НЕМНОГО О САЙТЕ


Добро пожаловать на наш сайт! Здесь вы можете найти много интересного и познавательного, пообщаться с новыми людьми, встретиться со старыми знакомыми , совершить увлекательное путешествие по России и странам Европы, поделиться своими впечатлениями , высказать свои идеи ,как сделать школьную жизнь интереснее и насыщеннее.
12 февраля
Энергоэффективный город

«Энергоэффективный город»

Выполнил:
Русалёв Юрий
ученик 9 «А» класса
МОУ СОШ№65
г. Ростова-на-Дону

Руководитель:
Палиева Анна Ивановна
учитель биологии МОУ СОШ №65
Адрес: 344092 ул. Волкова 6/3
г. Ростов-на-Дону
2011

Введение

Россия – богатейшая страна, обладающая огромными запасами углеводородного сырья. От его рационального использования во многом зависит не только ее собственное благополучие, но и дальнейшее развитие многих других стран мира. Какое будущее ждет нас через двадцать лет? Глобализация, изменения климата, демографические изменения, урбанизация и связанный с этим рост потребления энергии по-прежнему будут определять нашу жизнь. Эти глобальные тенденции заставляют нас с еще большей настойчивостью искать ответы на возникающие вопросы.

В последние десятилетия урбанизация стала определяющим вектором развития человеческой цивилизации. Современные промышленные и научные технологии, качественная социальная среда и высокие стандарты жизни требуют концентрации хозяйствующих субъектов и населения на относительно небольших территориях. К тому же именно в городах возможно создание эффективной хозяйственной инфраструктуры. Следствием урбанизации стал тот факт, что в настоящее время на городских территориях проживает более 50% населения Земли, а к 2025 году эта цифра достигнет уже 60%. Однако подобная сверхконцентрация создает известные экологические опасности и неудобства. Платой за комфорт и экономическую эффективность становится растущее потребление энергии и ресурсов, которое превращает города в крупнейшие очаги эмиссии парниковых газов, загрязнений воды и воздуха. Надо помнить и то, что базирующееся на углеводородах сегодняшнее благополучие имеет достаточно конкретные временные рамки. Так, разведанных запасов нефти остается на 25–30 лет, природного газа – на 80–90 лет, а рентабельной альтернативы пока не существует, из-за чего вопрос эффективного использования топливных ресурсов приобретает особую остроту. Надо признать, что сегодня на одной чаше весов находится экологическое благополучие и бережное отношение к природным ресурсам,на другой – экономический рост. Что касается комфортности социальной среды, то она одновременно зависит от всех этих перечисленных факторов, и любой сдвиг создает весьма неприятные проблемы. Между тем, в этом клубке, казалось бы, неразрешимых противоречий есть рациональное решение, которое устроило бы всех – и поборников активной хозяйственной деятельности, и природоохранные общественные движения и организации. Речь идет об энергосбережении и энергоэффективности. При этом надо понимать, что в силу относительной компактности, наличия эффективных органов управления, промышленных технологий и возможности мобилизации инвестиционных ресурсов именно крупные города имеют хорошие шансы проводить эффек- тивную энергосберегающую политику. Возникает вопрос: почему это актуально именно для России? Да, страна, несомненно, является энергетической державой. Однако даже отбросив тему экологии, надо при- знать, что в силу больших расстояний и зачастую недостаточно развитой инфраструктуры в части доступности дешевых энергоресурсов положение большинства субъектов Федерации ничуть не лучше положения стран –импортеров энергоресурсов. Соответственно, российская экономика, чтобы быть конкурентной, должна как можно скорее настроиться на тот же уровень и структуру энергоемко- сти ВВП, что и в европейских странах. При этом главными условиями уменьшения потребления энергоресурсов являются масштабное применение современных энергосберегающих и энергоэффективных технологий, а также воспитание энергетической культуры. В целом же мероприятия по энергосбережению и экономии электроэнергии могут помочь: во-первых, снизить стоимость энергоресурсов, что даст экономический эффект у потребителя; во-вторых, сократить их потребление, что даст эффект по- вышения конкурентоспособности; в-третьих, уменьшить пиковые нагрузки на электрические, тепловые и газовые сети; и в-четвертых, снизить вред, наносимый окружающей среде. Оценивая тему энергоэффектив-ности в самом первом приближении, можно сказать, что большой потенциал энергосбережения со -средоточен в секторе ЖКХ, системе теплопередачи и генерации тепло- и электроэнергии. Что касаетсяЖКХ, то здесь подразумеваются, в первую очередь, эффективные решения в области теплоизоляции зданий. Так, использование теплоизоляционных материалов нового поколения и замена окон на более современные позволяют сократить расход энергии в старом здании более чем на 40%. Надо учитывать и вопрос занятости, так как для проведения работ по теплоизолированию старых зданий ежегодно будут создаваться десятки тысяч новых рабочих мест. Одновременно для российской нефтегазовой промышленности энер- гоэффективность будет означать дополнительные возможности для роста экспорта и снижение потребностей в инвестициях. Вопросы энергоэффективности, энергосбережения очень тесно связаны с экологическими вопросами и вошли в актуальную повестку дня мирового сообщества. Это, в свою очередь, означает, что страны должны сотрудничать и вести скоординированную работу. Россия активно взаи- модействует здесь с международными организациями, в том числе – с Международным энергетическим агентством.

