). يبلغ إنتاج الغاز في روسيا 25.1٪ ، وفي الولايات المتحدة - 24.1٪ ، وكندا - 8.1٪ من العالم. وأصحاب حقول الغاز الكبيرة هم أيضا: كازاخستان ، تركمانستان ، العراق ، السعودية ، الإمارات العربية المتحدة ، مصر ، الجزائر ، ليبيا. يجري تطوير أرفف الغاز في البحار الشمالية والنرويجية بنشاط. إجمالي احتياطيات الغاز الطبيعي هنا يتجاوز احتياطي روسيا.

يوحد المفهوم المجمع الكامل لموارد الطاقة الأولية ، المحصورة في منطقة معينة مصادر الوقود والطاقة المحلية.

مجمع الوقود والطاقة في جمهورية بيلاروسيا. تحليل استهلاك الوقود والطاقة حسب الصناعة في جمهورية بيلاروسيا.

هناك أكثر من 30 قانونًا تشريعيًا ساريًا في الدولة تنظم العلاقات العامة في مجال الحفاظ على الطاقة ، بما في ذلك. المعاهدات الدولية لجمهورية بيلاروسيا المتعلقة بتنفيذ سياسة توفير الطاقة في البلاد (الملحق 3). في الوقت الحاضر ، تم تطوير مفهوم مشروع القانون الجديد لجمهورية بيلاروسيا "بشأن توفير الطاقة".

هيكل الإجراءات القانونية التي تنظم مجال كفاءة الطاقة وتوفير الطاقة

تم تحديد المبادئ الرئيسية لسياسة الدولة واستراتيجيتها في مجال كفاءة الطاقة في قانون جمهورية بيلاروسيا "بشأن توفير الطاقة" (1998).

قانون جمهورية بيلاروس "بشأن مصادر الطاقة المتجددة" 2010

توجيه رئيس جمهورية بيلاروسيا بتاريخ 14 يونيو 2007 رقم 3 "الاقتصاد والاقتصاد هما العاملان الرئيسيان للأمن الاقتصادي للدولة" ،

المراسيم الصادرة عن مجلس الوزراء ومجلس الوزراء.

المعايير

المراسيم الصادرة عن رئيس الجمهورية

المبادئ التوجيهية الرئيسية للتوجيه رقم 3 هي كما يلي:

· ضمان أمن الطاقة واستقلال الطاقة في البلاد.

· اتخاذ إجراءات أساسية لتوفير الوقود والطاقة والموارد المادية واستخدامها اقتصاديًا في جميع مجالات الإنتاج والإسكان والخدمات المجتمعية.

· تسريع إعادة المعدات الفنية وتحديث الإنتاج من خلال إدخال تقنيات ومعدات توفير الطاقة والموارد.

· تقديم حوافز لتوفير الوقود والطاقة والموارد المادية.

· الترويج على نطاق واسع بين السكان لضرورة الامتثال لنظام الاقتصاد والادخار على نطاق واسع.

· فرض رقابة فعالة على الاستخدام الرشيد للوقود والطاقة وموارد المواد.

· زيادة مسؤولية رؤساء هيئات الدولة والمنظمات الأخرى والمواطنين عن الاستخدام غير الفعال للوقود والطاقة والموارد المادية والممتلكات.

محطات الطاقة النووية.

تعمل محطات الطاقة هذه على نفس مبدأ محطات الطاقة الحرارية ، ولكنها تستخدم الطاقة من الاضمحلال الإشعاعي لتوليد البخار. يستخدم خام اليورانيوم المخصب كوقود.

أرز. 12. رسم تخطيطي لمحطة الطاقة النووية.

بالمقارنة مع محطات الطاقة الحرارية والكهربائية ، تتمتع محطات الطاقة النووية بمزايا خطيرة: فهي تتطلب كمية صغيرة من الوقود ، ولا تنتهك النظام الهيدرولوجي للأنهار ، ولا تنبعث منها غازات ملوثة في الغلاف الجوي. العملية الرئيسية التي تجري في محطة للطاقة النووية هي الانشطار المتحكم به لليورانيوم 235 ، والذي يطلق كمية كبيرة من الحرارة. الجزء الرئيسي من محطة الطاقة النووية هو المفاعل النووي ، الذي يتمثل دوره في الحفاظ على تفاعل الانشطار المستمر.

الوقود النووي - خام يحتوي على 3٪ من اليورانيوم 235 ؛ تملأ الأنابيب الفولاذية الطويلة - عناصر الوقود (TVELs). إذا تم وضع العديد من قضبان الوقود بالقرب من بعضها البعض ، فسيبدأ تفاعل الانشطار. للتحكم في التفاعل ، يتم إدخال قضبان التحكم بين قضبان الوقود ؛ دفعها ودفعها ، يمكنك التحكم في شدة اضمحلال اليورانيوم 235. مجمع قضبان الوقود الثابتة والمنظمين المتحركين هو مفاعل نووي. تُستخدم الحرارة المتولدة من المفاعل لغلي الماء وإنتاج البخار الذي يدفع توربينات محطة الطاقة النووية لتوليد الكهرباء.

33. تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة وكهرباء. طاقة الرياح والطاقة الكهرومائية.

الاستخدام الرئيسي للطاقة الشمسية امدادات الحرارة.للتحويل المباشر للطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية ، تم تطوير منشآت التدفئة الشمسية (STOs) وتستخدم على نطاق واسع في الممارسة العملية لأغراض مختلفة (إمدادات المياه الساخنة والتدفئة وتكييف الهواء في المباني السكنية والعامة والمنتجعات وتسخين المياه في السباحة حمامات السباحة وعمليات الإنتاج الزراعي المختلفة).).

وفقًا لخبراء الأرصاد الجوية في جمهورية بيلاروسيا ، فإن 150 يومًا في السنة غائمة ، و 185 يومًا غائم جزئيًا و 30 صافًا ، ويبلغ إجمالي عدد ساعات سطوع الشمس في بيلاروسيا 1200 ساعة في شمال البلاد و 1300 في الجنوب .

محطة للطاقة الشمسيةهو هيكل يتكون من العديد من مجمعات الطاقة الشمسية الموجهة نحو الشمس. يقوم كل مجمّع بنقل الطاقة الشمسية إلى سائل يحمل الحرارة ، والذي ، بعد أن تحول إلى بخار ، يتم جمعه من جميع المجمعات في محطة طاقة مركزية ويتم تغذيته إلى توربين مولد الطاقة.

الشكل 13 - تسلسل المستقبلات الشمسية

بترتيب تصاعدي من حيث كفاءتها وتكلفتها

العنصر الرئيسي في نظام التسخين الشمسيهو جهاز استقبال يتم فيه امتصاص الإشعاع الشمسي وتحويل الطاقة إلى السائل. الشكل 13 هو تمثيل تخطيطي للخيارات المختلفة لمستقبلات الطاقة الشمسية. توضح تجربة تشغيل هذه التركيبات أنه في أنظمة الإمداد بالمياه الساخنة بالطاقة الشمسية يمكن استبدال 40-60٪ من الاحتياج السنوي للوقود العضوي ، اعتمادًا على منطقة الموقع ، عند تسخين المياه إلى 40 ... 60 درجة مئوية .

