Eng Ru
Отправить письмо

Лекции / Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г. / Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г. Основы энергосбережения курс лекций


Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г

вается 10 % всей производимой в стране электроэнергии, в германской земле ШлезвигГольштейн - 14, в провинции Наварра (Испания) - 22 %.

Задача оценить, использовать потенциал возобновляемых ресурсов, найти их место в топливно-энергетическомкомплексе стоит перед экономикой Беларуси. Ее решение позволит снизить зависимость экономики республики от импорта ЭР, будет способствовать ее стабильности и развитию. При планировании энергетики на возобновляемых источниках важно учесть их особенности по сравнению с традиционными невозобновляемыми. К ним относятся следующие:

1.Периодичность действия в зависимости от не управляемых человеком природных за-

кономерностей и, как следствие, колебания мощности возобновляемых источников - от крайне нерегулярных, как у ветра, до строго регулярных, как у приливов.

2.Низкие, на несколько порядков ниже, чем у невозобновляемых источников (паровые котлы, ядерные реакторы),плотности потоков энергии и рассеянность их в пространстве.

Поэтому энергоустановки на возобновляемых источниках эффективны при небольшой единичной мощности, и прежде всего для сельских районов.

3.Применение возобновляемых ресурсов эффективно лишь при комплексном подходе к ним. Например, отходы животноводства и растениеводства на агропромышленных предприятиях одновременно могут служить сырьем для производства метана, жидкого и твердого топлива, а также удобрений.

4.Экономическую целесообразность использования того или иного источника возобнов-

ляемой энергии следует определять в зависимости от природных условий, географических особенностей конкретного региона, с одной стороны, и в зависимости от потребностей в энергии для промышленного, сельскохозяйственного производства, бытовых нужд, с другой. Рекомендуется планировать энергетику на возобновляемых источниках для районов размером примерно 250 км.

Основными нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии для Беларуси, могущими иметь практическое значение, являются биомасса, гидро-, ветроэнергети-

ческие ресурсы, солнечная энергия, твердые бытовые отходы, геотермальные ресурсы.

3.2. Биологическая энергия

Под действием солнечного излучения в растениях образуются органические вещества и аккумулируется химическая энергия. Этот процесс называется фотосинтезом. Животные существуют за счет прямого или косвенного получения энергии и вещества от растений. Этот процесс соответствует трофическому уровню фотосинтеза. В результате фотосинтеза происходит естественное преобразование солнечной энергии. Вещества, из которых состоят растения и животные, называют биомассой. Посредством химических или биохимических процессов биомасса может быть превращена в определенные виды топлива: газообразный метан, жидкий метанол, твердый древесный уголь. Продукты сгорания биотоплива путем естест-

венных экологических или сельскохозяйственных процессов вновь превращаются в биотопливо. Система круговорота биомассы показана на рис. 3.2.

Энергия биомассы может использоваться в промышленности, домашнем хозяйстве. Так, в странах, поставляющих сахар, за

счет отходов его производ-

Рис. 3.2. Система планетарного круговорота биомассыства покрывается до 40%

потребностей в топливе.

studfiles.net

Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г

Почему же так быстро растет спрос именно на электрическую энергию, в чем ее преимущество?

Электрическая энергия обладает такими свойствами, которые делают ее незаменимой в механизации и автоматизации производства и в повседневной жизни человека:

1.Электрическая энергия универсальна, она может быть использована для самых различных целей. В частности, ее очень просто превратить в тепло. Это делается, например, в электрических источниках света (лампочках накаливания), в технологических печах, используемых в металлургии, в различных нагревательных и отопительных устройствах. Превращение электрической энергии в механическую используется в приводах электрических моторов.

2.При потреблении электрической энергии ее можно бесконечно дробить. Так, мощность электрических машин в зависимости от их назначения различна: от долей ватта в микродвигателях, применяемых во многих отраслях техники и в бытовых изделиях, до огромных величин, превышающих миллион киловатт, в генераторах электростанций.

3.В производстве электрической энергии, наоборот, можно концентрировать ее мощность, увеличивать напряжение и передовать по проводам как на малые, так и на большие расстояния любые количества электроэнергии с электростанций, где она вырабатывается, всем ее потребителям.

Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой, страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится к универсальному виду энергии. Ее легко можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы, как невозможно представить нашу повседневную жизнь без отопления, освещения, охлаждения, транспорта, телевизора, холодильника, стиральной машины, пылесоса, утюга, использования современных средств связи (телефон, телеграф, телефакс, ЭВМ), которые также потребляют электроэнергию.

