Notranja poraba električne energije. Kaj morajo vedeti veliki odjemalci električne energije, da ne bodo preplačali? Veliki porabniki električne energije
Kaj pričakuje svet?
Svetovno prebivalstvo vztrajno narašča, zato se bo povečala tudi svetovna poraba električne energije. Po analitičnih podatkih je največja poraba električne energije v gospodinjstvih in šele nato sledi industrijska proizvodnja. Poraba električne energije na planetu se bo do leta 2040 povečala za približno 32 %.
Še posebej močno povečanje porabe električne energije bo opaziti v Indiji, saj se bo prebivalstvo države podvojilo v manj kot 30 letih. Poleg tega bodo skokovita poraba električne energije zabeležena v državah Bližnjega vzhoda, Latinske Amerike in Afrike.
V razvitih državah (Evropa, ZDA) pa se bo poraba električne energije zmanjšala. Ta trend je bilo mogoče opaziti med krizo 2008-2009, ko se je prvič po koncu druge svetovne vojne, po letu 1945, zaradi zmanjšanja industrijske porabe poraba električne energije v državah G8 zmanjšala za 3,5 %. Omeniti velja, da je v obdobjih preteklih kriz povpraševanje po nafti običajno padlo, poraba električne energije se ni zmanjšala, kar kaže na to, kako globoka je bila zadnja kriza.
Če pogledamo sektorje proizvodnje električne energije, se bo uporaba jedrske energije do leta 2040 skoraj podvojila – za 64 %. Zemeljski plin bo uporabljen za proizvodnjo 62 % več električne energije, s čimer bo plin na drugem mestu po proizvodnji električne energije, za nafto in za premogom. Premog bo uporabljen za 6 % manj kot zdaj.
In zaradi pomanjkanja neobnovljivih virov energije bo proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov (veter, sonce, plimovanje itd.) skokovito narasla. Povpraševanje po njih se bo povečalo za 340 %, kar je skoraj petkrat kot danes.
Skupno razmerje porabljenih virov energije
Omeniti velja, da je delež električne energije v skupnem deležu porabljenih energetskih virov na svetu 18%. Ta številka vključuje vse vrste električne energije, proizvedene na planetu - hidroenergijo, jedrsko energijo, elektrarne na plin, premog in kurilno olje ter alternativne vire električne energije. Delež nafte, premoga in plina skupaj znaša 68 % vseh porabljenih energentov.
Združene države Amerike že vrsto let držijo vodilno mesto po porabi električne energije na svetu. ZDA porabi skoraj 4.000 TWh na leto.
Na drugem mestu Kitajska– 3.700 TWh letno. Na Kitajskem je poraba električne energije pokazatelj gospodarske rasti in aktivnosti ter je zanesljivejši od uradnih indeksov.
Na četrtem mestu Rusija– 851 TWh na leto. Padec porabe v Rusiji je bil približno 10-odstoten.
Peto mesto Indija– 670 TWh na leto. 1 % več kot prejšnje številke.
Na šestem mestu Nemčija letno porabi 534 TWh.
Na sedmem mestu Kanada, in 521 TWh na leto.
Osmo mesto zaseda še ena država EU – Francija. Njegova poraba znaša 478 TWh na leto.
Na devetem mestu Južna Koreja– 459 TWh na leto.
Zapira prvo deseterico Brazilija– 440 TWh na leto.
Dinamika porabe električne energije
Če upoštevamo dinamiko porabe električne energije v svetu po državah od začetka novega tisočletja, lahko opazimo naslednjo sliko: močan skok porabe električne energije na Kitajskem je znašal 217%. V tem obdobju je prišlo tudi do rasti proizvodnje in gospodarstva države kot celote.
Na drugem mestu po rasti porabe električne energije je Iran. Njegova uspešnost se je povečala za 96 %.
Tretje mesto sta si delili Savdska Arabija in Indija z 82-odstotno stopnjo rasti.
Na četrtem mestu sta tudi dve državi: Južna Koreja in Turčija. Njihova dinamika rasti porabe električne energije je znašala 75 %.