أ) خزان مفتوح على سطح الأرض ؛ ب) خزان مفتوح معزول حرارياً عن الأرض ؛ ج) خزان أسود. د) خزان أسود ذو قاع معزول حرارياً ؛ ه) سخانات سوداء مغلقة ،

و) سخانات معدنية ذات غطاء زجاجي ؛

ز) سخانات معدنية ذات غطاءين زجاجيين ؛ ح) نفس السطح الانتقائي ؛ ط) نفس الشيء مع فراغ.

سخان الهواء هو جهاز استقبال له سطح ماص أو أسود خشن ممتص يقوم بتسخين الهواء الداخل ، والذي يتم توفيره بعد ذلك للمستهلك.

يشمل مجمع الطاقة الشمسية المتلقيامتصاص الإشعاع الشمسي ، و مكثفوهو نظام بصري يجمع الإشعاع الشمسي ويوجهه إلى المستقبل. غالبًا ما يكون المكثف مرآة مكافئة مع مستقبل إشعاع في بؤرته. يدور باستمرار ، مما يوفر التوجيه للشمس.

المحولات الكهروضوئية هي الأجهزة التي يعتمد عملها على استخدام التأثير الكهروضوئي ، ونتيجة لذلك ، عندما تضاء مادة ما بالضوء ، تهرب الإلكترونات من المعادن (انبعاث كهروضوئي أو تأثير كهروضوئي خارجي) ، تتحرك الشحنات عبر واجهة أشباه الموصلات مع أنواع مختلفة من الموصلية (التأثير الكهروضوئي للصمام) ، وتغير في التوصيل الكهربائي (الموصلية الضوئية). تُستخدم طرق التحويل الكهروضوئي للطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لتزويد المستهلكين بالطاقة في مجموعة واسعة من القدرات: من المولدات الصغيرة للساعات والآلات الحاسبة بقدرة عدة واط إلى محطات الطاقة المركزية بقدرة عدة ميغاوات.

قوة الرياح هو مجال من مجالات التكنولوجيا التي تستخدم طاقة الرياح لإنتاج الطاقة ، وتسمى الأجهزة التي تحول طاقة الرياح إلى أشكال طاقة ميكانيكية أو كهربائية أو حرارية مفيدة توربينات الرياح(توربينات الرياح) ، أو توربينات الرياح، وتكون مستقلة

تم استخدام طاقة الرياح في التطبيقات الميكانيكية مثل المطاحن ومضخات المياه لعدة قرون. بعد قفزة حادة في أسعار النفط في عام 1973 ، زاد الاهتمام بهذه المنشآت بشكل كبير. تم بناء معظم التركيبات الحالية في أواخر السبعينيات - أوائل الثمانينيات على المستوى التقني الحديث مع الاستخدام الواسع لأحدث الإنجازات في الديناميكا الهوائية والميكانيكا والإلكترونيات الدقيقة للتحكم فيها وإدارتها. يتم إنتاج توربينات الرياح التي تتراوح قوتها من بضعة كيلوواط إلى عدة ميغاوات في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية وأجزاء أخرى من العالم. تُستخدم معظم هذه التركيبات لتوليد الكهرباء ، سواء في نظام طاقة واحد أو في أوضاع مستقلة.

أحد الشروط الرئيسية في تصميم توربينات الرياح هو ضمان حمايتها من التدمير بفعل هبوب رياح عشوائية شديدة القوة. في كل منطقة ، في المتوسط ​​، مرة واحدة كل 50 عامًا هناك رياح تزيد سرعتها من 5 إلى 10 مرات عن المتوسط ​​، لذلك يجب تصميم توربينات الرياح بهامش كبير من الأمان. يتم تحديد أقصى قوة تصميم لتوربينات الرياح لسرعة رياح قياسية معينة ، وعادة ما تكون 12 م / ث.

تتكون محطة طاقة الرياح من عجلة الرياح ، ومولد التيار الكهربائي ، وهيكل لتركيب عجلة الرياح على ارتفاع معين من الأرض ، ونظام تحكم لبارامترات الكهرباء المولدة ، اعتمادًا على التغيرات في قوة الرياح وسرعة العجلة .

تُصنف توربينات الرياح وفقًا لميزتين رئيسيتين: هندسة عجلة الرياح وموقعها بالنسبة لاتجاه الرياح. إذا كان محور دوران عجلة الرياح موازيًا لتدفق الهواء ، فإن التثبيت يسمى أفقيًا محوريًا ، إذا كان عموديًا - عموديًا - محوريًا.

مبدأ تشغيل محطة طاقة الرياح على النحو التالي. تدور عجلة الرياح ، التي تستهلك طاقة الرياح ، عبر زوج من التروس المخروطية وبمساعدة عمود رأسي طويل تنقل طاقتها إلى عمود النقل الأفقي السفلي ثم من خلال الزوج الثاني من التروس المخروطية ومحرك الحزام - لمولد كهربائي أو آلية أخرى.

نظرًا لأن فترات الهدوء أمر لا مفر منه ، ولتجنب الانقطاعات في إمدادات الطاقة ، يجب أن تحتوي توربينات الرياح على مجمعات طاقة كهربائية أو أن تكون موازية ، في حالات الهدوء ، مع محطات توليد الطاقة الكهربائية من أنواع أخرى.

يوفر برنامج الطاقة في جمهورية بيلاروسيا حتى عام 2010 استخدام موارد طاقة الرياح في المستقبل القريب باعتبارها الاتجاهات الرئيسية لاستخدام موارد طاقة الرياح لقيادة وحدات الضخ وكمصادر للطاقة للمحركات الكهربائية. تتميز مجالات التطبيق هذه بالحد الأدنى من المتطلبات لجودة الطاقة الكهربائية ، مما يجعل من الممكن تبسيط وتقليل تكلفة توربينات الرياح بشكل كبير. واعد بشكل خاص استخدامها مع محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة لضخ المياه. من المتوقع أن يصل استخدام محطات طاقة الرياح لرفع المياه وتسخين المياه الكهربائية وإمدادات الطاقة للمستهلكين المستقلين إلى 15 ميجاوات بحلول عام 2010 ، مما سيوفر 9 آلاف طن من الوقود المكافئ سنويًا.

محطة توليد الطاقة الكهرمائية.

تمثل الطاقة الكهرومائية فرع العلم والتكنولوجيا من خلال الاستخدام المياه تتحرك الطاقة(عادة الأنهار) لإنتاج الطاقة الكهربائية والميكانيكية في بعض الأحيان. هذا هو مجال الطاقة الأكثر تطورًا في الموارد المتجددة.

محطة الطاقة الكهرومائية عبارة عن مجموعة من الهياكل والمعدات المختلفة ، يتيح لك استخدامها تحويل الطاقة المائية إلى كهرباء. توفر الهياكل الهيدروليكية التركيز الضروري لتدفق المياه ، ويتم إجراء عمليات أخرى باستخدام المعدات المناسبة.

محطات الطاقة الكهرومائية مبنية على الأنهار ، وبناء السدود والخزانات.

في محطة الطاقة الكهرومائية ، يتم استخدام الطاقة الحركية للمياه المتساقطة لتوليد الكهرباء. يقوم التوربين والمولد بتحويل الطاقة المائية إلى طاقة ميكانيكية ثم إلى كهرباء. يتم تركيب التوربينات والمولدات إما في السد نفسه أو بجانبه.

