Раціональне використання енергоресурсів.

Споживання енергоресурсів у всьому світі безперервно збільшується, млрд. т умовного палива:

1900-1925 рр. - 30; 1950-1975 рр. - 95;

1925-1950 рр. - 50; 1975-2000 рр. – 300-450.

Нині на одну людину припадає в середньому в США - близько 7 т енергоресурсів, у Японії - 1,5-5 т, а в країнах, що розвиваються, - 0,15- 0,3 т у нафтовому еквіваленті (нафтовий еквівалент 1 т = 44 • 10¹⁵ Дж). У період з 1990 до 2000 р. споживання енергоресурсів на 1 людину збіль­шилося приблизно в 5 разів. Задоволення зростаючих потреб населення полягає в раціональному використанні енергоресурсів, якого досягають кількома способами:

-реструктиризацією енергоємних галузей господарства з використан­ням менш енергоємних;

- економією енергоресурсів у всіх галузях господарської діяльності;

- використанням нетрадиційних джерел енергії;

- використанням вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР), тобто ути­лізацією відходів теплоти й енергії.

Ці способи реалізуються відповідно до закону енерговіддачі в природо­користуванні: у процесі добування з природних систем корисної продукції з часом (в історичному аспекті) на її виготовлення витрачається в серед­ньому дедалі більше енергії (зростають енергетичні витрати на одну лю­дину). Так, якщо в неоліті витрати на одну людину становили 42 000 кДж (близько 10-12 тис. кДж для харчування), наприкінці середніх віків - 92 000 кДж, то в 1970 р. на одного жителя США - 964 000 кДж. Ці потре­би, очевидно, зростатимуть і надалі.

Враховуючи вичерпність викопного палива та забруднення довкілля відходами енергетики, дедалі більше зростатиме значення відновних дже­рел енергії. За прогнозами, до 2020 р. ці джерела замінять близько 2,5 млрд. т палива. їх частка у виробництві електроенергії й теплоти становитиме 8 %. Отже, дедалі більше використовуватимуть енергію Сонця (геліостанції), вітру (вітродвигуни), геотермальні теплові електростанції (ГеоТЕС), енер­гію океанів у вигляді теплоти, енергії течій, хвиль і припливів.

Для виробництва електричної й теплової енергії у лісопереробній про­мисловості використовують біомасу - енергоносії рослинного походжен­ня. Турбогенератори, що працюють на продуктах газифікації біомаси, можуть успішно конкурувати з традиційними тепловими, ядерними та гідравлічними енергоресурсами.

Істотним резервом економії енергії є використання вторинних енерге­тичних ресурсів (теплових відходів). На машинобудівних підприємствах тепловими відходами є фізична теплота викидних газів, охолодження на­грівних і термічних печей та вагранок, теплота відпрацьованої пари ко­вальсько-пресового обладнання тощо.

У чорній та кольоровій металургії до теплових ВЕР належать фізична теплота основної продукції та відходів виробництва, теплота викидних газів мартенівських і доменних печей, конверторів, нагрівних печей прокатного виробництва, а також відведена теплота після охолодження агрегатів.

У хімічній промисловості в значних кількостях ВЕР утворюються в результаті виробництва сульфатної та нітратної кислот, аміаку, каустич­ної соди, добрив, хімічних волокон і пластмас. Це теплота викидних га­зів, фізична теплота охолодних рідин промивних ванн, теплообмінників, теплота відпрацьованої пари й конденсату тощо.

На підприємствах нафтопереробної промисловості ВЕР - це фізична теплота продукційного потоку, викидних газів трубчастих печей і печей спалювання гідрогенсульфіду, установок регенерації каталізатора, фізична теплота після спалювання токсичної органіки і теплота охолодної води.

Вторинні енергетичні ресурси є також на тепло- і електростанціях (ТЕС і ГЕС). На ТЕС - це теплота охолодної води конденсаційних пристроїв, на ГЕС - відходи тепловиділення в електрогенераторах. Джерелами ВЕР є викидні димові гази котелень або відведені продукти спалювання в газотурбінних установках, нагріта охолодна вода із системи охолодження генераторів електростанцій. На АЕС - теплота конденсату і охолодних систем.

Утилізацію відходів теплоти й енергії здійснюють, безпосередньо ви­користовуючи їх у процесах, які були джерелом цих відходів, або в інших, та за допомогою теплообмінних пристроїв різної конструкції - рекупе­раторів, регенераторів, котлів-утилізаторів, а також в інших конструк­ціях, наприклад агрегатах мотор-насос-турбіна. Відпрацьовані пару й гарячу воду використовують зазвичай безпосередньо (без трансформації в інші енергоносії) для опалення та гарячого водозабезпечення. Теплоту викидних газів можна використати для сушіння, випарювання, дистиля­ції та здійснення інших процесів.

У хімічній та деяких інших галузях промисловості утилізовану теплоту продуктів реакції використовують для попереднього нагрівання сировини (реагентів), що надходить у ті самі апарати. Таке нагрівання здійснюють у рекуператорах, регене­раторах і теплообмінниках.