Vse druge države zaostajajo za 40 %. In Združeno kraljestvo je šlo celo v negativno območje s 4-odstotnim padcem. Na Japonskem ni bilo skoraj nobene dinamike porabe električne energije – 0,7 %. V Rusiji je bila rast potrošnje 23-odstotna.
Indikator krize
Jasno je razvidno, da so vodilna gospodarstva sveta »starega in novega sveta« dosegla določeno raven, nad katero ne bo več mogoče skočiti. Po besedah Fatiha Birola, glavnega ekonomista Mednarodnega energetskega združenja, padec porabe električne energije kaže na globino sedanje recesije. Padec potrošnje je nekakšen kazalec krize in pogosto nakazuje prihajajoče trende.
Nekje leta 2005, še pred krizo, je Mednarodno združenje za energijo (IEA) v svojih poročilih do leta 2015 napovedalo povečanje porabe električne energije za 33 %. Žal, to se ni zgodilo. Leta 2007 je zrasel le za 4,7 %, leta 2008 pa le za 2,5 %.
IEA se zavzema za povečanje izdatkov za obnovljivo energijo, neodvisno od fosilnih goriv, in opozarja, da bo upad naložb v proizvodnjo nafte povzročil novo pomanjkanje oskrbe.
Elektroenergetika je ključna svetovna panoga, ki določa tehnološki razvoj človeštva v globalnem pomenu besede. Ta industrija ne vključuje le celotnega nabora in različnih metod za proizvodnjo (proizvodnjo) električne energije, ampak tudi njen transport do končnega potrošnika, ki ga predstavljata industrija in družba kot celota. Razvoj elektroenergetike, njeno izpopolnjevanje in optimizacija, namenjena zadovoljevanju vedno večjih potreb po električni energiji, je ključna skupna globalna naloga našega časa in bližnje prihodnosti.
Razvoj elektrogospodarstva
Kljub temu, da je električna energija kot vrsta energenta človeštvu poznana že razmeroma dolgo, se je njen hiter začetek razvoja soočil z resno težavo - pomanjkanjem možnosti prenosa električne energije na velike razdalje. Prav ta problem je zadrževal razvoj električne energije vse do konca osemnajstega stoletja. Na podlagi odkritja učinkovitega načina prenosa električne energije so se začele razvijati tehnologije, katerih osnova je bil električni tok. Telegraf, električni motorji, princip električne razsvetljave - vse to je postalo pravi preboj, ki je vključeval ne le izum in nenehno izboljševanje mehanskih strojev za proizvodnjo električne energije (generatorjev), temveč tudi celotne elektrarne.
Enega najpomembnejših mejnikov v razvoju elektroenergetike lahko imenujemo hidroelektrarne (HE), katerih delovanje temelji na tako imenovanih obnovljivih virih energije, ki so v obliki vnaprej pripravljenih vodnih mas. Danes je ta vrsta elektrarne ena najučinkovitejših in preverjena v desetletjih.
Domača zgodovina nastanka in razvoja elektroenergetike je polna edinstvenih dosežkov in najsvetlejšega kontrasta predrevolucionarnega in postrevolucionarnega obdobja. In če je prvo od obeh obdobij posledica zanemarljivega obsega proizvodnje električne energije in skoraj popolne nerazvitosti elektroenergetike kot globalnega industrijskega sektorja, potem je drugo obdobje resničen in nesporen tehnološki preboj, ki je zagotovil vsesplošno elektrifikacijo. v najkrajšem možnem času, kar je prizadelo tudi številne sovjetske tovarne in tovarne ter vsakega sovjetskega državljana. Široka popolna elektrifikacija naše države je omogočila dohiteti in v številnih panogah znatno preseči številne tuje države v razvoju tehnologije, s čimer je sredi dvajsetega stoletja oblikovala industrijski potencial brez konkurence. Seveda se je elektroenergetika hitro razvijala tudi v tujini, a po množični proizvodnji in razpoložljivosti nikoli ni mogla preseči ravni Sovjetske zveze.
Elektroenergetika
Danes lahko elektrogospodarstvo razdelimo na tri temeljne tehnološke veje, od katerih vsaka proizvaja električno energijo na svojstven način.