أرز. 14. رسم تخطيطي لمحطة الطاقة الكهرومائية.

قياس استهلاك الغاز

يتم تعيين محاسبة استهلاك الغاز في مؤسسات منشآت الغاز لخدمات أوضاع إمداد الغاز وقياس استهلاك الغاز الذي تم إنشاؤه في كل مؤسسة ، والتي تقدم تقاريرها مباشرة إلى رئيس المؤسسة ، وفي أقسام الإنتاج بالمؤسسة - إلى مجموعات من أنماط فصل إمدادات الغاز وقياس استهلاك الغاز.

يتم توفير الغاز الطبيعي للمؤسسات الصناعية والزراعية ومؤسسات الخدمات الاستهلاكية ذات الطبيعة الصناعية وغير الصناعية وأصحاب المشاريع الفردية من خلال خطوط أنابيب الغاز الرئيسية من خلال محطات توزيع الغاز (GDS) في بلترانس غاز على أساس العقود. يتم تحديد كمية الغاز الموردة على أساس الأعمال الثنائية بناءً على قراءات عدادات تدفق الغاز المثبتة في GDS أو في نقاط توزيع الغاز الرئيسية (الوسيطة) لمنشآت الغاز مع إدخال عوامل التصحيح.

يتم تحديد كمية الغاز المنبعثة (المستهلكة) من قبل المستهلكين في شهر تقويمي على أساس الإجراءات الثنائية بناءً على قراءات عدادات استهلاك الغاز المثبتة على المستهلكين ، مع إدخال عوامل التصحيح المناسبة.

في حالة عدم وجود أجهزة قياس لاستهلاك الغاز ودرجة الحرارة والضغط أو في حالة عطلها لدى المستهلك وكذلك في الحالات التالية:

التعرف على السجلات أو قراءات الأداة على أنها غير صالحة ؛

تقديم البيانات في الوقت المناسب عن استهلاك الغاز (الرسوم البيانية ، قراءات العدادات) ؛

عدم وجود الأختام

استخدام الغاز عبر خط أنابيب غاز جانبي.

يتم تحديد كمية الغاز المنطلق (المستهلك) من خلال سعة جواز السفر للمنشآت غير المغلقة التي تستخدم الغاز وعدد ساعات تشغيل المستهلك أثناء عطل (غياب) عدادات استهلاك الغاز أو عن طريق القياس مع الأيام والأشهر التي الأجهزة عملت مع ادخال التعديلات اللازمة.

لا يجوز إمداد الغاز عبر خط الأنابيب الالتفافي إلا بإذن من المورد. يتم إصلاح ختم أنظمة حرق الغاز من خلال الأعمال الثنائية. يتم تحديد كمية الغاز الطبيعي المستخدمة لاحتياجات تحضير الطعام وإمدادات المياه الساخنة والتدفئة وتحضير الأعلاف من خلال:

في المنازل (الشقق) المجهزة بعدادات - حسب قراءات العدادات ؛

في المنازل (الشقق) غير المجهزة بأمتار - وفقًا للمعايير ،

تمت الموافقة عليها بالطريقة المحددة (الجدول 1).

يتم حساب كمية الغاز بواسطة العدادات ، وهي أجهزة مصممة لقياس الحجم الإجمالي للغاز المتدفق عبر خط الأنابيب لفترة زمنية محددة (ساعة ، يوم ، إلخ).

عدادات الغاز من النوع الدوراني والتوربيني. تأخذ الدوارة في الاعتبار الكمية الحجمية للغاز الذي تم تمريره في حالة العمل. يجب اختيار عدادات الغاز التوربينية لمحطات القياس بدقة وفقًا لضغط العمل للغاز ومعدلات التدفق القصوى والدنيا والقطر الاسمي.

خلال الفترة التي يتم فيها فصل المنازل عن إمدادات المياه الساخنة المركزية لفترة إصلاح شبكات التدفئة التي تدوم 25 يومًا أو أكثر ، يتم قبول المعايير الموضوعة للشقق التي لا تحتوي على مصدر مياه ساخن مركزي وبدون سخانات مياه فورية كمعايير لاستهلاك الغاز.

توفير الحرارة

يتيح عزل وحدات النوافذ والأبواب زيادة درجة الحرارة في الشقق والمنازل بمقدار 4-5 درجة مئوية والتخلي عن السخان الكهربائي الذي يستهلك ما يصل إلى 4000 كيلو واط ساعة في الموسم الواحد.

هناك عدة طرق بسيطة للعزل:

سد الفجوات في إطارات النوافذ والمداخل. لهذا الغرض ، يتم استخدام الفوم المتصاعدة ، وأشرطة الختم ذاتية التمدد ، ومانعات التسرب المصنوعة من السيليكون والأكريليك ، وما إلى ذلك. والنتيجة هي زيادة درجة حرارة الهواء في الغرفة بمقدار 1-2 درجة مئوية ؛

إحكام إغلاق النوافذ والأبواب بموانع تسرب وحشيات ذاتية اللصق.

النوافذ مغلقة ليس فقط حول المحيط ، ولكن أيضًا بين الإطارات. والنتيجة هي زيادة درجة الحرارة داخل الغرفة بمقدار 1-3 درجات مئوية ؛

تركيب نوافذ خشبية أو بلاستيكية جديدة مع نوافذ زجاجية مزدوجة متعددة الحجرات وزجاج بغشاء عاكس للحرارة ومراوح. بعد ذلك ، ستكون درجة الحرارة في الغرفة مستقرة في الشتاء والصيف ، وسيكون الهواء منعشًا ، ولن تكون هناك حاجة لفتح النافذة بشكل دوري ، وإخراج كمية كبيرة من الهواء الدافئ. والنتيجة هي زيادة درجة الحرارة في الغرفة بمقدار 2-5 درجة مئوية وانخفاض مستوى ضوضاء الشارع ؛

تركيب باب ثان عند مدخل الشقة (البيت). والنتيجة هي زيادة درجة الحرارة في الغرفة بمقدار 1-2 درجة مئوية ، وانخفاض مستوى الضوضاء الخارجية وتلوث الغاز ؛

تركيب شاشة عاكسة للحرارة (أو ورق ألومنيوم) على الحائط خلف مشعاع التدفئة. والنتيجة هي زيادة درجة الحرارة في الغرفة بمقدار 1 درجة مئوية.

حاول ألا تغلق المشعات بالستائر السميكة والشاشات والأثاث - سيتم توزيع الحرارة بشكل أكثر كفاءة في الغرفة. استبدل مشعات الحديد الزهر بأخرى من الألومنيوم: نقل الحرارة أعلى بنسبة 40-50٪. إذا تم تثبيت المشعات مع مراعاة الإزالة المريحة ، فمن الممكن غسلها بانتظام ، مما يساهم أيضًا في زيادة نقل الحرارة.

إن تزجيج الشرفة أو لوجيا يعادل تركيب نافذة إضافية. يؤدي هذا إلى إنشاء عازلة حرارية بدرجة حرارة متوسطة أعلى بـ 10 درجات مئوية من الخارج في حالة الصقيع الشديد.

