Тема 10. ЕНЕРГОПОСТАЧАННЯ МІСТ.

ЕНЕРГОПОСТАЧАННЯ МІСТ

Питання теми

Структура і тенденції розвитку енергопостачання.

Основні тенденції розвитку енергетики міст.

 Вплив енергетичних об’єктів на природне середовище.

Основні терміни: енергія, джерела енергії, енергопостачання, система енергопостачання, паливо, теплопостачання, газопостачання, постачання електричного струму.

Енергетика сучасного міста – це складна багаторівнева система, яка призначена для забезпечення комфортного проживання жителів міста і нормального функціонування промислового виробництва, підприємств і закладів. Існування і розвиток міста як єдиного територіального комплексу можливе лише при наявності надійної і ефективної системи постачання енергією та енергетичними ресурсами. Разом з тим, енергетичні об’єкти є основним техногенним фактором впливу на природне середовище міста.

Структура і тенденції розвитку енергопостачання. Енергію у вільній формі не можна накопичувати і зберігати тривалий час, тому процеси виробництва і споживання енергії новині співпадати в часі або йти один за одним. Це впливає на характер виробничих, технічних і економічних зв’язків енергетика з іншими галузями матеріального виробництва, на структуру і форми розвитку енергетики і систем енергопостачання.

Енергопостачання – це сукупність послідовних процесів виробництва, передачі і використання енергії.

Система енергопостачання – це сукупність установок і приладів, які призначені для цілей енергопостачання.

На практиці части використовують терміт “види енергії”, під яким розуміють різні джерела енергії і види палива.

Паливо – це горюча речовина, яку доцільно з економічної точки зору використовувати для отримання енергії. Паливо характеризується теплотою згоряння. Це кількість теплоти, яка виділяється при повному згорянні палива.

Основними природними (первинними) паливно-енергетичними ресурсами, на яких базується сучасна енергетика, є викопне паливо (вугілля, торф, нафта, сланці, горючі гази), продукти переробки природного палива (мазут, брикети), водяні потоки (річки), ядерне паливо (уран, торій). Існують інші види палива і джерела енергії, наприклад, енергія сонця, енергія вітру, енергія хвиль, геотермальна енергія, енергія біомаси. Це відновлювані, екологічно чисті, так звані альтернативні джерела енергії.

Видом ресурсів визначається напрямок розвитку енергетики: теплоенергетика, яка використовує викопне паливо; гідроенергетика, яка використовує гідроенергетичні ресурси; атомна енергетика, яка базується на перетворенні внутріядерної енергії; вітроенергетика; геліоенергетика і т. Д.

Структура енергопостачання включає такі ланки:

· первинні джерела енергії: не відновлювані (викопні корисні копалини) і відновлювані (енергія вітру, сонця, геотермальна енергія);

· перетворення перинних джерел енергії;

· вторинна енергія: паливо (вугілля, торф, деревина, бензин), електроенергія, теплова енергія:

· транспортування і розподіл вторинної енергії;

· перетворення вторинної енергії;

· корисна енергія (тепло, енергія, освітлення);

· споживання енергії.

Таким чином, виходячи із завдань енергопостачання, будь-яка система енергопостачання базується на певних енергетичних ресурсах і включає в себе три основні елементи:

· джерело енергії (енергогенератор);

· мережі (розподільчі і транспортні);

· споживачі (енергоприймачі).

Основні тенденції розвитку енергетики міст. Основними видами продукції енергетичного виробництва є електрична і теплова енергія, які споживаються на останньому етапі їх використання.

Джерелами електроенергії є різні види електростанцій – теплові електростанції (ТЕС), гідроелектростанції (ГЕС) і атомні електростанції (АЕС). Електростанції, які обслуговують житлові райони, називаються районними електростанціями (РЕС). Розподіл електроенергії забезпечують районні електромережі (РЕМ).

Теплопостачання міст забезпечується в результаті роботи ТЕС, котелень і теплоцентралей (ТЦ).

Структуру енергопостачання міст формують споживачі енергії і енергоємні процеси. Споживачами енергії є житлові будинки, підприємства і заклади комунально-побутового обслуговування, підприємства громадського харчування, зв’язку, заклади освіти, охорони здоров’я, культури, мистецтва, спорту, адмістративно-господарські, навчальні, наукові та інші організації.

В міському комунальному господарстві використання енергії забезпечує силові і теплові процеси, освітлення і використання енергії на культурно-побутові потреби. Практично у всіх містах України, на основі міських комунальних і районних електростанцій і котелень різного типу, утворилась система централізованого електропостачання і теплопостачання населення.

Важливою системою енергопостачання міст є система газопостачання. Завдяки газифікації забезпечується централізація теплопостачання високотемпературних процесів у побуті, громадському і промисловому секторі. Перехід теплових установок з різних видів палива на газоподібне сприяє зменшенню пилогазових викидів у атмосферне повітря і, таким чином, покращенню екологічного і санітарного стану у містах.