Jedrska energija
Visokotehnološka in najbolj perspektivna veja elektroenergetike, ki temelji na procesu cepitve atomskih jeder v za to posebej prirejenih reaktorjih. Toplotna energija, ki nastane pri jedrski fisiji, se pretvori v električno.
Termalna energija
Osnova tega energetskega sektorja je eno ali drugo gorivo (plin, premog, nekatere vrste naftnih derivatov), ki se pri zgorevanju pretvori v električno energijo.
Hidroenergija
Ključni vidik proizvodnje električne energije pri tej vrsti energije je voda, ki je na določen način shranjena v rekah in akumulacijah (akumulacijah). Shranjene vodne mase prehajajo skozi turbine za proizvodnjo električne energije in tako proizvedejo znatno količino električne energije.
Poleg tega lahko omenimo tako imenovano alternativno energijo, ki večinoma temelji na okolju prijaznih virih. Takšni viri vključujejo sončno svetlobo, vetrno energijo in geotermalne vire. Vendar je alternativna energija najprej drzen eksperiment in ne polna elektroenergetika, ki nima potrebne učinkovitosti.
Elektroenergetika v Rusiji
Rusija je eden od velikanov proizvodnje električne energije in vodilna sila na področju električne energije. Napredne tehnologije, bogati naravni viri ter številne hitre in globoke reke so omogočile razvoj in zagon sodobnih visoko učinkovitih jedrskih elektrarn in hidroelektrarn. Nenehni razvoj in izboljšave tehnologije so pripeljali do oblikovanja enega največjih svetovnih energetskih omrežij, ki vključuje ogromno količino proizvedenega in porabljenega električnega toka.
Ruska elektroenergetika je razdeljena na več velikih energetskih podjetij, ki praviloma delujejo na teritorialni osnovi in so odgovorne za svoj strogo določen delež v industriji. Glavne proizvodne zmogljivosti države so jedrske in hidroelektrarne, kjer slednje zagotovijo približno 18-20 % električne energije na leto.
Pomembno je omeniti, da se obstoječe elektrarne nenehno posodabljajo in zagonavljajo nove. Danes skupna količina proizvedene električne energije v celoti pokriva vse potrebe industrije in družbe, kar omogoča stabilno povečevanje izvoza energije v sosednje države.
Elektroenergetika sveta
Vsaka velika država z razvitim industrijskim sektorjem bo vedno zelo velik proizvajalec in porabnik električne energije. Posledično je elektroenergetika v kateri koli od teh držav strateško pomemben industrijski sektor, ki nenehno potrebuje razvoj. Države z razvito elektroenergetsko industrijo vključujejo: Rusijo, ZDA, Nemčijo, Francijo, Japonsko, Kitajsko, Indijo in nekatere druge države, kjer je bodisi dosledno visoka stopnja gospodarstva in industrijskega potenciala bodisi aktivna gospodarska rast.
Električna energija se proizvaja v posebnih podjetjih - elektrarnah, ki pretvarjajo druge vrste energije v električno energijo: kemično gorivo, vodno energijo, vetrno energijo, jedrsko energijo itd.
Električna energija, ki jo proizvedejo elektrarne, se preko nadzemnih ali kabelskih daljnovodov prenaša do različnih porabnikov.
Odjemalci električne energije so zelo raznoliki glede na prevladujoče vrste sprejemnikov energije, velikost in način porabe energije, zahteve po zanesljivosti oskrbe z električno energijo in kakovost električne energije.
Razlikujemo naslednje glavne skupine porabnikov energije:
1.Industrijska podjetja.
2. Gradnja.
3.Elektrificiran promet.
4.Kmetijstvo.
5. Gospodinjski odjemalci in storitveni sektor mest in delavskih naselij.
6. Lastne potrebe ES
Sprejemniki energije so asinhroni in sinhroni motorji, električne peči, elektrotermične, elektrolizne in varilne instalacije, razsvetljava in gospodinjski aparati, klimatske in hladilne naprave, radijske in televizijske instalacije, medicinske in druge specialne instalacije.