ليس من غير المألوف أن تكون هناك مشكلة ليس في نقص الحرارة ، ولكن مع فائضها. سيكون الحل هو تثبيت منظمات الحرارة على المشعات.

توفير المياه

تأكد من تركيب عدادات المياه. هذا سوف يحفز على تقليل استهلاك المياه.

قم بتثبيت مفاتيح التبديل على الصنابير بدلاً من الصنابير الدوارة. سيكون توفير المياه 10-15٪ بالإضافة إلى الراحة في اختيار درجة الحرارة.

لا تشغل الماء بالضغط الكامل. في 90 ٪ من الحالات ، يكفي استخدام طائرة صغيرة ، في حين يتم تقليل استهلاك المياه بنسبة 4-5 مرات. عند الغسل والاستحمام ، أغلق الماء عند عدم الحاجة إليه.

يأخذ الاستحمام كمية من الماء أقل من 10 إلى 20 مرة من الاستحمام.

تحدث وفورات كبيرة في المياه عند استخدام صهاريج الصرف ذات الزرين.

من الضروري التحقق بعناية من تسرب المياه من خزان الصرف ، والذي يحدث بسبب التركيبات القديمة. إن استبدال التركيبات ليس عملية مكلفة للغاية ، كما أن توفير المياه كبير.

من خلال تيار تسرب رقيق ، يمكن أن تفقد عدة أمتار مكعبة من الماء شهريًا.

بشكل عام ، يعد تقليل استهلاك المياه بمقدار 4 مرات أمرًا ممكنًا ومنخفض التكلفة.

توفير الغاز

يعتبر توفير الغاز أمرًا مهمًا بشكل أساسي إذا تم تركيب عدادات الغاز في الشقق ، وهناك نقاط تدفئة فردية وفي المنازل الخاصة المزودة بـ AOGV. في هذه الحالة ، تؤدي جميع التدابير لتوفير الحرارة والماء الساخن إلى توفير الغاز.

عند الطهي ، هناك أيضًا فرص لتوفير الغاز:

يجب ألا تتجاوز شعلة الموقد قاع الإناء أو المقلاة أو الغلاية ، وإلا فإنك تقوم فقط بتسخين الهواء في الشقة (يوفر 50٪ أو أكثر) ؛

يؤدي تشوه قاع الأطباق إلى زيادة الغاز بنسبة تصل إلى 50٪ ؛

يجب أن تكون الأواني التي يتم طهي الطعام فيها نظيفة وغير محترقة. تتطلب الأطباق المتسخة غاز طهي أكثر من 4 إلى 6 مرات ؛

استخدم أطباق اقتصادية ، وعادة ما تشير الشركة المصنعة إلى هذه الصفات. المنتجات الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع قاع مصقول ، خاصة مع طبقة من النحاس أو الألومنيوم.

أواني الطهي المصنوعة من الألمنيوم المطلي بالمينا والمطلية بالتفلون غير اقتصادية ؛

يجب أن يتلاءم باب الفرن بإحكام مع جسم الموقد وألا يطلق الهواء الساخن.

بشكل عام ، يقلل الاستخدام الاقتصادي للغاز من استهلاكه مرتين ، واستخدام التدابير المقترحة - بنحو 3 مرات.

الاحتباس الحراري

معالجة مياه الصرف الصحي.

المصدر الرئيسي للتلوث البيئي هو المركبات.

يستخدم 96٪ من جميع المنتجات النفطية المنتجة ثم ينبعث منها آلاف الأطنان من أكسيد الهيدروكربون وأكسيد النيتروجين ومواد ضارة أخرى في الغلاف الجوي. في المجموع ، تحتوي غازات العادم لمحرك الاحتراق الداخلي على حوالي 100 مركب ضار بصحة الإنسان. في المتوسط ​​، تنبعث كل سيارة حوالي طن واحد من المواد الضارة سنويًا. إلى جانب ذلك ، تعد السيارة واحدة من أكبر مصادر الضوضاء والاهتزاز.

العامل الرئيسي للانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي هو الغابات ، التي تحتل 37٪ من أراضي جمهورية بيلاروسيا ، والمستنقعات ، وهي أكثر كفاءة بسبع مرات من الغابات في امتصاص ثاني أكسيد الكربون. في المدن ، تعتبر مزارع الحور هي جهاز تنقية الهواء الرئيسي: يقوم أحد أشجار الحور بتنقية الهواء بنفس الطريقة التي تقوم بها 4 أشجار الصنوبر أو 7 أشجار التنوب أو 3 زيزفرات.

المشاكل البيئية لهندسة الطاقة الحرارية.

تحتوي انبعاثات TPP على كمية كبيرة من المعادن ومركباتها. الطاقة الحرارية لها تأثير سلبي على جميع عناصر البيئة تقريبًا ، بما في ذلك البشر والكائنات الحية الأخرى ومجتمعاتهم.

يعتمد تأثير الطاقة على البيئة بشكل كبير على نوع الوقود المستخدم. الوقود "الأكثر نظافة" هو الغاز الطبيعي ، والذي ينتج عند حرقه أقل كمية من ملوثات الهواء. ويتبع ذلك الزيت (زيت الوقود) ، والفحم القاري ، والفحم البني ، والصخر الزيتي ، والجفت.

عندما يتم حرق الوقود ، يتم إنتاج العديد من المنتجات الثانوية. عندما يتم حرق الفحم ، تتشكل كمية كبيرة من الرماد والخبث. يمكن التقاط معظم الرماد ، ولكن ليس كلها. جميع غازات العادم من المحتمل أن تكون ضارة (ثاني أكسيد الكربون CO2).

عندما يتم حرق الوقود ، تتولد الحرارة ، ويتم إطلاق جزء منها في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى التلوث الحراري للغلاف الجوي ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة درجة حرارة أحواض الماء والهواء ، وذوبان الأنهار الجليدية.

مثلما يمكن أن يكون تأثير كميات كبيرة من الجسيمات في الغلاف الجوي كارثيًا.

المشاكل البيئية للطاقة الكهرومائية.

يرتبط أحد أهم تأثيرات الطاقة الكهرومائية بتغريب مساحات كبيرة من الأراضي الخصبة (السهول الفيضية) من الخزانات ، حيث يتم تدمير النظم البيئية الطبيعية في مكانها. تتعرض مساحات كبيرة من الأرض بالقرب من الخزانات للفيضانات نتيجة ارتفاع منسوب المياه الجوفية. هذه الأراضي ، كقاعدة عامة ، تدخل في فئة الأراضي الرطبة.

يرتبط بناء الخزانات بانتهاك حاد للنظام الهيدرولوجي للأنهار وأنظمتها البيئية وتكوين الأنواع للكائنات الحية التي تعيش فيها.

بالإضافة إلى ذلك ، تتدهور جودة المياه في الخزانات لأسباب مختلفة. تزداد كمية المواد العضوية فيها بشكل حاد بسبب النظم البيئية التي غمرت المياه (الخشب ، ورواسب النباتات الأخرى ، ودبال التربة ، وما إلى ذلك) ، ونتيجة لتراكمها نتيجة التبادل البطيء للمياه. هذه هي نوع من خزانات الترسيب ومراكم المواد القادمة من مجاري الصرف.