Одной из специфических особенностей электроэнергетики является то, что ее продукция в отличие от других отраслей промышленности не может накапливаться в запас на складе для последующего потребления. В каждый момент времени ее производство должно соответствовать ее потреблению.

Хотя электрическая энергия широко используется в разных отраслях народного хозяй- ства, основное ее количество(60,0 %) в республике потребляется в промышленности. Осо- бенностью электроэнергетики в Беларуси является то, что практически100 % всей произ- водимой электроэнергии дают тепловые электростанции, которые работают на привоз- ном топливе(мазут, природный газ). Более50 % электроэнергии вырабатывается в Мин- ской и Гомельской областях. Но самой мощной тепловой электростанцией в Республике Бе- ларусь является Лукомльская ГРЭС мощностью2,4 млн кВт(2,4 ГВт), расположенная в Витебской области. Около1 ГВт имеет мощность Березовская ГРЭС, меньшую- Смоле- вичская и Василевичская ГРЭС. Часть электроэнергии вырабатывается на ТЭЦ, которые размещены в крупных городах(Минск, Витебск, Гомель и др.), а также на ТЭЦ при некото- рых предприятиях Беларуси: сахарных заводах, объединении"Беларускалий", Добрушской бумажной фабрике.

В энергосистему страны входит и патриарх отечественной энергетики – БелГРЭС, которая была воздвигнута в1930 г. врекордно-короткиесроки- за три года и пять меся- цев. Это была в то время крупнейшая гидроэлектростанция союзного значения- одна из30 по плану ГОЭЛРО. Она разместились в недрах торфяных болот в двух десятках километ- ров от Орши в городском поселке Ореховск Оршанского района.

Кстати, первая в Беларуси электростанция была построена на территории Гомель- ской области в1898 году при Добрушской бумажной фабрике, затем через пять лет была пущена в эксплуатацию Минская электростанция, потом появилась Витебская и другие.

Всего в 1913 году на территории республики действовало11 электростанций общей мощ- ностью5,3 тыс. кВт. Протяженность электролиний была в пределах200 километров2.

studfiles.net

Витебский филиал конспект лекций по курсу "основы энергосбережения"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ИНСТИТУТ СОВРЕМЕННЫХ ЗНАНИЙ

им. А.М.Широкова»

Часть 1

для студентов экономических специальностей

Витебск, 2005

Основы энергосбережения / Конспект лекция для студентов экономических специальностей дневной и заочной форм обучения

Витебск: Министерство образования РБ, ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова", 2005 г.

Составитель: доцент, к.т.н. Амирханов Д.Р.

Конспект лекций содержит двенадцать лекций в 3-х частях, соответствующих рабочим программам курса «Основы энергосбережения», изучаемого студентами дневной и заочной форм обучения экономических специальностей.

Одобрено кафедрой «Информатики и управления» ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова" 19 января 2005 г. протокол № 6.

Рецензент – доцент, к.т.н. Дубовец В.С.

Редактор – проф. Гигорьев Г.И.

Рекомендовано к опубликованию учебно-методическим советом ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова" «_17_»__декабря___ 2004 г., протокол № _4_

Витебский филиал Частного учреждения образования "Институт современных знаний им. А.М. Широкова"

Ответственный за выпуск Невердасов С.О.

Подписано к печати _________ Формат A4. Уч. изд. лист _3,6_. Тираж 10 экз. Заказ № ___.

Оглавление

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 4

СУЩНОСТЬ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ 6

1.1 Роль энергетики в развитии человеческого общества 6

1.2 Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Республике Беларусь 9

1.3 Сущность энергосбережения. Основные понятия в энергосбережении 16

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ 20

2.1 Восполняемые и невосполняемые энергетические ресурсы 20

2.2 Виды топлива, характеристика и запасы их в Беларуси 23

2.3 Условное топливо, соотношение и калорийность. Единицы измерения 29

2.4 Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь 30

ВИДЫ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ 38

3.1 Энергия и её виды 38

3.2 Способы получения и преобразования энергии 39

3.3 Электрические и тепловые нагрузки и способы их регулирования 46

3.4 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую 48

3.5 Ветроэнергетика 50

3.6 Гидроэнергетика 52

3.7 Биоэнергетика 54

3.8 Транспортирование тепловой и электрической энергии 56

3.8.1 Транспортирование тепловой энергии 56

3.8.2 Транспортирование электрической энергии 58

3.9 Энергетическое хозяйство промышленных предприятий 61

Пояснительная записка

Курс "Основы энергосбережения" вводится в учебный процесс высших учебных заведений по приказу № 151 от 17.03.1998 г. министра образования Республики Беларусь.

