Материально-техническая база отрасли

1. Понятие «энергетические ресурсы»

2. Количественная характеристика топливно-энергетических ресурсов России

3. Вторичные энергетические ресурсы

4. План материально-технического обеспечения

5. Расчет потребности в топливе и энергии

1. Энергетическими ресурсами называют выявленные природные запасы различных видов энергии, пригодные для использования в народном хозяйстве в широких масштабах.

Их следует отличать от природных запасов энергии вообще, которые практически бесконечны – солнечная и геотермальная энергия, энергия океанов и морей, ветра, но эти виды энергии в обозримой перспективе в значительных масштабах применяться не будет.

Основные виды энергетических ресурсов в современных условиях – уголь, газ, нефть, торф, сланцы, гидроэнергия, атомная энергия.

Энергетические ресурсы используют для получения того или иного вида энергии. Под энергией понимается способность какой-либо системы производить работу или тепло. Получение требуемого количества энергии связано с затратой некоторого количества какого-либо рода энергетического ресурса.

Энергоресурсы, как и энергия, могут быть первичными и вторичными.

Первичные ресурсы находятся в природе в начальной форме. Их подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые ресурсы восстанавливаются постоянно. К ним относятся: излучение солнца; энергия ветра, волн, морских течений, биомассы; гидроэнергия, геотермальная энергия, гравитационная энергия, энергия морских приливов.

К невозобновляемым относятся ресурсы, запасы которых по мере их добычи необратимо уменьшаются: каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ, ядерное топливо.

Если исходная форма первичных энергоресурсов в результате превращения или обработки изменяется, то образуются вторичные энергоресурсы и соответственно вторичная энергия.

К вторичным относятся все первичные энергоресурсы после одного или нескольких превращений.

К первичным относят топливные формы энергоресурсов: топливные формы: твердые (торф в брикетах, обогащенный бурый уголь, кокс), жидкие (мазут, дизельное топливо, горючие масла), газообразные (искусственный газ, жидкий газ, водород).

Вторичные энергоресурсы: электричество; тепловая энергия: пар, горячая вода, отходы тепла; экономия потерь на превращение энергии, ее транспорт (передачу) и распределение.

Для соизмерения ресурсов и определения действительной экономичности их расходования принято использовать понятие «условное топливо».

Его среднюю рабочую теплоту сгорания Qнат принимают равной 29300 ГДж/кг (7000 Гкал/кг). Зная теплоту сгорания и количество натурального топлива, можно определить эквивалентное количество тонн условного топлива (т у. т.):

,

где Внат – количество натурального топлива, т;

Qнат – теплота сгорания натурального топлива.

При оценке ресурсов газа в условном топливе Внатподставляется в формулу в тыс. м³, а теплота сгорания натурального топлива принимается в кДж на 1 м³.

При необходимости оценки энергоресурсов, в том числе гидроресурсов, в кВт·ч, 1 кВт·ч приравнивается к 340 т у. т.

В современных условиях 80–85 % энергии получают, расходуя невозобновляемые энергоресурсы: различные виды угля, горючие сланцы, нефть, природный газ, торф, ядерное горючее.

Преобразование топлива в конечные виды энергии связано с вредными выбросами твердых частиц, газообразных соединений, а также большого количества тепла, воздействующих на окружающую среду.

Возобновляемые источники энергии в экологическом отношении обладают наибольшей чистотой.

Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются в транспортировке к месту потребления, но обладают низкой концентрацией энергии, в связи с чем преобразование энергии большинства возобновляемых источников требует больших затрат материальных ресурсов и больших удельных затрат денежных средств (р./кВт) на каждую установку.

Из возобновляемых энергоресурсов в настоящее время используются гидроэнергия и в относительно малых количествах энергия солнца, ветра, геотермальная энергия.

Из всех видов потребляемой энергии наибольшее распространение получила электроэнергия и теплота.

2. На территории России, составляющей 10% территории Земли, сосредоточено около 13% мировых разведанных запасов нефти, 32% запасов природного газа, 40% разведанных запасов угля, а также около 14% запасов урана. Кроме того, экономический потенциал нетрадиционных источников энергии и местных запасов органического топлива (без торфа) оценивается более чем в 1 млрд т у. т.

В настоящее время на долю России приходится приблизительно седьмая часть производства первичных ресурсов в мире.

В силу особенностей геологического строения и степени изученности недр России сырьевые ресурсы для производства топлива и энергии размещены по территории страны крайне неравномерно. Примерно 80% разведанных запасов нефти и газа и около половины запасов угля расположены в Западной Сибири, а наиболее освоены и развиты европейская часть страны и Урал. Данное обстоятельство предопределяет необходимость транспортировки большого количества топлива и энергии из Сибири в европейскую часть страны.