في الخزانات ، يزداد تسخين المياه بشكل حاد ، مما يزيد من فقدان الأكسجين والعمليات الأخرى الناتجة عن التلوث الحراري. هذا الأخير ، جنبًا إلى جنب مع تراكم المواد الحيوية ، يخلق ظروفًا لزيادة نمو المسطحات المائية والتطور المكثف للطحالب ، بما في ذلك السامة. لهذه الأسباب ، وكذلك بسبب التعافي البطيء للمياه ، تقل قدرتها على التنقية الذاتية بشكل حاد. أدى تدهور جودة المياه إلى وفاة العديد من سكانها. انتشار الأرصدة السمكية آخذ في الازدياد ، وخاصة الديدان المعوية. يتم تقليل صفات الذوق لسكان البيئة المائية.

تتعطل مسارات هجرة الأسماك ، وتتعرض مناطق العلف ، وأماكن التكاثر ، وما إلى ذلك.

المشاكل البيئية للطاقة النووية.

حتى وقت قريب ، كانت الطاقة النووية تعتبر الأكثر واعدة.

تشمل مزايا محطات الطاقة النووية أيضًا إمكانية بنائها دون ربطها برواسب الموارد ، نظرًا لأن نقلها لا يتطلب تكاليف كبيرة بسبب الأحجام الصغيرة (0.5 كجم من الوقود النووي يسمح لك بالحصول على نفس القدر من الطاقة مثل حرق 1000 طن من فحم).

حتى وقت قريب ، ارتبطت المشاكل البيئية الرئيسية لمحطات الطاقة النووية بالتخلص من الوقود المستهلك ، وكذلك بتصفية محطات الطاقة النووية نفسها بعد انتهاء عمرها التشغيلي المسموح به.

أثناء التشغيل العادي لمحطات الطاقة النووية ، فإن إطلاق العناصر المشعة في البيئة لا يكاد يذكر. في المتوسط ​​، تكون أقل بمرتين إلى أربع مرات من محطة طاقة حرارية تعمل بالفحم من نفس السعة.

بعد عام 1986 ، بدأ الخطر البيئي الرئيسي لمحطات الطاقة النووية يرتبط بإمكانية وقوع حوادث فيها. نتيجة لحادث تشيرنوبيل ، تجاوزت المساحة الإجمالية للأراضي الملوثة 8 ملايين هكتار.

بالإضافة إلى العواقب الوخيمة للحوادث في محطات الطاقة النووية ، يمكن ذكر الآثار التالية على البيئة:

تدمير النظم الإيكولوجية وعناصرها (التربة والتربة من طبقات المياه الجوفية ، إلخ) في مواقع تعدين الركازات ، لا سيما مع التعدين المكشوف ؛

سحب الأرض لبناء محطات الطاقة النووية بأنفسهم. يتم تنفير مناطق مهمة بشكل خاص لبناء مرافق لتزويد وإزالة وتبريد المياه الساخنة. بالنسبة لمحطة الطاقة النووية بقدرة 1000 ميجاوات ، يلزم وجود بركة تبريد بمساحة حوالي 800 ~ 900 هكتار. يمكن استبدال البرك بأبراج تبريد عملاقة بقطر عند القاعدة 100-120 وارتفاع يساوي 40 طابقًا ؛

سحب كميات كبيرة من المياه من مصادر مختلفة وتصريف المياه الساخنة. إذا دخلت هذه المياه الأنهار وغيرها من المصادر الطبيعية ، فإنها تتعرض لفقدان الأكسجين ، وزيادة احتمالية الإزهار ، وزيادة ظواهر الإجهاد الحراري بين الأحياء المائية.

لا يستبعد أن تلوث المواد الإشعاعية تلوث الهواء والماء والتربة أثناء استخراج ونقل المواد الخام ، وكذلك أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية وتخزين ومعالجة النفايات والتخلص منها.

الاحتباس الحراري

إن ظاهرة الاحتباس الحراري حقيقة علمية راسخة. السبب الرئيسي للعمليات العالمية ، تغير المناخ على كوكبنا هو التقنيات الحالية التي لها تأثير سلبي ليس فقط على المناخ ، ولكن أيضًا على صحة الإنسان ، حيث تنبعث غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي ، والتي تسبب تأثير الاحتباس الحراري.

تأثير الدفيئة هو خاصية الغلاف الجوي لنقل الإشعاع الشمسي ، ولكنه يؤخر إشعاع الأرض ، وبالتالي يساهم في تراكم الحرارة بواسطة الأرض.

يسمي ملحق اتفاقية الأمم المتحدة للمناخ العمليات التكنولوجية المؤدية إلى انبعاث غازات الاحتباس الحراري:

في قطاع الطاقة - احتراق الوقود والطاقة والتصنيع وصناعات البناء ؛

عند استخراج ونقل الوقود - الوقود الصلب والنفط والغاز الطبيعي ؛

التقنيات الصناعية - التعدين والمواد الكيميائية والمعدنية وإنتاج واستخدام مركبات الكربون المهلجنة ؛

في الزراعة - التخمير المكثف ، التخزين واستخدام السماد الطبيعي ، إنتاج الأرز ، الحرق المتحكم فيه ، حرق النفايات الزراعية ؛

النفايات - تخزين النفايات وحرقها ،

معالجة مياه الصرف الصحي.

الملوث الرئيسي للغلاف الجوي هو ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتكون أثناء توليد الكهرباء بشكل أساسي عن طريق طريقة النار ، أي عن طريق حرق الوقود الأحفوري المستخرج.

الدول التي تنتج٪ من الكهرباء في محطات الطاقة النووية تمنع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. لذلك ، أكد مؤتمر كيوتو أن الدول التي لديها برامج طاقة نووية وتدعمها فقط هي التي تتمتع بإمكانيات أكبر لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

واحدة من أكثر العواصم تلوثًا في الولايات هي بكين التي يبلغ عدد سكانها 12 مليون نسمة. السبب الرئيسي لتلوثها هو المؤسسات الصناعية المنتشرة بكثافة في جميع أنحاء المدينة. يساهم بشكل كبير في تلوث بكين وتدفئة المنازل بالفحم.

صناعة

الاتجاهات الرئيسية لتوفير الطاقة في الصناعة هي:

إعادة الهيكلة الهيكلية للمؤسسات التي تهدف إلى إنتاج منتجات تنافسية أقل استهلاكاً للطاقة ؛

تخصص وتركيز الصناعات الفردية كثيفة الاستهلاك للطاقة (مسبك ، حراري ، طلاء كهربائي ، إلخ) حسب المنطقة ؛

التحديث وإعادة التجهيز التقني لمرافق الإنتاج على أساس التكنولوجيا الفائقة للموارد وتوفير الطاقة والتكنولوجيات الصديقة للبيئة ؛

تحسين مخططات إمداد الطاقة الحالية للمؤسسات ؛

تحسين كفاءة تركيبات الغلايات والضاغطات ؛

استخدام موارد الطاقة الثانوية وأنواع الوقود البديلة ، بما في ذلك نفايات الإنتاج القابلة للاحتراق ؛

تطبيق مصادر الطاقة ذات الدورات الديناميكية الحرارية عالية الكفاءة (PTU ، GTU ، إلخ) ؛

تطبيق أنظمة فعالة للإمداد الحراري والإضاءة والتهوية وإمدادات المياه الساخنة ؛

توسيع شبكة مرافق العرض ؛

تنفيذ المشاريع الكبيرة المعقدة التي تؤثر على مستوى استهلاك الطاقة في الدولة وإمداداتها من الطاقة وكفاءة الطاقة.