V skladu s PUE so vsi porabniki glede na stopnjo zanesljivosti oskrbe z električno energijo razdeljeni v tri kategorije:
1. Porabniki električne energije kategorije 1 so tisti, katerih prekinitev oskrbe z električno energijo lahko povzroči: nevarnost za življenje ljudi, znatno škodo za nacionalno gospodarstvo, poškodbo drage kapitalske opreme, množične napake izdelkov, motnje kompleksnega tehnološkega procesa, motnje delovanja posebej pomembni elementi gospodarskih javnih služb.
Od električnih sprejemnikov kategorije 1 ločimo posebno skupino električnih sprejemnikov, katerih nemoteno delovanje je potrebno za nemoteno zaustavitev proizvodnje, da se prepreči nevarnost za življenje ljudi, eksplozije, požari in poškodbe drage kapitalske opreme. .
2. Porabniki električne energije kategorije 2 so tisti, pri katerih prekinitev oskrbe z električno energijo povzroči veliko pomanjkanje proizvodov, množične izpade delavcev, strojev in industrijskega transporta ter motnje običajnih dejavnosti znatnega števila mestnih in podeželskih prebivalcev.
3. Električni sprejemniki kategorije 3 so vsi drugi sprejemniki.
Električni sprejemniki kategorije 1 morajo biti opremljeni z električno energijo iz dveh neodvisnih, medsebojno redundantnih virov energije, prekinitev njihovega napajanja iz enega od virov energije pa je dovoljena le za čas samodejne ponovne vzpostavitve napajanja.
Za napajanje posebne skupine električnih sprejemnikov kategorije 1 je treba zagotoviti tretji neodvisni vir napajanja. Kot njega se lahko uporabljajo lokalni ES, ES elektroenergetskih sistemov, posebne enote za neprekinjeno napajanje, baterije itd., Pa tudi kot drugi neodvisni vir za druge električne sprejemnike kategorije 1.
Če redundanca napajanja ne more zagotoviti potrebne kontinuitete tehnološkega procesa ali če redundanca ni ekonomsko izvedljiva, je treba izvesti tehnološko redundanco, na primer z vgradnjo medsebojno redundantnih tehnoloških enot, posebnih naprav za brezhibno zaustavitev tehnološkega procesa, itd.
Priporočljivo je, da napajalnike kategorije 2 oskrbujete z energijo iz dveh neodvisnih medsebojno redundantnih virov energije. Pri teh sprejemnikih so v primeru motenj v oskrbi z enim virom energije dopustne prekinitve v napajanju za čas, potreben za vklop rezervnega vira energije.
Dovoljeno je napajanje prek enega nadzemnega voda, vključno s kabelskim vložkom, če je mogoče izvesti nujna popravila tega voda v največ 1 dnevu. Kabelski vložki za ta vod morajo biti izvedeni z dvema kabloma, od katerih je vsak izbran glede na največji trajni tok nadzemnega voda. Dovoljeno je napajanje preko enega kablovoda, sestavljenega iz najmanj dveh kablov, povezanih na eno skupno stikalo.
Če obstaja centralizirana rezerva transformatorjev in možnost zamenjave poškodovanega transformatorja v največ 1 dnevu, je dovoljeno napajanje sprejemnikov kategorije 3 iz enega transformatorja.
Za sprejemnike kategorije 3 se lahko napajanje zagotovi iz enega vira energije, če prekinitve napajanja, potrebne za popravilo ali zamenjavo poškodovanega elementa napajalnega sistema, ne presegajo 1 dneva.
Spomnimo se
● Katere vrste naravnih virov uporabljajo elektrarne za proizvodnjo električne energije? ● Kako se imenujejo elektrarne glede na uporabljeno vrsto energije?
Ključne besede
Elektroenergetika; termoelektrarne; hidroelektrarne; atomsko.