Наименее изученные и освоенные в геолого-промышленном отношении – территории Восточной Сибири и континентального шельфа северных морей. Вместе с тем названные территории имеют благоприятные условия для организации на них поисково-разведочных работ на углеводородное сырье.

Приведем краткую характеристику запасов отдельных видов энергоносителей.

Нефть.Россия по разведанным запасам нефти занимает второе место в мире, а по добыче – третье. В настоящее время в России открыто более 1800 нефтяных и газонефтяных месторождений с промышленными запасами, из них 10 месторождений расположены на шельфах морей. Их суммарные запасы составляют несколько млрд т.

Распределение запасов нефти по регионам России крайне неравномерно. Основные запасы нефти промышленных категорий сосредоточены в западно-сибирском регионе – 72,3%. На европейскую часть страны приходится 21% от общих запасов нефти.

Газ. Россия обладает самой мощной сырьевой базой в мире для добычи газа. К настоящему времени в России открыто свыше 750 газовых, газоконденсатных и газонефтяных месторождений. Из 600 трлн м³ потенциальных ресурсов газа в мире на Россию приходится 212 трлн м³ (32% от мировых запасов).

Более 75% всех запасов газа в России сосредоточено в 21 месторождении с единичными запасами не менее 500 млрд м³, на которые приходится около 90% текущего объема добычи.

Текущие разведанные запасы газа составляют 49,2 трлн м³ (20% мировых), из которых около половины сосредоточены в разрабатываемых месторождениях, около 30% – в подготовленных к разработке, 20% – в разведуемых и менее 1 % законсервированы по технико-экономическим соображениям.

На территории страны запасы газа распределены неравномерно, основная их доля (79,9%) находится в Западной Сибири. В этом регионе добывается 87% российского газа. Не все из известных уникальных месторождений в настоящее время эксплуатируются.

Уголь.Это один из наиболее распространенных энергоносителей. Запасы угля выявлены на всех континентах земного шара. Огромная величина мировых (11–12 трлн т у. т.) и российских (4,5 трлн т натурального топлива) запасов углей позволяет утверждать, что и в перспективе уголь сохранит весомую роль в топливно-энергетическом балансе.

Различают 3 основные природные разновидности ископаемых запасов угля: бурый, каменный и антрациты.

Основное направление промышленного использования – энергетическое (80% добываемых в России) и технологическое – получение металлургического кокса. В более ограниченном объеме уголь поступает на полукоксование и газификацию, для производства разнообразных химических продуктов.

В РФ к настоящему времени разведано 22 угольных бассейна и 105 отдельных месторождений.

Теплота сгорания угля, МДж/кг, в пересчете на рабочее топливо составляет 6,1–18,8 для бурого угля, 22,0–22,5 для каменного угля и 20–26 для антрацитов.

Промышленному использованию угля предшествуют процессы его подготовки – сортировка, обогащение с целью повышения в нем содержания органики, подсушка для удаления избыточной влаги, брикетирование или окускование.

Ископаемый уголь залегает в виде пластов, пластообразных и линзовидных залежей. Размеры площадей непрерывного распространения угольных пластов и залежей колеблются от нескольких единиц до десятков тысяч квадратных километров, а мощность (толщина) пластов и залежей – от нескольких сантиметров до 200 м.

Разработка угольных пластов ведется как подземным (шахты), так и открытым способом.

Ядерная энергетика.В настоящее время в РФ на 9 АЭС эксплуатируется 20 энергоблоков общей установленной мощностью 21,2 ГВт, главным образом с корпусными (ВВЭР 440 и 1000 МВт) и канальными кипящими (РБКМ 100 МВт) реакторами с выработкой 11,5% общего количества электроэнергии в стране.

Гидроэнергетические ресурсы.Экономически целесообразный гидроэнергетический потенциал России составляет порядка 852 млрд кВт·ч. Освоенный потенциал на действующих и строящихся ГЭС составляет 200 млрд кВт·ч или 23,4% (в том числе 17,7% только на действующих ГЭС).

Установленная мощность ГЭС России составляет 43,8 млн кВт, удельный вес ГЭС по установленной мощности – 20,3%.

Однако роль ГЭС существенна не только для пополнения энергетического баланса России в целом и ее отдельных регионов, а преимущественно как специфического энергоносителя для покрытия неравномерной части графиков электрической нагрузки, регулирования частоты напряжения электрического тока, т. е. для повышения качества электроснабжения потребителей.