Часть I.Проблемы современных городов

Текущие проблемы современного города-миллионника могут быть представлены графически:

 

Таблица №1
Энергоэффективный город

 

Таблица №2
Энергоэффективный город

 

Таблица №3
Энергоэффективный город

 

Таблица №4

 

Выводы. Комплекс необходимых мер

На основе проведенного исследования был предложен комплекс мер, направленных на повышение энергоэф- фективности в зданиях, промышленности, на транспорте и в энергетике.Из них выделены 12 основных рычагов, которые обладают наиболее высоким потенциалом энергосбережения из всех возможных методов сохранения тепловой и электроэнергии. Их внедрение и реализация позволят достичь 22% снижения потребляемой первичной энергии и сберечь более 1 млрд м3 газа в год.

  Комплекс мер Потенциал эффективности, млрд Квт/часов первичной энергии
Здания Системы управления обогревом 3,8
Теплоизоляция зданий 3,5
Водосберегающие устройства 1,2
Автоматизация зданий (систем отопления и вентиляции) 0,5
Энергосберегающие лампы 0,5
Тройное остекленение стекол 0,4
Рекуперативные ситемы вентиляции 0,2
Промышленность Модернизация процессов 0,5
Частотные преобразователи 0,4
Транспорт Системы управления дорожным движением 0,5
Энергетика Когенерация 5,7
Теплоизоляция коммунальных трасс 4,2

Системы управления обогревом. В данное время системы индивидуального управления обогревом являются редкостью, особенно в жилых домах. Помещения, как правило, проветривают с помощью окон. Выигрыш в тепловом режиме достигается путем установки регулирующих вентилей, которые сэкономят около 20% теплоэнергии, а с учетом оперативных затрат (OPEX) полная экономия может достичь величины 35%. С технологической точки зрения этот рычаг можно применять во всех зданиях. Причем если применить его к 80% жилых домов (мы исходим из предположения, что остальные 20% зданий уже имеют системы управления обогревом) и к 40% зданий социальной, административной и коммерческой сферы (в других 40% зданий нежилой сферы предполагается применение систем автоматизации зданий, которое уже включает системы управления обогревом как часть рычага; а остальные 20% зданий уже имеют эти системы), можно сэкономить еще до 2,5 ТВт•ч теплоэнергии в год. При этом срок окупаемости составляет менее года.

Теплоизоляция зданий. В зданиях основной причиной теплопотерь является отсутствие или неэффективная теплоизоляция внешних стен, крыш и подвальных помещений. Например, в типовом панельном пятиэтажном здании этот показатель составляет до 45%. Наиболее эффективный способ решения данной проблемы связан с применением комплексного подхода, т. е. с теплоизоляцией всех перечисленных элементов строительной конструкции. Теплоизоляция здания должна быть по возможности равномерной. Это достигается в том случае, когда коэффициенты теплопередачи внешних стен, крыши, потолка подвала приблизительно одинаковы.