1. Pojem električne energije. Elektroenergetika je veja težke industrije, ki združuje proizvodnjo električne energije v elektrarnah različnih vrst in njen prenos do potrošnikov. Elektrike ni mogoče shraniti, lahko pa jo prenašamo na velike razdalje. Uporablja ga lahko kateri koli potrošnik: industrija, prebivalstvo, stanovanjske in komunalne storitve, promet, komunikacije, hkrati pa je najsodobnejši in okolju prijaznejši način rabe energije. Največji porabnik električne energije v gospodarstvu je industrija. Približno 80 % vse proizvedene električne energije prihaja iz visoko razvitih držav (ZDA, Japonska, Nemčija). V zadnjih desetletjih se elektroenergetika najbolj dinamično razvija na Kitajskem in v Indiji.
Pet glavnih virov energije, ki se najpogosteje uporabljajo za proizvodnjo električne energije, so premog, nafta, zemeljski plin, vodna energija (vodna energija) in jedrska energija. Zaenkrat imajo netradicionalni viri energije (vetrna energija, energija plimovanja, sončna energija) manjšo vlogo. Za večino človeštva, ki živi v Afriki in državah jugovzhodne Azije, je les še vedno glavni vir energije.
Glede na vrste naravnih virov, ki se uporabljajo za proizvodnjo električne energije, ločimo različne vrste elektrarn (sl. 123, 124). Elektrarne različnih vrst so povezane z daljnovodi in tvorijo energetski sistem države ali regije.
2. Termoelektrarne. Večina električne energije na svetu prihaja iz termoelektrarne (TE), ki delujejo na premog, kurilno olje ali plin (slika 125). Tovrstno elektrarno odlikuje zanesljivost in stalna proizvodnja energije ne glede na letni čas. Toplota, ki se sprošča pri izgorevanju fosilnih goriv, se v termoelektrarnah pretvarja v električno energijo, zato jih gradimo v območjih proizvodnje goriv, v bližini prometnih poti (železniške proge) ali pristanišč. Ker termoelektrarne potrebujejo veliko količino vode za hlajenje, jih gradimo v bližini velikih rek, jezer ali morij.
Med termoelektrarne spadajo tudi soproizvodnje toplote in električne energije (SPTE), ki poleg električne energije proizvajajo paro in toplo vodo za potrebe podjetij in prebivalstva. Nahajajo se v neposredni bližini porabnikov pare in tople vode, saj se toplota in topla voda lahko prenašata na kratke razdalje (10-15 km).
3. Hidroelektrarne. Drugo mesto v proizvodnji električne energije zaseda hidroelektrarne (HE)(Slika 126).
Energija padajoče vode (hidroenergija) se v hidroelektrarni pretvarja v električno energijo (slika 127). Prva hidroelektrarna je bila zgrajena leta 1882. Trenutno hidroelektrarne proizvedejo približno 20 % svetovne električne energije. So zelo učinkoviti viri energije, saj uporabljajo obnovljive vire. Velik delež energije pa lahko na ta način pridobijo le države z ogromnimi vodnimi viri (visokovodne gorske reke).
Največje hidroelektrarne so kitajska "Sanxia" ("Tri soteske") na reki Jangce, brazilsko-paragvajska "Itaipu" na reki Parana, venezuelska "Guri" na reki Caroni, "Grand Coulee" v ZDA na reki Columbia, Krasnojarsk (Rusija) ) na reki Jenisej.
4. Jedrske elektrarne. Jedrske elektrarne (NPP) imajo veliko prednost pred toplotnimi. Lahko se zgradijo tam, kjer je potrebna energija, vendar ni dovolj virov goriva (iz 1 kg jedrskega goriva lahko dobite enako količino energije kot s kurjenjem 3000 ton premoga ali 1500 ton nafte) (sl. 128, 129). , 130). Pri normalnem obratovanju ne oddajajo emisij v ozračje, za razliko od industrije in termoelektrarn. Delež jedrskih elektrarn v proizvodnji električne energije je velik v ZDA, Franciji in na Japonskem. Na primer, jedrske elektrarne v Franciji proizvedejo več kot 75 % vse električne energije.
Na Japonskem se na otoku nahaja največji jedrski kompleks na svetu Fukušima. Honšu. Jedrske elektrarne v tej državi proizvedejo več kot 30% električne energije. Po nesreči v jedrski elektrarni Černobil so nekatere države prekinile razvoj jedrske energije (Italija, Avstrija).