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии.Это установки и устройства, использующие энергию ветра, солнца, биомасс, геотермальную энергию, тепловые насосы, использующие низкопотенциальное тепло, содержащееся в приземных слоях воздуха, воды, верхних слоях Земли и промышленных выбросах.

Нетрадиционная энергетика в России может эффективно использоваться для энергоснабжения потребителей, прежде всего в районах, не охваченных централизованным энергоснабжением. К этим зонам относятся обширные территории окраин России, в которых проживает около 20 млн чел., а также отдельные районы Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока и сельские районы в центральной части страны (Архангельская, Вологодская, Кировская, Ярославская и некоторые другие области).

Геотермальная энергетика. Запасы геотермальной энергии представляют собой запасы термальных вод и пароводяной смеси (ПВС), которые могут быть использованы соответственно для отопления и сооружения геотермальных электростанций.

В настоящее время в России разведано 56 месторождений и участков термальных вод с подачей в сутки до 300 тыс. м³ горячей воды и девять месторождений с возможной подачей в сутки 112 тыс. т пароводяной смеси.

Запасы пароводяной смеси, сосредоточенные в основном в Курильско-Камчатской зоне, могут обеспечить работу ГеоТЭС мощностью до 1000 МВт. Ряд перспективных месторождений имеется также в Западной Сибири и на Дальнем Востоке.

Энергия биомассы. Биомасса – отходы животноводства, сельскохозяйственного, целлюлозно-бумажного, лесозаготовительного производства и осадки городских сточных вод.

Биомасса в качестве источника энергии имеет то преимущество, что ее использование заметно улучшает экологическую обстановку в регионе; при ее сжигании выделяется менее 0,1% серы и всего 3–5%золы; кроме того, сельскохозяйственное производство получает ценное органическое удобрение. Экономический потенциал биомассы в России ориентировочно оценивается в 35 млн т у. т. в год.

Энергия ветра. Один из основных факторов, определяющих потенциал энергии ветра, – его среднегодовая скорость. Положительный экономический эффект от работы ветроэнергоустановок следует ожидать при скорости ветра более 5 м/с и числе часов использования установленной мощности 2000 ч и более. Такая возможность наиболее характерна для побережья наших северных и восточных морей.

Экономический потенциал ветроэнергоустановок в настоящее время оценивается приблизительно в 10 млн т у. т. в год.

Солнечная энергия. В качестве критерия оценки солнечного потенциала используется средняя месячная сумма солнечной радиации и плотность солнечного излучения на 1 м² площади.

Технический потенциал преобразования солнечной энергии достаточно велик, однако экономически оправданный потенциал оценивается приблизительно в 12,5 млн т у.т. в год.

Низкопотенциальное тепло. Использование низкопотенциального тепла станций аэрации, незамерзающих источников, грунта, систем оборотного водоснабжения осуществляется с помощью тепловых насосов.

Целесообразными областями применения тепловых насосов являются районы с повышенными требованиями к охране окружающей среды (санаторно-курортные зоны), а также для тепло-холодоснабжения общественных зданий (школы, магазины, плавательные бассейны), промышленных предприятий и на молочно-товарных фермах для охлаждения молока с одновременным подогревом технологической воды.

Экономический потенциал этого вида нетрадиционного источника энергии оценивается приблизительно в 35 млн т у. т. в год.

3. Экономия энергетических ресурсов в промышленности может осуществляться путем повышения КПД технологических агрегатов, путем использования вторичных энергоресурсов (ВЭР), образуемых за счет снижения потерь энергии, для удовлетворения потребности в теплоте, электрической и механической энергии других агрегатов и процессов. Наряду с первичными топливными ресурсами заметную роль в промышленности играют ВЭР, получаемые из продукции, отходов, побочных или промежуточных продуктов технологических процессов.

Вторичные энергетические ресурсы по техническим характеристикам могут быть разделены на три вида:

– горючие (топливные), к которым относятся: вторичные горючие газы плавильных печей (доменных, колошниковых, конверторных, шахтных печей и вагранок), горючие отходы процессов химической и термохимической переработки сырья, неиспользуемые (непригодные) для дальнейшей технологической переработки отходы деревообработки;

– тепловые, к которым относятся: физическая теплота отходящих газов технологических агрегатов, физическая теплота основной и побочной продукции, теплота рабочих тел систем принудительного охлаждения технологических агрегатов и установок, теплота горячей воды и пара, отработавших в технологических и силовых установках;

– избыточного давления, к которым относится потенциальная энергия газов и жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей (газов) или при выбросе их в атмосферу.

