Общая энергетика

1.

ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА
www.tyuiu.ru

2.

ЛЕОНОВ ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ
[email protected]

3.

ВВЕДЕНИЕ
www.tyuiu.ru

4.

ВВЕДЕНИЕ
Энергоресурсы – материальные объекты, в которых сосредоточена
возможная для использования энергия.
Энергия – количественная оценка различных форм движения материи,
которые могут превращаться друг в друга, – условно подразделяется по
видам:
- химическая,
- механическая,
- электрическая,
- ядерная и т.д.
Основные энергоресурсы:
- энергия рек, водопадов;
- различные органические топлива – уголь, нефть, газ;
- ядерное топливо – уран и торий.
4

5.

ВВЕДЕНИЕ
Энергетические ресурсы
возобновляемые
те, которые природа непрерывно
восстанавливает (вода, ветер и т.п.)
невозобновляемые
ранее накопленные в природе, но
в новых геологических условиях
практически не образующиеся
(каменный уголь, нефть, газ и др.)
5

6.

ВВЕДЕНИЕ
Ориентировочные мировые запасы основных органических горючих
6

7.

ВВЕДЕНИЕ
Энергетия
первичная
энергия, непосредственно существующая
в природе (минеральное и растительное
органическое топливо, механическая
энергия воды и ветра, лучевая энергия
Солнца, тепло недр Земли, руды
делящихся материалов и др.)
вторичная
энергия, получаемая человеком после
преобразования первичной энергии на
специальных установках – станциях
(энергия электрическая, пара, горячей
воды и т.д.)
7

8.

ВВЕДЕНИЕ
Энергетия
первичная
подведенная
энергоносители, получаемые
потребителями (разные виды жидкого,
твердого и газообразного топлива,
электроэнергия, пар и горячая вода,
разные носители механической энергии,
делящиеся материалы и др.)
конечная
форма энергии, непосредственно
применяемая в производственных,
транспортных или бытовых процессах
потребителей (электронная,
механическая, световая, тепло разных
потенциалов, химическая, звуковая,
радиационная и др.)
Энергетика – совокупность больших естественных и искусственных
подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования
энергетических ресурсов всех видов.
Цель энергетики – обеспечение производства энергии путем
преобразования первичной (природной) энергии (например, химической
энергии топлива) во вторичную (например, в электрическую или тепловую
энергии), а также её распределение и потребление.
8

9.

ВВЕДЕНИЕ
Современное энергетическое хозяйство включает всю совокупность
предприятий, установок и сооружений, а также связывающих их
хозяйственных отношений, которые обеспечивают функционирование и
развитие добычи (производства) энергоресурсов и всех цепочек их
преобразования до конечных установок потребителей включительно.
Энергетические ресурсы
Другие отрасли
хозяйства
Энергетика
Электроэнергетика
Электрические
подстанции
Теплоэнергетика
Электрические
станции
Котельные
9

10.

ВВЕДЕНИЕ
Как видно из приведенного выше определения энергохозяйства, важной
его частью является система энергоснабжения, основная задача которой –
снабжение предприятия необходимыми ему видами энергии и
энергоносителей.
Составляющие энергетического хозяйства:
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – часть энергетического
хозяйства от добычи (производства) энергетических ресурсов до получения
энергоносителей потребителями;
Электроэнергетика – часть ТЭК, обеспечивающая производство и
распределение электроэнергии и тепла;
Централизованное теплоснабжение – часть ТЭК, обеспечивающая
производство и распределение пара и горячей воды от источников общего
пользования;
Теплофикация – часть электроэнергетики и централизованного
теплоснабжения,
обеспечивающая
комбинированное
производство
электроэнергии, пара и горячей воды на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и
магистральный транспорт тепла.
10

11.

ВВЕДЕНИЕ
Топливно-энергетические балансы – основная характеристика
энергетического хозяйства, обеспечивающая для рассматриваемого объекта
(мира, страны, региона, отрасли, предприятия, цеха, установки и т.д.)
согласование прихода и расхода всех видов энергии по всем фазам ее
преобразования в границах данного объекта.
Схема топливно-энергетического баланса Москвы за 2018 год
(единицы измерения представленных значений – тыс. т у. т.)
(Источник: журнал «Энергосбережение» за №5'2020)
11

12.