Цель дисциплины – формирование у специалиста правильного подхода к постановке и решению проблем эффективного использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на основе мирового опыта и государственной политика в области энергосбережения.

Задачи дисциплины:

дать студентамосновные знания по:

  • источникам энергии; вопросам производства, распределения и потребления энергии; экономике энергетики; экологическим аспектам энергосбережения;

  • организации и управления энергосбережением на производстве путем внедрения энергетического менеджмента, по оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия на основе анализа затрат;

  • основным энергосберегающим процессам, технологиям, установкам и аппаратам, применяемым в промышленности;

ознакомить студентов с:

  • мировыми и государственными показателями, программами и мероприятиями по эффективному использованию энергетических ресурсов;

  • приоритетными направлениями энергосбережения по различным отраслям народного хозяйства.

В результате изучения дисциплины студент

должен владеть:

  • представлениями о современных приемах и средствах управления энергоэффективностью и энергосбережением;

  • основными приемами по выявлению и внедрению новых энерго-эффективных технологий в различных отраслях народного хозяйства, в также нетрадиционных и экологически чистых энергоисточников;

  • основными приемами осуществления энергетического анализа техно-логических процессов и устройств, оценки их функционально-экономической эффективности, а также эффективности энергосбере-гающих мероприятий;

иметь представления об организации контроля и учета использования энергоресурсов, формировании задач автоматизированной обработки технико-экономичесной и организационной информации;

уметь пропагандировать идеи энергосбережения на всех уровнях управления производством и в различных слоях населения.

Теоретические знания необходимо чередовать с практическими занятиями.

Изучение теоретического курса рекомендуется сочетать с экскурсиями на предприятия и выставки, просмотрами кино- и видеофильмов.

Минимальный объем часов для изучения общих разделов программы - 36 ( 18 лекционных занятий, 18 – практических занятий.

Конспект составлен на основании типовой программы «Основы энергосбережения», согласованной с Государственным комитетом по энергосбережению и энергетическому надзору 28.12.1998г. и утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 28.12.1998г. Регистр..№ ТД-63/тип.

При составлении конспекта использованы материалы учебного пособия «Основы энергосбережения» под редакцией Б.И. Врублевского – Гомель: ЧУП ЦНТУ «Развитие», 2002. – 190с.

ЛЕКЦИЯ 1 ( 2 часа )

studfiles.net

Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г

ных систем и оборудования для обследования.

1.Паровые системы. Определяются температура и давление пара, наличие и состояние кон-денсатоотводчиков,состояние теплоизоляции, утечки пара, возврат конденсата. Возможные рекомендации по энергосбережению — устранение утечек пара, теплоизоляция паропроводов, установка конденсатоотводчиков и возврат конденсата, утилизация тепла конденсата.

2.Система сжатого воздуха. Объектами изучения являются компрессорные системы, системы распределения воздуха и регулирования давления, давление у потребителя, присутствие в воздухе конденсата, наличие утечек, система охлаждения. Энергосберегающие мероприятия включают в себя устранение утечек воздуха, его осушку, установку систем регулирования давления, секционирование компрессоров, межсту-пенчатоеохлаждение, ограничение расхода охлаждающей воды, применение экономичных компрессоров.

3.Водоснабжение. Обследуются насосные установки, электропривод насосов, режимы работы насосов, утечки и непроизводительные потери воды. Снижение потерь обеспечивается устранением утечек воды, уменьшением потерь энергии на транспортирование воды по трубопроводным системам, модернизацией электроприводов насосов.

4.Котельные установки. При обследовании измеряются режимные параметры (давление, состав дымовых газов в различных точках тракта, температура воды и воздуха, параметры пара, температура наружных поверхностей по всему тракту котельной установки). Производится анализ КПД установки, состояния теплоизоляции, потерь тепла излучением, с дымовыми газами и проточной водой. Оценивается общий тепловой баланс, уровень выбросов

ватмосферу, присос воздуха по тракту. Сбережению энергии способствует теплоизоляция наружных поверхностей установки, установка автоматических регуляторов, уплотнение клапанов и тракта, утилизация тепла дымовых газов и продувочной воды, модернизация нагнетательных устройств.