Водосберегающие устройства. Большой расход воды часто обусловлен нерациональным использованием. В свою очередь, это означает, что расход энергии на ее очистку и подготовку, а также на подогрев горячей воды также неоправданно велик. Новые технологии позволяют экономить воду, не снижая уровень комфорта жителей. В арсенале энергосберегающих технологий имеется целый набор технических решений для снижения водопотребления, не связанных с изменением модели поведения потребителей. Особого внимания заслуживает оптимизация существующего сантехнического оснащения зданий как наиболее эффективное решение по уровню затрат. При этом дополнительным положительным эффектом водосбережения является снижение энергопотребления, например за счет сокращения объема воды, подлежащей нагреву. В частности, применяются следующие три устройства. Аэраторы воды служат для насыщения воды пузырьками воздуха. Стандартные аэраторы, то есть те, что монтируются в стандартном комплекте сантехнического оборудования, рассчитаны на расход 16 л в минуту. Специальные водосберегающие аэраторы способны за счет ограничения расхода обеспечить экономию до 70% как самой воды, так и энергии, расходуемой для ее подогрева. Водосберегающие низкопоточные насадки для душа позволяют снизить водо- и энергопотребление без снижения уровня комфорта за счет специально создаваемой турбулентности потока. В сравнении со стандартной насадкой для душа или верхним душем для настенного крепления эти устройства обеспечивают экономию до 50% расхода воды. Устройства для остановки смыва туалетного бачка (Toilet Water Stop) позволяют снизить водопотребление для туалетного смыва до 50% за счет возможности ручной регулировки. Количество смывной воды может быть отрегулировано путем выставления продолжительности смыва. Так, для≪короткого≫ смыва расход составит только 3 л вместо 9 л ценной питьевой воды.

Автоматизация зданий. Хорошо известно, что сегодня большое количество энергии тратится из-за ее нерационального использования в жилых помещениях и офисах. Примерами этого могут служить включенный в помещении свет при отсутствии в нем людей, круглосуточно работающие кондиционеры, отсутствие устройств для автоматического регулирования тепла или его ручное регулирование. Внедрение устройств и механизмов автоматизации регулирования вентиляции, отопления и освещения позволяет задать требуемые параметры и устранить необходимость постоянного контроля со стороны жителей и персонала офисов. Современные продукты и системы для "умных" (интеллектуальных) зданий способны обеспечить существенное сокращение энергозатрат без снижения уровня комфорта для потребителей. Интегрированная система автоматизации здания и помещений способна снизить энергопотребление до 30% за счет внедрения регулирующих устройств отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и освещения, а также других потребителей. Многие системы автоматизации зданий отвечают основным требованиям в части соответствия классу энергоэффективности. Эти гибкие, энергоэффективные и комплексные системы предоставляют все ключевые функции автоматизации зданий – от контроля систем освещения и оконных жалюзи до безопасности, контроля доступа и систем распределения энергии. Поскольку данные системы обеспечивают непрерывную регистрацию и оценку энергопотребления, владельцы зданий всегда могут идентифицировать потенциал и конкретные места улучшений в части сбережения, равно как эффективность текущих мер. Зонные контроллеры, которые имеют оформленный сертификат eu.bac, служат залогом проверенного качества, точности контроля и энергоэффективности. Присущая им высокая точность контроля оптимизирует климат в соответствующих зонах и исключает необходимость в регулировках шкалы заданной температуры. Снижение температуры всего на 1°C способно снизить энергопотребление на 6%. Такие решения способны обеспечить повышение энергоэффективности на 14% по сравнению с несертифицированными контроллерами.

Энергосберегающие лампы. В настоящее время лишь незначительная часть населения и предприятий (около 10%) используют энергоэффективные осветительные лампы. Большинство жителей все еще пользуются морально устаревшими лампами накаливания, которые расходуют по сравнению с энергосберегающими лампами в 5 раз больше электроэнергии. Срок службы энергосберегающих лампв 15 раз превышает срок службы обычных ламп накаливания, что обеспечивает экономию электроэнергии до 80%. Проведенные расчеты показывают, что перевод только 30% источников электрического освещения на энергосберегающие лампы способен снизить энергопотребление в мире примерно на 460 млрд кВт•ч, что равняется годовому электропотребле- нию такой страны, как Индия. При этом глобальные выбросы CO2 будут снижены на 290 млн т, что равняется двукратному объему выбросов CO2 такой страны, как Бельгия, в 2005 году.