ВВЕДЕНИЕ
При составлении энергетических балансов учитываются:
1. коэффициенты полезного действия (КПД) энергетических установок;
2. коэффициент полезного использования (КПИ) энергии;
3. коэффициент извлечения энергии;
4. общий коэффициент использования природных энергетических
ресурсов.
Коэффициенты полезного действия (КПД) энергетических установок
– исчисленное в одних единицах измерения отношение отпущенной энергии
к подведенной.
В электроэнергетике наиболее информативны КПД электростанций,
которые в настоящее время составляют в России:
- от 0,9 до 0,97 для гидроэлектростанций (ГЭС),
- от 0,5 до 0,75 для теплоэлектроцентралей (ТЭЦ),
- от 0,33 до 0,42 для тепловых конденсационных электростанций (КЭС),
- от 0,28 до 0,33 для атомных электростанций (АЭС).
12

13.

ВВЕДЕНИЕ
При составлении энергетических балансов учитываются:
1. коэффициенты полезного действия (КПД) энергетических установок;
2. коэффициент полезного использования (КПИ) энергии;
3. коэффициент извлечения энергии;
4. общий коэффициент использования природных энергетических
ресурсов.
Коэффициент полезного использования (КПИ) энергии – произведение
коэффициентов полезного действия по всем цепочкам преобразования
энергии от первичных источников до ее утилизации потребителями
Коэффициент извлечения энергии – отношение извлеченных первичных
энергоресурсов к их содержанию в природной среде в местах разработки (в
настоящее время в зависимости от вида энергоресурса он составляет от 0,2
до 0,4).
Общий коэффициент использования природных энергетических
ресурсов находится в диапазоне от 0,1 до 0,15.
13

14.

ВВЕДЕНИЕ
В традиционной энергетике в мировом масштабе преобладает
теплоэнергетика:
- на базе нефти вырабатывается 39% электроэнергии,
т.е. суммарно 90%
- на базе угля – 27%,
электроэнергии
- на базе газа – 24%,
- на АЭС вырабатывается 7%,
- на ГЭС - 3%.
Однако при этом надо иметь в виду существенные региональные
отличия, вызванные, в первую очередь наличием соответствующих ресурсов.
Например, энергетика таких стран, как Польша, ЮАР, практически
целиком основана на использовании угля, а Нидерландов – газа. Очень
велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.
В России более 90% существующего потенциала электроэнергетики
объединено в Единую энергетическую систему (ЕЭС) России, которая
охватывает всю обжитую территорию страны от западных границ до
Дальнего Востока и является одним из крупнейших в мире централизованно
управляемых энергообъединений.
14

15.

ВВЕДЕНИЕ
Единая энергетическая система России
(Источник: АО «Системный оператор Единой энергетической системы»)
15

16.

ВВЕДЕНИЕ
По оперативным данным АО «СО ЕЭС» потребление электроэнергии в
Единой энергосистеме России в 2021 году составило 1090,4 млрд. кВт·ч, что
на 5,5% больше объема потребления в 2020 году. Потребление
электроэнергии в целом по России в 2021 году составило 1107,1 млрд. кВт·ч,
что на 5,4% больше, чем в 2020 году.
В 2021 году электростанции ЕЭС России выработали 1114,5 млрд. кВт·ч,
что на 6,4% больше, чем в 2020 году. Выработка электроэнергии в России в
2021 году составила 1131,2 млрд. кВт·ч, что на 6,3% больше, чем в 2020 году.
КПД электрических сетей в целом по России – 97,9 % (потери 2,1 % –
24,1 млрд. кВт·ч);
КПД электрических сетей в Единой энергосистеме России – 97,8 % (потери
2,2 % – 24,1 млрд. кВт·ч).
16

17.

ВВЕДЕНИЕ
17

18.

ВВЕДЕНИЕ
Годовой максимум потребления электрической мощности в ЕЭС России
зафиксирован 24 декабря 2021 года в 11:00 по МСК. Его значение составило
161 418 МВт, что на 10 984 МВт (7,3 %) больше максимума 2020 г.
Основную нагрузку по обеспечению спроса на электроэнергию в ЕЭС
России в 2021 году несли:
- тепловые электростанции (ТЭС), выработка которых составила
609,2 млрд. кВт·ч, что на 9 % больше, чем в 2020 году.
- ГЭС – 209,5 млрд. кВт·ч (+1%),
- АЭС – 222,2 млрд. кВт·ч (+3,1%),
- электростанции промышленных предприятий – 67,7 млрд. кВт·ч (+1,9%).
18

19.

ВВЕДЕНИЕ
Более 45% мощности электростанций России сконцентрировано на
электростанциях единичной мощностью 2000 МВт и выше.
Крупнейшие агрегаты, работающие на ТЭС, имеют единичную мощность
1200 МВт, на АЭС – 1000 МВт, на ГЭС – 640 МВт.
Саяно-Шушенская ГЭС
Установленная мощность
6400 МВт
Сургутская ГРЭС-2
Установленная мощность
5667,1 МВт
Балаковская АЭС
Установленная мощность
4000 МВт
19