5.Печи. Производится измерение режимных параметров печи, определяются состав, давление и температура дымовых газов в топках и тракте печи, температура наружных по-

верхностей, расход и температура охлаждающей воды, характеристики электропривода нагнетательных устройств. В электрических печах определению подлежат их электрические параметры (нагрузка, мощность). Сбережению энергии способствует теплоизоляция наружных поверхностей печи, установка автоматических регуляторов, уплотнение заслонок и клапанов, утилизация тепла дымовых газов и воды, предварительный подогрев шихты за счет утилизируемого тепла, установка регенераторов, модернизация нагнетательных устройств и т.п.

6.Бойлеры и теплообменники. Измеряются входная и выходная температура теплоносителей, их расход и перепады давления, температура наружных поверхностей аппарата, оцениваются потери тепла, определяется КПД, производится анализ теплоизоляции. Уменьшение потерь энергии обеспечивается изоляцией трубопроводов и наружных поверхностей, очисткой теплообменных поверхностей.

7.Система кондиционирования воздуха, отопление и вентиляция. Изучаются характеристики электропривода насосов и вентиляторов, системы регулирования теплообменников, измеряются температура и расход теплоносителя, температура и влажность воздуха в помещениях и снаружи. Экономии энергии способствуют теплоизоляция трубопроводов, устранение утечек, рекуперация вентиляционного тепла, применение термосифонов и тепловых насосов, установка центральных и индивидуальных регуляторов.

8.Освещение. Устанавливается соответствие уровня освещенности категории помещения и рабочему месту, состояние окон и осветительных приборов. Энергосбережение при освещении может быть достигнуто при замене ламп накаливания на более экономичные типы ламп, при использовании естественного и местного освещения, при внедрении систем автоматического регулирования (установка детекторов присутствия и таймеров, секционирование осветительных сетей).

9.Электрооборудование. Измеряются суточные и недельные графики напряжений, то-

studfiles.net

Основы энергосбережения. Курс лекций. Ольшанский А.И. 2007 г

му источнику напряжения.

Свинцово-кислотныеаккумуляторы тяжелы, громоздки, обладают низкой мощностью на единицу массы и генерируют малое количество энергии на единицу массы. Перспективными считаются так называемыетопливные элементы, которые будут рассмотрены далее. Они компактны, просты в эксплуатации и не загрязняют окружающую среду.

2.4.4. Аккумуляторы тепловой энергии.

Различают две группы устройств накопления тепловой энергии.

В первой группе происходит аккумулирование явной теплоты. Ее накапливание осуществляется путем нагревания рабочего тела аккумулятора – большой массы какого-либовещества, термически изолированного от внешней среды. Тот же принцип применяется для накопления холода: резервуар с рабочим телом охлаждается с помощью холодильной установки в ночное время, во время провала нагрузки энергосистемы.

Во второй группе устройств накопление тепловой энергии происходит путем аккумулирования скрытой теплоты. Это осуществляется в результате перехода рабочего тела из одного агрегатного состояния в другое: из твердого в жидкое, из жидкого в парообразное.

Передача тепла потребителю от аккумуляторов первой группы происходит за счет охлаждения рабочего тела и понижения его температуры, а от аккумуляторов второй группы – путем возвращения рабочего тела в первоначальное агрегатное состояние.

Аккумуляторы явной теплоты применяются в системах производства электроэнергии, в том числе на солнечных электростанциях. Аккумуляторы скрытой теплоты - для питания потребителей коммунально-бытовогосектора (широко применяются в солнечных отопи-

тельных установках жилого сектора США), сферы обслуживания.

2.5. Методы и перспективы прямого преобразования энергии

На смену традиционным способам преобразования энергии неизбежно придут качественно новые, более совершенные, в первую очередь, способы непосредственного или прямого преобразования тепло вой, ядерной, световой и химической энергии в электрическую энергию

Способы прямого преобразования различных видов энергии в электрическую основываются на физико-химическихявлениях и эффектах открытых учеными. Пока эти способы не конкурентоспособны с традиционными способами производства электроэнергии, используемыми в большой энергетике.