Вторичные энергетические ресурсы могут использоваться для удовлетворения потребности в теплоте, топливе или в утилизационных установках для производства теплоты, электроэнергии, холода, механической работы.

Возможны четыре основных направления использования ВЭР:

1) топливное – непосредственное использование горючих ВЭР в качестве топлива, например использование доменного газа для отопления мартеновских, прокатных и других печей;

2) тепловое – использование теплоты, получаемой непосредственно в виде ВЭР или вырабатываемой за счет ВЭР в утилизационных установках. К этому направлению относится также выработка холода за счет ВЭР в абсорбционных холодильных установках, например: использование физической теплоты уходящих газов (после печей) для сушки сырья, материалов, для вырабртки пара в котлах-утилизаторах, использование утилизированной теплоты отработавших газов газовых турбин, компрессорных станций, магистральных газопроводов для получения пресной воды и др.;

3) силовое – использование потребителями механической или электрической энергии, вырабатываемой в утилизационных установках (станциях) за счет ВЭР, например использование избыточного давления доменного газа для производства электроэнергии;

4) комбинированное – использование теплоты и электроэнергии, одновременно вырабатываемых за счет ВЭР в утилизационных установках (утилизационных ТЭЦ) по теплофикационному циклу.

Использование ВЭР обеспечивает большой экономический эффект.

4. План материально-технического снабжения разрабатывается во всех звеньях промышленности и является одним из разделов плана развития промышленности.

Основные задачи планирования материально-технического снабжения – расчет потребности промышленности в материальных ресурсах и определение источников удовлетворения этой потребности.

Потребность во всех видах материально-технических ресурсах определяется на основе соответствующих расчетов, а также мероприятий, направленных на использование внутренних резервов, для чего составляется план материально-технического обеспечения (МТО).

Исходными данными для расчета потребности в материально-технических ресурсах по направлениям расхода являются:

1) намеченные предприятием объемы выполняемых работ;

2) требуемое изменение размера запасов;

3) потребность подразделений, финансируемых за счет прибыли предприятия;

4) нормативная база с учетом планируемого снижения норм расхода.

Таким образом, составить план МТО – значит:

− рассчитать потребность в материально-технических ресурсах;

− составить балансы МТО по каждому виду ресурсов.

Потребность в материально-технических ресурсах определяется одним из следующих методов:

1) метод прямого счета – расчет потребности в ресурсах путем умножения нормы их расхода на объем производства продукции (работы) в рассматриваемом периоде;

2) метод аналогии – используется в случае отсутствия нормы расхода ресурсов. Расчет потребности ведется по аналогичному изделию, для чего устанавливаются сходства и отличия двух изделий: первого, на которое норма расхода существует, и второго, на которое рассчитывается потребность;

3) метод расчета потребности на базе отчетных данных используется при расчете потребности во вспомогательных материалах (ветошь, смазки), а также в материалах для подразделений социальной сферы (метлы, грабли, ведра, стиральные порошки);

4) метод расчета потребности по типовым представителям используется тогда, когда предприятие выпускает большую гамму разнообразной продукции, а также при отсутствии уточненной программы выпуска, при этом типовым представителем выступает такая продукция, для которой норма расхода является средневзвешенной величиной.

5.Расчеты потребности в топливе и энергии осуществляются по направлениям использования: технологические нужды, вспомогательные производства, коммунально-бытовые нужды.

Потребность в топливе рассчитывается на отопление и горячее водоснабжение прямым счетом исходя из кубатуры отапливаемых помещений (отопление), численности работников предприятия (горячее водоснабжение), длительности отопительного периода (отопление), коэффициента калорийности используемого топлива (отопление и горячее водоснабжение).

Потребность в электроэнергии рассчитывается раздельно на технологические и хозяйственно-бытовые нужды (освещение, вентиляция).

Расчет затрат на электроэнергию производится:

– для предприятий с присоединенной мощность до 750 кВ·А – по одноставочному тарифу (умножение тарифа, в рублях, на рассчитанную потребность, в кВт·ч);

– для предприятий с присоединенной мощностью более 750 кВ·А – по двуставочному тарифу.

Одноставочный тариф состоит только из платы за 1 кВт·ч отпущенной потребителю активной электроэнергии, учтенной счетчиком.

Двуставочный тариф состоит из основной платы (годовой) за 1 кВт заявленной потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, и дополнительной платы за 1 кВт·ч потребленной активной электроэнергии.

Таблица Расчеты затрат на электроэнергию