Тройное остекление окон. До 20% общих потерь тепла в типовом доме происходит через окна. Лучшие в своем классе окна, сочетающие оптимальные рамы и стекла, обеспечивают более высокий уровень теплоизоляции. Самой эффективной технологией является комбинация трехслойного остекления и деревянных/виниловых рам. Заполнение стеклопакета инертным газом Infra-glazes gas (например, аргоном) и отражающие ИК-излучение покрытия также могут дать положительный эффект. Мерой оценки изоляции является коэффициент U (общий коэффициент теплопроводности), величина U выражается в Вт/м2 ×К. В зависимости от климата (теплый, умеренный или холодный) изоляционное качество определяется рейтингом стандарта энергоэффективности Energy Star Агентства по защите окружающей среды США (программа маркировки по этому стандарту обеспечи-вает надежную информацию относительно энергоэффективности потребителей) Рекуперативные системы вентиляции (РСВ). В настоящий момент большинство зданий имеет простую систему вентиляции, в результате которой происходит обмен теплого воздуха в помещениях с холодным воздухом окружающей среды. В некоторых зданиях вентиляционные установки отсутствуют. Таким образом, энергия, затраченная на отопление помещения, теряется и фактически идет на ≪подогрев≫ улиц. Реализация мер по повышению энергоэффективности зданий, таких как улучшение изоляции и применение герметизирующих лент для уплотнения стыков наружных стен (weather-stripping), вполне определенно делает здания более герметичными для перетоков воздуха. Одновременно это приводит к ухудшению естественной вентиляции и проветривания. Поскольку все здания требуют притока свежего воздуха, очевидной является потреб- ность в системах вентиляции с утилизацией тепла вытяжного воздуха (heat recovery ventilation –HRV). Стоит учитывать, что при вентиляции путем открывания окон содержащиеся в воздухе тепло и влага безвозвратно теряются в зимний период и, напротив, летом тепло бесконтрольно поступает в помещения. И то и другое нежелательно как для комфортности климата в помещениях, так и с точки зрения энергоэффективности. Решить проблему призваны системы вентиляции с утилизацией тепла. Вентиляционные технологии с рекуперацией тепла предлагают оптимальное решение: свежий воздух, улучшение климатического контроля и энергоэффективность.

Модернизация процессов. Оптимизация производственных систем и бизнес-процессов на уровне предприятия, производства или рабочего места позволяет повысить производительность труда, более эффективно использовать производственное оборудование и персонал, снизить себестоимость продукции, в том числе энергозатраты. В состав комплексных решений оптимизации процессов входят: проектирование и поставка приводов и коммутационных устройств, средств регулирования, контро-ля и управления, измерительных приборов и вычислительной техники, систем визуализации, промышленной электротехники, а также монтаж, пусконаладка и ввод в эксплуатацию.

Частотные преобразователи. Очень многие производственные процессы требуют сегодня применения низковольтных стандартных преобразователей частоты. Правильный выбор преобразователя и его последующая настройка позволяют сэкономить потребляемую энергию и уменьшить затраты на эксплуатацию оборудования. Частотные преобразователи используются для управления электродвигателями, которые, в свою очередь, обеспе- чивают работу механизмов и устройств и являются широко востребованными электротехническими приборами. Принцип их действия заключается в преобразовании входного напряжения (50–60 Гц, 110, 220 или 380 В) в выходное напряжение импульсного типа. Управление частотой и амплитудой выходного напряжения в зависимости от ситуации дает такие преимущества по сравнению с обычным типом управления электроприводом, как плавный запуск двигателя, возможность изменения скорости и направления вращения вала и др.