Однако уже сегодня прямое получение электроэнергии широко применяется в автономных источниках энергии небольшой мощности, для которых показатели экономичности работы не имеют решающего значения, а важны надежность работы, компактность, удобство обслуживания, небольшой вес. Такие источники энергии используются в системах сбора информации в труднодоступных местах Земли и в межпланетном пространстве, на космических аппаратах, самолетах, судах и т. п.

Различают физические и химические источники электрической энергии. К физическим источникам относятся термоэлектронные генераторы, фотоэлектрические батареи,

термоэмиссионные преобразователи. В химических источниках, например, гальванических элементах, аккумуляторах, электрохимических генераторах и т.п., используется энергияокислительно-восстановительныхреакций химических реагентов.

2.5.1. Преобразование тепловой энергии в электрическую

Известные способы прямого преобразования тепловой энергии в электрическую подразделяются на три вида:

•магнитогидродинамические,

•термоэлектрические,

•термоэмиссионные.

studfiles.net

Основы экологии и энергосбережения курс лекций

А.И. ШЕГИДЕВИЧ, М.В. ШЕЛЕГ

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Курс лекций для студентов всех специальностей

Минск Современные знания

2011

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

2

УДК 504(075.8) Ш 38

Рецензенты:

Бубнов В.П., доктор технических наук, профессор, профессор кафедры экологии Белорусского национального технического университета;

Унукович А.В., кандидат экономических наук, доцент, завотделом экономики минерального сырья РУП «БелНИГРИ» Минприроды Республики Беларусь.

Шегидевич, А.И.

Ш 38 Основы экологии и энергосбережения [Электронный ресурс] : курс лекций для студентов всех специальностей / А.И. Шегидевич, М.В. Шелег. — Минск: Современные знания, 2011. — 105 с.

ISBN 978-985-6885-98-6

Курс лекций содержит основные понятия экологии и энергосбережения; рассмотрены виды природных ресурсов, источники загрязнений и мероприятия по их охране и воспроизводству; показана взаимосвязь экологии, экономики и энергосбережения, влияние энергетики на окружающую среду, альтернативная энергетика и вторичные энергоресурсы; изложена законодательная база и международное сотрудничество в области экологии и энергосбережения.

Для студентов всех специальностей вузов.

УДК 504(075.8)

ISBN 978-985-6885-98-6

©

Шегидевич А.И., Шелег М.В., 2011

 

©

ЧУО «Институт современных

 

знаний имени А.М. Широкова», 2011

 

©

Оформление. ЗАО «Современные

 

 

знания», 2011

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди глобальных проблем современного общества, таких как увеличение военно-политическихисоциально-религиозныхконфликтов, расширение терроризма, непрекращающийся рост численности населения Земли, его урбанизация и другое, важнейшее значение имеет высокий уровень вероятности глобального экологического кризиса, истощение природных ресурсов, особенно топливных и энергетических.

Энергетика является одной из наиболее крупномасштабных отраслей промышленного производства. Это основа развития всех отраслей промышленности, определяющих прогресс в целом. Вместе с тем, самым серьезным фактором загрязнения природной среды являются добыча и использование ископаемых энергоносителей, прежде всего нефти, угля и природного газа, обеспечивающего более 90 % мировой потребности в энергии.

Развитие рыночных отношений в экономическом развитии обуславливает необходимость формирования нового мировоззрения в области охраны окружающей среды и использования ресурсов. Специалисты различного профиля должны владеть определенным уровнем знаний в области экологии и энергосберегающих технологий, чтобы своей деятельностью обеспечить оптимальную среду существования человека и окружающей среды.

Курс лекций разработан в соответствии с типовой (базовой) программой «Основы экологии и энергосбережения».

Целью курса является формирование общего методологического подхода к рациональному и эффективному использованию природных (в т.ч. и энергетических) ресурсов с минимальным воздействием на окружающую среду.

Задачи курса:

–ознакомить студентов с экологической и энергосберегающей терминологией и определениями;

–изучить теорию и практику рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды в современных условиях;

©Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

4

–расширить знания студентов об экологических, экономических и социальных последствиях влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду;

–дать представление о современной экологической ситуации и принципах экологического нормирования, обеспечивающих сохранение качества окружающей среды, охрану и воспроизводство природных ресурсов;

–ознакомить студентов с основными направлениями в области энергосбережения РБ, с мировыми и государственными показателями и мероприятиями по эффективному использованию энергетических ресурсов;

–рассмотреть альтернативные способы получения энергии, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь;

–продемонстрировать активное участие Республики Беларусь в международном сотрудничестве в области экологии и энергосбережения.