الأنشطة ذات الأولوية هي:

تحديث المعدات الحرارية (الأفران ، السخانات ، وحدات استعادة الحرارة ، غرف التجفيف ، إلخ) ؛

استرداد حرارة غاز النفايات ؛

تحسين كفاءة بيوت الغلايات عن طريق أتمتة العمليات الرئيسية والمساعدة ، وتحسين عمليات الاحتراق ، وتركيب مولدات توربينية منخفضة الطاقة في بيوت الغلايات الصناعية ؛

تخفيض تكاليف الإمداد الحراري للمباني والمنشآت والتهوية والإضاءة والتدفئة الساخنة.

زراعة

في الزراعة ، الاتجاهات الرئيسية لزيادة كفاءة استخدام موارد الوقود والطاقة للفترة حتى عام 2005 هي:

تنفيذ أنظمة موفرة للطاقة للمناخ المحلي والتغذية والري وتربية الحيوانات الصغيرة ؛

تنفيذ محطات تجفيف فعالة للحبوب ، بما في ذلك الوقود المحلي ؛

تنفيذ أنظمة التدفئة للمباني الصناعية مع بواعث الأشعة تحت الحمراء ؛

استخدام مجمعات الطاقة الشمسية لتسخين المياه المستخدمة للاحتياجات التكنولوجية ؛

موارد الوقود والطاقة

مصادر الوقود والطاقة - مجموعة أنواع مختلفة من الوقود والطاقة (منتجات النفط والغاز والفحم والصخر الزيتي والصخر الزيتي والكهرباء من محطات الطاقة النووية والكهربائية وكذلك أنواع الوقود المحلية) التي يتعين على الدولة القيام بها تلبية الاحتياجات الصناعية والمحلية والصادرات.

أنواع الوقود

يتم تقسيم الوقود إلى المجموعات الأربع التالية:

ب صلبة

ب السائل

ب الغازية

ب النووية.

كان النوع الأول من الوقود الصلب (وما زال في أماكن كثيرة حتى اليوم) الخشب والنباتات الأخرى: القش ، والقصب ، وسيقان الذرة ، وما إلى ذلك.

حدثت الثورة الصناعية الأولى ، التي غيرت بالكامل البلدان الزراعية في أوروبا ، ثم أمريكا في القرن التاسع عشر ، كنتيجة للانتقال من الوقود الخشبي إلى الفحم الأحفوري. ثم جاء عصر الكهرباء. كان لاكتشاف الكهرباء تأثير كبير على حياة البشرية وأدى إلى ظهور ونمو أكبر مدن العالم.

إن استخدام النفط (الوقود السائل) والغاز الطبيعي ، جنبًا إلى جنب مع تطوير صناعة الطاقة الكهربائية ، ثم تطوير الطاقة الذرية ، سمح للدول الصناعية بإجراء تحولات ضخمة ، نتج عنها تشكيل الوجه الحديث من الارض.

وبالتالي ، فإن الوقود الصلب يشمل:

ل.الخشب والمنتجات الأخرى من أصل نباتي ؛

ب الفحم (بأنواعه: الحجر ، البني) ؛

ب الزيت الصخري.

الوقود الأحفوري الصلب (باستثناء الصخر الزيتي) هو نتاج تحلل الكتلة العضوية للنباتات. أصغرهم هو الخث ، وهو كتلة كثيفة تشكلت من بقايا نباتات المستنقعات المتعفنة. التالي في "العمر" هو الفحم البني - كتلة متجانسة ترابية أو سوداء ، والتي ، أثناء التخزين المطول في الهواء ، تتأكسد جزئيًا (تتجوى) وتتفتت إلى مسحوق. ثم يأتي الفحم ، الذي ، كقاعدة عامة ، زاد من القوة وأقل مسامية. خضعت الكتلة العضوية لأقدمها - الأنثراسيت - لأكبر التغييرات وتتكون من 93 ٪ كربون. يتميز أنثراسايت بصلابة عالية.

الصخر الزيتي هو معدن يعطي ، أثناء التقطير الجاف ، كمية كبيرة من الراتنج ، مماثلة في تركيبها للزيت.

يتم الحصول على الوقود السائل عن طريق تكرير النفط. يتم تسخين الزيت الخام إلى 300 ... 370 درجة مئوية ، وبعد ذلك تتشتت الأبخرة الناتجة إلى كسور تتكثف عند درجات حرارة مختلفة:

غاز مسال (ناتج حوالي 1٪) ؛ - البنزين (حوالي 15٪ ، رك = 30 ... 180 درجة مئوية) ؛ - الكيروسين (حوالي 17٪ ، ر K = 120 ... 135 درجة مئوية) ؛ - ديزل (حوالي 18٪ ، ر K = 180 ... 350 درجة مئوية).

بقايا السائل مع نقطة غليان أولية 330 ... 350 درجة مئوية تسمى زيت الوقود.

الوقود الغازي عبارة عن غاز طبيعي ، يتم إنتاجه بشكل مباشر ومرتبط بإنتاج النفط ، ويسمى الغاز المصاحب. المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو الميثان CH 4 وكمية صغيرة من النيتروجين N2 ، والهيدروكربونات العالية ، وثاني أكسيد الكربون. يحتوي الغاز المصاحب على غاز ميثان أقل من الغاز الطبيعي ، ولكنه يحتوي على كمية أكبر من الهيدروكربونات ، وبالتالي يطلق المزيد من الحرارة أثناء الاحتراق

في الصناعة ، وخاصة في الحياة اليومية ، يتم استخدام الغاز المسال الذي يتم الحصول عليه أثناء المعالجة الأولية للزيت على نطاق واسع. في مصانع التعدين ، يتم الحصول على غازات أفران الكوك وأفران الصهر كمنتجات ثانوية. يتم استخدامها هنا في المصانع لأفران التدفئة والأجهزة التكنولوجية. في المناطق التي توجد بها مناجم الفحم ، يمكن أن يكون الميثان ، الذي ينطلق من اللحامات أثناء التهوية ، بمثابة نوع من "الوقود". تم استبدال الغازات التي تم الحصول عليها عن طريق التغويز (المولد) أو عن طريق التقطير الجاف (التسخين دون الوصول إلى الهواء) للوقود الصلب عمليًا بالغاز الطبيعي في معظم البلدان ، ولكن هناك الآن اهتمام متجدد بإنتاجها واستخدامها.

في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الغاز الحيوي بشكل متزايد - نتاج التخمر اللاهوائي (التخمير) للنفايات العضوية (السماد الطبيعي ، ومخلفات النباتات ، والقمامة ، والصرف الصحي ، وما إلى ذلك).