Системы управления дорожным движением. Потребность в передвижении будет сильно возрастать в течение следующих двух десятилетий. Это – следствие двух основных тенденций: урбанизации и демографических изменений. В то же самое время изменение климата обусловило более жесткие требования к экологической безопасности транспортных средств. Сегодня мобильность является основным фактором конкурентоспособности крупных городов. Для их дальнейшего развития необходимо ввести интеллектуаль- ное сетевое управление движением для повышения эффективности использования существующей инфраструктуры и снижения ее воздействия на окружающую среду. На транспортный сектор уже сейчас приходится 25–30% конечного потребления энергии. Неоспоримый факт, что большое количество энергии, в частности бензина и дизельного топлива, напрасно сжигается в уличных заторах и пробках. Количество автомобилей в мире возрастет с 700 млн в 2000 году до 1,3 млрд в 2030-м. Объем перевозок грузов, измеряемый в метрических тоннах на километр, к этому времени увеличится до 30 млрд т. Уже сегодня ощущается огромное воздействие постоянной потребности перемещаться в пределах населенных пунктов и между ними. Устранение пробок на улицах ведет не только к улучшению качества городского воздуха, но и к уменьшению расходуемой энергии, т. е. в большинстве случаев – топлива для автотранспорта и электроэнергии для общественного транспорта на электроприводе (трамвай, троллейбус). Системы управления дорожным движе- нием объединяют в единую сеть различные элементы и гарантируют эффективное использование существующей транспортной инфраструктуры. Они минимизируют транспортные заторы, исключают нерациональное и избыточное энергопотребление и снижают выбросы СО, CO2, углеводородных соединений, окислов азота, сажи и тон-кодисперсной пыли.

Когенерация. В настоящее время для отопления помещений используется тепловая энергия ТЭЦ и котельных. Электроснабжение осуществляется за счет подачи энергии, генерируемой электростанциями, которые часто находятся на большом расстоянии от города. Комбинированное производство электро- и теплоэнергии позволит не только уменьшить количество первичной энергии, в большинстве случаев газа, для производства того же количества электричества и тепла, но и сократить потери при их транспортировке. Теплоизоляция коммунальных теплотрасс. Наряду с наличием непродуктивных затрат в жилом фонде, серьезной проблемой является ненадлежащее качество тепловых сетей. По оценкам экспертов, потери тепла при его транспортировке на отдельных участках составляют от 30 до 50%, из чего следует, что состояние теплотрасс оставляет желать лучшего. По данным исследований, в среднем по России суммарный расход тепло- вой энергии на отопление и горячее водоснабжение равен 74 кг условного топлива на 1 м2 в год, тогда как в странах Северной Европы с аналогичным климатом этот показатель составляет 18 кг условного топлива. Изоляция труб с помощью пенополиуретана по технологии ≪труба в трубе≫ позволяет снизить потери тепла до 2%.

Условия реализации.

Стоит обратить особое внимание на то, что помимо технологий, с помощью которых решаются задачи повышения энергоэффективности, существуют 4 обязательных условия для успешной реализации программы энергоэффективности. Рассмотрим их подробно.

  • Детально разработанная система. Прежде всего, необходима четкая структура управления по вопросам энергоэффективности в стране.

  • Достоверная и оперативная статистика. Ключевые показатели должны быть разработаны централизованно и приняты как единый стандарт по всей стране. Их наличие – важное условие сравнения текущей ситуации и применяемых мер в разных городах и регионах. Для объективности картины необходим централизованный статистический учет энергопотребления на уровне города, региона, страны.

  • Благоприятный режим финансирования и инвестирования. Необходимо наличие эффективной системы стимулирования инвестиций. В качестве инструмента можно было бы рассмотреть введение льгот по кредитам.

  • Социальная мобилизация. Для поддержки программ энергоэффективности и энергосбережения важна социальная мобилизация населения. Это предполагает разработку и применение моделей по изменению поведения потребителей. Рамки этой работы лежат в пределах от простой разъясняющей рекламы до широкомасштабных PR-кампаний.

Список литературы.

1.Башмаков И.А.«Русские горки» неэффективности. Журнал «Новости теплоснабжения» № 12 (76), 2006 г., www.ntsn.ru

2.Криворотов В.Л. Опыт Швеции нужно использовать не только в разговорах. Энергетический портал Reenergy.by, www.reenergy.by

3. Хузмиев И. К вопросу об энергетической безопасности России в XXI веке. Журнал «Энергонадзор и энергобезопасность» №2, 2006 г., www.iestream.ru

4. Инвестиции в энергоэффективность. Устранение барьеров Официальный сайт Энергетической Хартии (European Energy Charter), www.encharter.org

5. Екатеринбург – энергоэффективный город, OOO «Сименс», 2010, www.siemens.com

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Популярное
Голосование
Ждешь каникулы? :)
Дааааа
Нет, хочу учиться

Статистика
Cтатистика
Реклама
Перевести
English French German Italian Portuguese Russian Spanish