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

5

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

1.1. Предмет и объекты экологии

Экология — наука сравнительно молодая и находится еще пока в фазе становления. Это связано с тем, что она в той или иной мере затрагивает почти все сферы жизнедеятельности живых организмов (и их совокупностей) и деятельности человека. Это синтетическая наука, которая имеет полное право на существование в общей иерархии современных наук.

Определений экологии в современной научной литературе множество. И почти все они концентрируют внимание на взаимоотношениях между живыми организмами и окружающей средой, между которыми возникает множество разнообразных связей. Организмы же, благодаря этим связям, существуют в природе не как хаотичные скопления, а образуют определенные сообщества — надорганизменные системы. К надорганизменным системам относятся популяции, биоценозы, экосистемы и биосфера. Поэтому можно дать следующее определение экологии: экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их природной средой, а также структуру и функционирование надорганизменных систем.

Объекты изучения современной экологии составляют как бы трехступенчатое сооружение. В основании — отдельные особи, выше — популяции и сообщества, последняя ступень — экосистемы. Каждая ступень характеризуется своими структурными и функциональными характеристиками. Таким образом, объектами изучения экологии являются как отдельные организмы, так и (в большей степени) экологические системы различной сложности — популяции, сообщества в определенных средах обитания, развивающиеся и действующие по своим законам.

Центральным разделом экологии является изучение экосистем, которые, по сути, являются тем, что мы обычно называем окружающей нас природой. В отличие от популяции или сообщества экологическую систему можно считать само-

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

6

стоятельным объектом — в ней имеется все, что необходимо для ее существования. Поэтому экосистемы являются главным предметом экологии.

Современная экология в структурном отношении представляет сложную систему знаний, прежде всего она подразделяется на общую и частную (экология растений и экология животных). В задачи общей экологии входит исследование популяций, биоценозов и биосферы, а также экологических систем и биогеоценозов. Выделяются также научные направления, исследующие действие различных факторов окружающей среды на отдельные виды (аутэкология), взаимоотношения организмов, их различных совокупностей (демэкология, синэкология).

Экология — наука об общих закономерностях взаимодействия природы и общества; специальная сфера деятельности общества, направленная на охрану окружающей среды и целесообразное использование природных ресурсов.

1.2. Экология как наука: история возникновения и развития. Воззрения Э. Геккеля

Как и большинство наук, экология имеет длительную предысторию. Ее обособление в качестве самостоятельной науки в середине XIX в. представляет собой естественный этап накопления большого объема научных знаний о природе. Еще Аристотель (384–322гг. до н.э.) описывал свыше 500 видов известных ему животных и рассказывал об их поведении. Ученик Аристотеля — «отец ботаники» Т. Эрезийский(372–287гг. до н.э.) приводил сведения о своеобразии растений в разныхусловиях, зависимости их формы и особенностей роста от почвы и климата.

Дж. Рей (1627–1705),К. Линней(1707–1778)и другие, стремясь к созданию полной системы (классификации) органического мира, сообщали о зависимости растений от условий их произрастания, местах обитания и т.п.

В XVII — XVIII вв. экологические сведения составляли значительную часть в записях путешественников. В трудах С.П. Крашенинникова, И.И. Лепехина, П.С. Палласа и других географов и натуралистов указывалось, что распространение растительности и животного мира в разных частях планеты связано с климатиче-

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

7

скими особенностями. А Ж.-Б.Ламарк(1744–1829),автор первого эволюционного учения, считал, что влияние «внешних обстоятельств» — одна из самых важных причин приспособительных изменений организмов, эволюции животных и растений.

Труды А. Гумбольдта (1769–1859)ввел в науку представление о том, что «лицо» ландшафта определяется внешним обликом растительности.

Профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814–1858)широко пропагандировал необходимость развития особого направления в зоологии, посвященного всестороннему исследованию жизни животных, их взаимосвязей с ОС.

В1859 г. появилась книга Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород вборьбезажизнь».

В1866 г., благодаря Э. Геккелю, эта новая область знаний получила название «экология». Слово «экология» образовано от двух греческих слов: oikos — дом, жилище, местопребывание и logos — слово, учение; в буквальном смысле экология — наука о местообитании. Во втором томе труда «Всеобщая морфология организмов» (1866) он дал ей следующее определение: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой».