الوقود النووي هو اليورانيوم. تتجلى فعالية استخدامه من خلال عمل كاسحة الجليد النووية الأولى في العالم "لينين" بإزاحة 19 ألف طن ، بطول 134 م ، وعرض 23.6 م ، وارتفاع 16.1 م ، وغاطس 10.5 م. بسرعة 18 عقدة (حوالي 30 كم / ساعة). تم إنشاؤه لتوجيه قوافل السفن على طول طريق البحر الشمالي ، حيث وصل سمك الجليد إلى مترين أو أكثر. كان يستهلك 260-310 جرامًا من اليورانيوم يوميًا. تتطلب كاسحة الجليد التي تعمل بالديزل لأداء نفس القدر من العمل الذي قامت به كاسحة الجليد لينين 560 طنًا من وقود الديزل.

يُظهر تحليل تقييم توفر الوقود وموارد الطاقة أن أكثر أنواع الوقود ندرة هو النفط. وفقًا لمصادر مختلفة ، ستستمر لمدة 25-40 عامًا. بعد ذلك ، في غضون 35-64 عامًا ، سيتم استنفاد احتياطيات الغاز القابل للاحتراق واليورانيوم. أفضل وضع هو الفحم ، حيث احتياطياته كبيرة جدًا في العالم ، وسيتراوح المعروض من الفحم من 218 إلى 330 عامًا.

موارد الوقود والطاقة. مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة

مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة

تأتي كل الطاقة تقريبًا إلى سطح الأرض من الشمس ، باستثناء كمية صغيرة من الحرارة بسبب النشاط الإشعاعي لقشرة الأرض ، ووجود نواة الأرض الساخنة ، وطاقة الجاذبية لتفاعل الأرض مع القمر والشمس. حتى الوقود الأحفوري المستخدم اليوم يرجع أصله إلى عملية التمثيل الضوئي لنباتات المستنقعات التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ. ومع ذلك ، لا يتم استخدام تدفق الطاقة بالكامل للإشعاع الشمسي ، والذي تبلغ شدته حوالي 1.4 كيلو واط / م 2. يتم تبديد ما يقرب من 30-40 ٪ من تدفق الطاقة هذا عن طريق الانعكاس المباشر. يعتمد معامل الانعكاس (البياض) على السمات المميزة للسطح الذي تسقط عليه أشعة الشمس: سواء كانت صحراء رملية ، أو سهل ثلجي ، أو سطح مائي ، أو غيوم ، إلخ.

الطاقة الممكنة للاستخدام العملي من قبل الإنسان تتركز في أشياء مادية تسمى الوقود وموارد الطاقة (FER).

موارد الوقود والطاقة هي مجمل جميع أنواع الوقود والطاقة الطبيعية والمتحولة المستخدمة في الجمهورية.

الوقود مادة قابلة للاحتراق تستخدم لإنتاج الحرارة عن طريق حرقها.

الطاقة هي قدرة الجسم أو نظام الهيئات على القيام بعمل.

مصدر الطاقة هو ناقل للطاقة يتم استخدامه حاليًا أو يمكن استخدامه في المستقبل.

حاليًا ، مصادر الطاقة الرئيسية المستهلكة هي الوقود الطبيعي وطاقة تدفقات المياه ، وهي ليست أكثر من الطاقة المحولة (المتراكمة) للشمس.

يُطلق على مورد الطاقة المحول والمعالج مسبقًا والمستخدم مباشرة في مرحلة الاستهلاك النهائية ، وكذلك مورد الطاقة الطبيعية المستهلك في هذه المرحلة ، ناقل الطاقة. ومن أمثلة ناقلات الطاقة الغاز الطبيعي وزيت الوقود (وقود الغلايات) والماء الساخن والبخار في أنظمة تدفئة المناطق ، إلخ.

تنقسم موارد الطاقة حسب طريقة تحويل الطاقة الموجودة فيها إلى أولية وثانوية. مصدر الطاقة الأساسي الذي لم يخضع لأي معالجة. مصدر طاقة ثانوي يتم الحصول عليه في سياق أي عملية تكنولوجية نتيجة قلة استخدام الطاقة الأولية أو كمنتج ثانوي للإنتاج الرئيسي ولا يتم استخدامه في هذه العملية التكنولوجية.

وفقًا لقابلية التجديد ، يتم تقسيم موارد الطاقة إلى مصادر متجددة وغير متجددة.

تتشكل المواد غير المتجددة بشكل طبيعي وتتراكم في أحشاء الكوكب من المواد التي يمكن ، في ظل ظروف معينة ، إطلاق الطاقة الموجودة فيها. لكن تكوين مواد جديدة وتراكم الطاقة فيها أبطأ بكثير من استخدامها. وتشمل هذه الوقود الأحفوري ومنتجات معالجته: الفحم الصلب والبني والصخر الزيتي والجفت والزيت والغاز الطبيعي والغاز المصاحب. أنواع خاصة من موارد الطاقة غير المتجددة هي المواد الانشطارية (المشعة) الموجودة في أحشاء كوكبنا.

الطاقة المتجددة هي موارد الطاقة التي يوجد فيها استعادة مستمرة للطاقة. مصادر الطاقة المتجددة هي الشفاء الشمسي ، وطاقة المد والجزر ، وطاقة التفاعلات الكيميائية والانحلال الإشعاعي في أحشاء الأرض (يتجلى في شكل مصادر الطاقة الحرارية الأرضية) ، والطاقة الشمسية (تتجلى في شكل طاقة الرياح والطاقة المائية والكتلة الحيوية).

في مخطط التصنيف ، يُشار إلى أنواع موارد الطاقة غير المتجددة والمتجددة بواسطة مستطيلات بيضاء ورمادية ، على التوالي.

أنواع الوقود (صلب ، سائل ، غازي ، نووي)

بحكم التعريف ، D.I. Mendeleev ، "الوقود مادة قابلة للاحتراق يتم حرقها عمدًا لإنتاج الحرارة."

يشمل مصطلح "الوقود" حاليًا جميع المواد التي تعمل كمصدر للطاقة (على سبيل المثال ، الوقود النووي).

ينقسم الوقود حسب المنشأ إلى:

1. الوقود الطبيعي (الفحم ، الخث ، الزيت ، الصخر الزيتي ، الخشب ، إلخ)
2. الوقود الاصطناعي (وقود المحرك ، غاز المولدات ، فحم الكوك ، قوالب ، إلخ).

وفقًا لحالتها التجميعية ، يتم تقسيمها إلى وقود صلب وسائل وغازي ، ووفقًا للغرض منه ، عند استخدامه ، يتم تقسيمه إلى طاقة ، تكنولوجية ، منزلية. يتم وضع أعلى المتطلبات على وقود الطاقة ، والحد الأدنى من المتطلبات على الوقود المنزلي.

كتلة نباتية من الخشب والوقود الصلب ، والجفت ، والصخر الزيتي ، والفحم البني ، والفحم الصلب.

الوقود السائل - منتجات تكرير النفط (زيت الوقود).

الغاز الطبيعي الغازي الغاز المنتج أثناء تكرير النفط ، وكذلك الغاز الحيوي.

المواد الانشطارية النووية (المشعة) (اليورانيوم والبلوتونيوم).