Розвиток енергетики міст на сучасному етапі характеризують такі тенденції:

· збільшення витрат енергоресурсів на потреби міського господарства;

· зростання темпів споживання електроенергії по відношенню до темпів використання теплоенергетичних ресурсів в цілому;

· зменшення безпосереднього використання палива за рахунок збільшення ролі перетворених видів енергії у задоволені енергетичних потреб міста;

· покращення екологічних показників виробництва енергії і енергоспоживання;

· підвищення рівня газифікації і збільшення ролі природного газу у паливно-енергетичному балансі міста;

· зростання використання енергії у великих містах, яке виражається у підвищенні енергетичного навантаження на 1 км² території міста і загальних витрат на одного жителя;

· поєднання переважно централізованого електропостачання з децентралізованим теплопостачанням;

· подальший розвиток газопостачання міст внаслідок вдосконалення структури і схеми розподільчих мереж, покращення їх параметрів і модернізації роботи міського господарства.

Нетрадиційні джерела енергії, порівняно з іншими видами енергії, поки що відіграють незначну роль, але спостерігається чітка поступова тенденція розвитку вітроенергетики і геліоенергетики.

Забезпечення надійного і стабільного енергопостачання міст України електричною і тепловою енергією при зменшені шкідливого впливу на навколишнє природне середовище здійснюється в результаті:

· технічної перебудови і реконструкції діючих електростанцій, електричних і теплових мереж;

· впровадження нових технологій спалювання палива;

· введенні в дію нових енергоблоків на АЕС;

· подальшого розвитку гідроенергетики, модернізації ГЕС, будівництва ГАЕС;

· розвитку теплофікації з комбінованим виробництвом теплової і електричної енергії на ТЕС;

· в наслідок створення в Україні повного ядерного паливно-енергетичного циклу;

· орієнтації на забезпечення енергетичним обладнанням вітчизняного виробництва;

· створення необхідних умов для повного і своєчасного забезпечення ТЕС вітчизняним вугіллям;

· розширення об’єктів використання нетрадиційних і відновних джерел енергії.

Вплив енергетичних об’єктів на природне середовище. Вплив енергетичних об’єктів на навколишнє природне середовище зводиться до таких видів:

· водокористування і споживання води, яке змінює водний баланс і якість води;

· випадання на поверхню у вигляді твердих частинок і розчинів продуктів викидів в атмосферу, наприклад кислотних опадів;

· складування продуктів спалювання твердого палива і продуктів збагачення палива;

· викиди твердих і рідких радіоактивних відходів;

· викиди теплоти, які зумовлюють постійне локальне підвищення температури у водоймах, зміни гідрологічного режиму і умов паводків, зміну розподілу опадів, туманів, місцеве потепління повітря;

· створення водосховищ в долинах річок чи в природних пониженнях рельєфу, а також створення штучних ставків-охолоджувачів зумовлює зміни кількісного і якісного складу річного стоку, зміни гідрології водного басейну, підтоплення і заболочування територій, руйнування берегів;

· зміни ландшафтів при створенні різних енергетичних об’єктів, в тому числі вирубування лісів, використання сільськогосподарських земель.

Домішки забруднюючих речовин можуть впливати на природний кругообіг і матеріальний баланс речовин між гідросферою і атмосферою.

Вплив різних енергетичних об’єктів на навколишнє природне середовище, в загальному, показано в таблиці 1.

Таблиця 1. Вплив енергетичних об’єктів на навколишнє природне середовище.

Об’єкт

Фактор впливу

Теплоелектростанції на органічному паливі

Добування вугілля (створення шахт і утворення териконів)

Переробка і транспортування палива

Просідання земної поверхні

Використання територій

Забруднення газоподібними, рідкими і твердими відходами

Зміна альбедо поверхні

Атомні електростанції

Добування ядерного палива

Використання територій

Захоронення відходів

Теплове забруднення

Гідравлічні електростанції

Будівництво дамб

Використання територій

Створення водосховищ

Зміна берегів

Зміна сейсмічності

Підтоплення і заболочування територій

Вплив на підземні води

Зміна процесів, які відбуваються у водоймі

Зміна альбедо поверхні

Лінії електропередач і електричні підстанції

Використання територій

Вирубування лісів

Виникнення блукаючих потоків

Виникнення шуму

Утворення зон підвищеної напруженості електромагнітних полів

Теплотраси

Використання території

Зміна термічного режиму

Література: 1, 8, 10.

Таким чином, існування і розвиток міст не можливий без споживання енергії. Система енергопостачання міста складається з теплопостачання, електропостачання і газопостачання. Експлуатація енергетичних об’єктів зумовлює різні види впливу на навколишнє природне середовище, зокрема забруднення атмосфери і природних вод, зміну гідрологічних режимів, руйнування земної поверхні, теплове забруднення, зміни фізичних полів та інше.

Вичерпання викопних енергетичних ресурсів і значний вплив енергетичних об’єктів на навколишнє середовище зумовив необхідність пошуку нетрадиційних і відновлюваний джерел енергії, таких як енергія сонця, вітру, тепла Землі, біомаси, океанів і морів, вторинні матеріальні ресурси.