Геккелю принадлежит мысль о существовании в историческом прошлом формы, промежуточной между обезьяной и человеком, что было позже подтверждено находкой на о. Ява останков питекантропа. Он разработал теорию происхождения многоклеточных (1866), совместно с зоологом Ф.Мюллером сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции, построил первое генеалогическое древо царства животных.

Вконце 70-хгодов XIX в. в экологии возникло новое направление — биоценология. Немецкий гидробиолог К. Мёбиус обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды, обусловленном длительной историей приспособления видов друг к другу и к сходной экологической обстановке.

©Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

8

Вначале XX ст. оформились экологические школы гидробиологов, ботаников, экологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений официально разделилась на экологию особей, отдельных видов (аутоэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Это деление распространилось и на экологию животных. В 1913–1920гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы, экологию начали преподавать в университетах.

30-егоды — новая область экологической науки — популяционная экология (демэкология), основоположником которой являлся английский ученый Ч. Элтон. Центральными проблемами экологии популяций стали внутривидовая организация

идинамика численности организмов. Исследования популяций (совокупностей особей одного вида) в экологии в значительной мере были обусловлены запросами практики: острой необходимостью разработки основ борьбы с вредителями и конкурентами в сельском и лесном хозяйстве, истощением запасов ряда ценных промысловых животных, открытием роли некоторых диких животных в распространении паразитов и вредителей, возбудителей болезней человека и домашнего скота.

К 40-мгодам в экологии возник новый подход к исследованию природных экосистем: в 1935 г. английский ученый А. Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1940 г. В.Н. Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего живого и окружающей неорганической среды — о круговороте веществ и превращениях энергии.

Вконце 50-хгг. появились исследования миграции живого вещества и энергии, стали бурно внедряться методы математического моделирования, позволившие описать многие экологические закономерности. Фактически именно эти результаты стали основой для решения задач программирования урожая, расчета эффективных схем управления сельскохозяйственными посевами и т.п.

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

9

За последние 20 лет экология в нашей стране сделала большой скачок и стала одной из наиболее значимых наук, в центре изучения которой находятся экосистемы. Задачи оптимального управления природной средой, стоящие перед человечеством, требуют рассмотрения в качестве составляющих сложной системы не только элементов живой и неживой природы, но и воздействующих на них сооружений, механизмов, машин, созданных человеком. Отрасль экологии, изучающую экологические принципы, необходимые для устойчивого развития человеческого сообщества, часто называют наукой об окружающей среде.

К сожалению, использование природных богатств на протяжении всей истории осуществлялось человеком при полном незнании законов экологии, что привело к истощению природных ресурсов и колоссальному загрязнению ОС.

1.3.Исторические аспекты взаимодействия природы и общества

Вразвитии взаимоотношений природы и общества наблюдаются определенные закономерности, связанные с уровнем развития производительных сил и степенью воздействия их на окружающую среду. Различным этапам хозяйственной деятельности соответствовали свои принципы природопользования. Так, до второй половины XX в. критерием эффективности экономики было получение максимума материальных благ (прибыли) при минимальных затратах. Природные ресурсы и экосистемы принимались неистощимыми. Основными факторами, лимитирующими экономическое развитие, считались труд и капитал. Такая модель экономики была названа К. Боудингом «фронтальной экономикой». В основе природопользования в это время лежал так называемый «экономический принцип», когда природа рассматривалась как неограниченный источник используемых человеком ресурсов и «сточная труба» для различных отходов. Природоохранная деятельность ограничивалась созданием отдельных заповедников, охраной некоторых уникальных памятников природы, заботой об оказавшихся на грани исчезновения видах растений и животных.

©Институт современных знаний имени А.М. Широкова

Шегидевич А.И., Шелег М.В. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

10

XX ст. ознаменовалось быстрым ростом населения и потребления материальных и энергетических ресурсов. Деятельность человека привела к существенным нарушениям круговорота веществ и обменных энергетических процессов в биосфере. Ухудшение качества окружающей среды и рост, в связи с этим экономических издержек привели к появлению концепции «охраны природы». Ведущим принципом природопользования становитсяэколого-экономический — критерием эффективности хозяйственной деятельности является получение максимальных экономических результатов при минимальных затратах и минимальных нарушениях природной среды.

При реализации данного принципа экономические интересы остаются все же на первом плане. Однако его внедрение в жизнь в определенной степени затормозило процесс прогрессирующего разрушения природной среды.