يشكل الوقود الأحفوري ، أي الفحم والنفط والغاز الطبيعي ، الغالبية العظمى من إجمالي استهلاك الطاقة. ينتج تكوين الوقود الأحفوري عن التأثيرات الحرارية والميكانيكية والبيولوجية على مدى قرون عديدة على بقايا النباتات والحيوانات المترسبة في جميع التكوينات الجيولوجية. كل هذه الأنواع من الوقود تعتمد على الكربون ، ويتم إطلاق الطاقة منها بشكل أساسي من خلال تكوين ثاني أكسيد الكربون.

وقود صلب. الوقود الأحفوري الصلب (باستثناء الألواح) هو نتاج تحلل الكتلة العضوية للنباتات. أصغرهم ، الخث عبارة عن كتلة كثيفة تشكلت من بقايا نباتات المستنقعات المتعفنة. التالي في "العمر" هو الفحم البني ، وهو كتلة متجانسة ترابية أو سوداء ، والتي تتأكسد جزئيًا ("تتأكسد") أثناء التخزين طويل الأمد في الهواء وتتفتت إلى مسحوق. ثم يأتي الفحم ، الذي ، كقاعدة عامة ، زاد من القوة وأقل مسامية. خضعت الكتلة العضوية لأقدم أنثراسيت لأكبر تغييرات وتتكون من 93 ٪ كربون. يتميز أنثراسايت بصلابة عالية.

تقدر الاحتياطيات الجيولوجية من الفحم في العالم ، معبراً عنها بالوقود القياسي ، بـ 14000 مليار طن ، نصفها موثوق (آسيا 63٪ ، أمريكا 27٪). تمتلك الولايات المتحدة وروسيا أكبر احتياطيات من الفحم. توجد احتياطيات كبيرة في ألمانيا وإنجلترا والصين وأوكرانيا وكازاخستان.

يمكن تمثيل كامل كمية الفحم كمكعب بطول 21 كم ، حيث يتم سحب "مكعب" بطول 1.8 كم سنويًا بواسطة شخص. عند معدل الاستهلاك هذا ، سيستمر الفحم حوالي 1000 عام. لكن الفحم هو وقود ثقيل وغير مريح يحتوي على الكثير من الشوائب المعدنية ، مما يعقد استخدامه. يتم توزيع احتياطياتها بشكل غير متساو للغاية. أشهر رواسب الفحم: دونباس (احتياطي الفحم 128 مليار طن) ، بيتشورا (210 مليار طن) ، كاراجاندا (50 مليار طن) ، إيكيباستوز (.10 مليار طن) كوزنيتسك (600 مليار طن) ، كانسكو-أشينسك (600 مليار طن) ) ، أحواض إيركوتسك (70 مليار طن). أكبر رواسب الفحم في العالم هي Tungusskoye (2300 مليار طن ، أكثر من 15 ٪ من الاحتياطيات العالمية) و Lenskoye ؛ D800 مليار طن ، ما يقرب من 13 ٪ من الاحتياطيات العالمية).

يتم تعدين الفحم بطريقة التعدين (من عمق مئات الأمتار إلى عدة كيلومترات) أو في شكل تطويرات مفتوحة. بالفعل في مرحلة تعدين الفحم ونقله ، باستخدام التقنيات المتقدمة ، من الممكن تقليل الخسائر أثناء النقل ، قلل من محتوى الرماد ومحتوى الرطوبة في الفحم المشحون.

الوقود الصلب المتجدد هو الخشب. أصبحت حصتها في توازن الطاقة في العالم الآن صغيرة للغاية ، ولكن في بعض المناطق ، يتم استخدام الخشب (وفي كثير من الأحيان نفاياته) كوقود. ويمكن أيضًا استخدام قوالب الفحم كوقود صلب ، أو خليط ميكانيكي من الفحم أو الخث غرامات مع مواد رابطة (بيتومين ، إلخ) ، مضغوطة تحت ضغط يصل إلى 100 ميجا باسكال في مكابس خاصة.

الوقود السائل. لا يزال يتم الحصول على جميع أنواع الوقود السائل تقريبًا عن طريق تكرير النفط. الزيت هو وقود أحفوري سائل ، وهو سائل بني يحتوي على هيدروكربونات غازية ومتطايرة في محلول. لها رائحة راتنجية غريبة. أثناء تقطير الزيت ، يتم الحصول على عدد من المنتجات ذات الأهمية التقنية الكبيرة: البنزين والكيروسين وزيوت التشحيم ، وكذلك الفازلين المستخدم في الطب والعطور.

يتم تسخين الزيت الخام إلى 300-370 درجة مئوية ، وبعد ذلك يتم تشتيت الأبخرة الناتجة إلى كسور تتكثف عند درجات حرارة مختلفة tk ؛ غاز مسال (حوالي 1٪ إنتاج) ، بنزين (حوالي 15٪ ، tk = 30-180 درجة مئوية) ، كيروسين (حوالي 11٪ ، tk = 120-135 درجة مئوية) ، ديزل (حوالي 18٪ ، tk = 180–350) ° C. يُطلق على المتبقي السائل مع نقطة غليان ابتدائية من 330-350 درجة مئوية زيت الوقود.زيت الوقود ، مثل وقود المحرك ، هو خليط معقد من الهيدروكربونات ، والتي تشمل بشكل أساسي الكربون (84-86٪) والهيدروجين (10) - 12٪).

قد يحتوي زيت الوقود الذي يتم الحصول عليه من الزيت من عدد من الحقول على الكثير من الكبريت (تصل إلى 4.3٪) ، مما يعقد بشكل كبير حماية المعدات والبيئة أثناء احتراقها.

يجب ألا يزيد محتوى الرماد في زيت الوقود عن 0.14٪ ولا يزيد محتوى الماء عن 1.5٪. يتضمن تكوين الرماد مركبات من الفاناديوم والنيكل والحديد ومعادن أخرى ، لذلك غالبًا ما يستخدم كمواد خام للحصول على الفاناديوم على سبيل المثال.

في غلايات بيوت الغلايات ومحطات الطاقة ، عادة ما يتم حرق زيت الوقود ، في منشآت التدفئة المنزلية ، وزيوت التدفئة المنزلية (خليط من الكسور المتوسطة).

تقدر احتياطيات النفط الجيولوجية العالمية بـ 200 مليار طن ، منها 53 مليار طن احتياطيات مؤكدة. يوجد أكثر من نصف احتياطيات النفط الموثوقة في دول الشرق الأوسط والشرق الأدنى: في بلدان أوروبا الغربية ، حيث توجد صناعات عالية التطور ، تتركز احتياطيات النفط الصغيرة نسبيًا. احتياطيات النفط المستكشفة تتزايد باستمرار. وتعزى الزيادة بشكل رئيسي إلى الأرصفة البحرية. لذلك ، فإن جميع تقديرات احتياطيات النفط المتاحة في الأدبيات مشروطة ولا تميز إلا ترتيبًا من حيث الحجم.

إجمالي احتياطيات النفط في العالم أقل من احتياطيات الفحم. لكن النفط وقود أكثر قابلية للاستخدام ، خاصة عند معالجته. بعد الرفع عبر البئر ، يتم إرسال النفط إلى المستهلكين بشكل أساسي عبر خطوط أنابيب النفط أو السكك الحديدية أو الناقلات. لذلك ، فإن عنصر النقل له دور كبير في تكلفة النفط.