К середине 80-хгодов на смену концепции охраны природы приходит концепцияс учетом экологических ограничений. Основой формирования нового типаэколого-экономическоговзаимодействия должно стать устойчивое развитие, то есть такое, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу удовлетворение потребностей будущих поколений. Главный акцент должен быть перенесен с мероприятий по ликвидации последствий загрязнения окружающей среды на поиск путей по их предотвращению.

Природопользование должно базироваться на новом социоэкологическом принципе, когда максимальный экономический эффект достигается при сохранении динамического равновесия экосистем и их составляющих. Реализация этого принципа позволит перейти от пассивной защиты природы к активному рациональному природопользованию, предусматривающему охрану природы, рациональное использование природных ресурсов, оптимизацию жизненной среды обитания человека. Обязательным условиемсоциально-экономическогоразвития должно стать восстановление и сохранение высокого качества окружающей среды.

© Институт современных знаний имени А.М. Широкова

studfiles.net

Конспект лекций по курсу "основы энергосбережения"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ИНСТИТУТ СОВРЕМЕННЫХ ЗНАНИЙ

им. А.М.Широкова»

ВИТЕБСКИЙ ФИЛИАЛ

Часть 2

для студентов экономических специальностей

Витебск, 2005

Основы энергосбережения / Конспект лекция для студентов экономических специальностей дневной и заочной форм обучения

Витебск: Министерство образования РБ, ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова", 2005 г.

Составитель: доцент, к.т.н. Амирханов Д.Р.

Конспект лекций содержит двенадцать лекций в 3-х частях, соответствующих рабочим программам курса «Основы энергосбережения», изучаемого студентами дневной и заочной форм обучения экономических специальностей.

Одобрено кафедрой «Информатики и управления» ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова" 19 января 2005 г. протокол № 6.

Рецензент – доцент, к.т.н. Дубовец В.С.

Редактор – проф. Гигорьев Г.И.

Рекомендовано к опубликованию учебно-методическим советом ВФ ЧУО "ИСЗ им. А.М. Широкова" «_17_»__декабря___ 2004 г., протокол № _4_

Витебский филиал Частного учреждения образования "Институт современных знаний им. А.М. Широкова"

Ответственный за выпуск Невердасов С.О.

Подписано к печати _28.01.05_ Формат A4. Уч. изд. лист _3,2_. Тираж 10 экз. Заказ № _47__.

Оглавление

СТРУКТУРА ЦЕН НА ЭНЕРГОРЕСУРСЫ И ЭНЕРГИЮ. НОРМИРОВАНИЕ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ 4

4.1 Тарифы на тепловую и электрическую энергию 4

4.2 Классификация и структура норм расхода ТЭР 11

4.3 Энергоэкономические показатели по нормированию ТЭР 12

4.4 Методы разработки норм, порядок их согласования и утверждения 15

4.5 Расчет экономической эффективности инвестиционных вложений в энергосберегающие мероприятия 16

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ 19

5. 1 Структура управления энергосбережением в Республике Беларусь 19

5.2 Основные положения Закона Республики Беларусь "Об энергосбережении" и нормативно-правовой базы энергопотребления и энергосбережения 22

5.3 Порядок разработки и выполнения республиканских отраслевых и региональных программ энергосбережения 25

5.4 Стимулирование экономии ТЭР 27

5.5 Санкции за нерациональное использование ТЭР 29

5.6 Демонстрационные зоны высокой энергоэффективности 30

5.7 Государственная поддержка инвестиционной деятельности по энергосберегающим мероприятиям 32

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ 37

6.1 Потенциал энергосбережения по различным отраслям народного хозяйства 37

6.2 Возможность и проблемы использования возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь. Нетрадиционные источники энергии. Местные виды топлива 39

6.3 Вторичные энергетические ресурсы, их классификация и использование 48

6.4 Трансформаторы теплоты и тепловые трубы, тепловые насосы 52

ПРИЛОЖЕНИЕ 57

ЛЕКЦИЯ 4 ( 2 часа)

Структура цен на энергоресурсы и энергию. Нормирование топливно-энергетических ресурсов

4.1 Тарифы на тепловую и электрическую энергию

4.2 Классификация и структура норм расхода ТЭР

4.3 Энергоэкономические показатели по нормированию ТЭР

4.4 Методы разработки норм, порядок их согласования и утверждения

4.5 Расчет экономической эффективности инвестиционных вложений в энерго-

сберегающие мероприятия

studfiles.net


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта