Jarosław Bartoszewicz, prof. nadzw. pom. 816 oraz 215 i 222

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Jarosław Bartoszewicz, prof. nadzw. pom. 816 oraz 215 i 222"

Jan Piasecki
6 lat temu
Przeglądów:

1 dr hab. inż. Jarosław Bartoszewicz, prof. nadzw. Katedra Techniki Cieplnej, Wydział MRiT pom. 816 oraz 215 i 222

2 BIBLIOGRAFIA 1. Ziębik A., Szargut J., Podstawy gospodarki energetycznej, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice Szargut J. i inni, Przykłady obliczeniowe z gospodarki cieplnej, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice Gronowicz J., Gospodarka energetyczna w transporcie lądowym, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2006.

3 POJĘCIA I SKRUTY Energia pierwotna energia czerpana z przyrody w postaci nieodnawialnej i odnawialnej. Energia nieodnawialna energia chemiczna paliw stałych, ciekłych i gazowych oraz energia paliw rozszczepialnych. Energia odnawialna energia słoneczna, energia wód, energia geotermiczna, energia wiatru, energia maremotoryczna i maretermiczna, energia biomasy. Energia użytkowa energia potrzebna człowiekowi do podtrzymania życia i rozwijania aktywności; wyróżnia się następujące postacie energii użytkowej: praca mechaniczna, ciepło, światło, dźwięk, energia chemiczna żywności i pasz, energia chemiczna materiałów, sprzętów i narzędzi.

4 Energia bezpośrednia energia będąca przedmiotem zakupu w celu zaspokojenia potrzeb człowieka na energię użytkową; do energii bezpośredniej zalicza się zwykle: energię elektryczną, ciepło grzejne, energię chemiczną paliw pierwotnych i przetworzonych zużywaną bezpośrednio. Egzergia miara ilościowa jakości energii wyznaczona za pomocą minimalnej pracy niezbędnej do wytworzenia określonego materiału z powszechnie występujących składników otaczającej przyrody przy wykorzystaniu otocznia jako jedynego źródła ciepła. Skumulowane zużycie energii sumaryczne zużycie energii obciążające wszystkie etapy procesów wytwórczych i transportowych prowadzących do rozpatrywanego produktu. Paliwa pierwotne i wtórne, nośniki energii pierwotne i wtórne.

5 Jednostki przeliczniki i symbole: 1 t p.u. jedna tona paliwa umownego 1 t p.u. = 29,3076 GJ = 0,7 t o.e. = 8,141 MWh 1 t o.e. jedna tona oleju ekwiwalentnego 1 t o.e. = 41,86 GJ = 1,4286 t p.u. = 11,6278 MWh M.a. na mieszkańca na rok Przykładowo w Poznaniu: 1 kwh = 0,5 zł 1 GJ = 30 zł 1 m 3 gazu typu E = 2 zł

6 RYS HISTORYCZNY: Przeciętne dobowe zapotrzebowanie na energię z pożywienia to ok. 9 MJ. Najprostsza forma pozyskiwania energii to ciepło ze spalania paliw stałych, a do wytworzenia pracy koło wodne, a następnie wiatr. Do połowy XIX w. podstawową siłą napędową były mięśnie ludzi i zwierząt. Ok. roku 1850 jej udział wynosił 94%, pozostałe 6% to spalanie, woda i wiatr. Zastosowanie w XVIII w. maszyny parowej udoskonalonej przez Watta, połowa XIX w. to turbina wodna, druga połowa to silnik spalinowy (Lenoir, Otto). Koniec XIX w. to wynalezienie turbiny parowej akcyjnej przez Karola de Lavala (1883), a po roku turbiny reakcyjnej Persona. Na początku XX wieku wynaleziono turbiną gazową. W roku 1939 Niemcy: Hahna i Strassmann jako pierwsi rozbili jądro atomu, co zapoczątkowało erę atomu. Jako ostatni przełom uznaje się ogniwa fotowoltaniczne.

7 ŹRÓDŁA ENERGII: Podstawowym źródłem energii dla ziemi jest promieniowanie słoneczne. W kierunku ziemi emitowane jest TW (1 TW = W), a dla porównania moc krajowych elektrowni to 0,035 TW. Bilans: ok. 30% energii odbija się od atmosfery, ok. 47% pochłaniają lądy i morza, ok. 23% realizuje obieg hydrologiczny (parowanie i opady), ok. 0,2% (380 TW) wprawia w ruch powietrze i fale morskie i zaledwie ok. 0,02% (38 TW) pochłaniają rośliny, których liście magazynują energię w postaci wiązań chemicznych (zamiana CO 2 i H 2 O w węglowodory i tlen). Wytworzone przez rośliny węglowodory jako odpady roślinne i zwierzęce gromadziły się przez setki milionów lat w złożach tworząc zasoby węgla, ropy i gazu, które są obecnie podstawą bazą surowców energetycznych.

8 nieodkryte odkryte Zasoby paliw pierwotnych: Ekonomiczne nieopłacalne Ekonomiczne opłacalne

10 Porównanie wskaźnika zużycia energii pierwotnej i energochłonności produktu krajowego brutto Struktura zużycia energii pierwotnej

11 Zapotrzebowanie na energię bezpośrednią oraz struktura pozyskania i zużycia

12 RACJONALIZACJA UŻYTKOWANIA ENERGII: Zmniejszenie udziału energochłonnych gałęzi przemysłu Wprowadzenie nowych, mniej energochłonnyh technologii w przemyśle Zwiększenie udziału paliw węglowodorowych Modernizacja ciepłownictwa Wprowadzenie energochłonno-oszczędnych materiałów w budownictwie Modernizacja transportu Edukacja energetyczna społeczeństwa Opracowanie nowych przepisów stymulujących oszczędność (prawo i taryfy) Obniżenie materiałochłonności gospodarki narodowej Poprawę organizacji pracy

13 CELE W ZAKRESIE OCHRONY ŚRODOWISKA: Poprawa jakości paliw w szczególności węgla poprzez wzbogacanie i odsiarczanie Odsalanie wód kopalnianych, czyli zapobieganie katastrofą ekologicznym Odsiarczanie spalin (metody: sucha, półsucha i mokra) Zmniejszenie emisji: CO 2, NO x oraz pyłów Modernizacja i rekonstrukcja kotłowni, ciepłowni i elektrociepłowni Emisja pyłów z obecnych ok. 2,5 mln t/rok musi ulec obniżeniu do poniżej 1 mln t/rok, emisja SO 2 musi zmniejszyć się dwukrotnie w ciągu ok. 10 lat. Emisja tlenków azotu z elektrowni i elektrociepłowni powinna zmniejszyć się o 25%. Ma to rekompensować ok. 40% wzrost emisji tlenków azotu z szybko rozwijającego się sektora transportowego. Zmniejszenie emisji CO 2 o kolejne 20%.

14 KIERUNKI POLITYKI ENERGETYCZNEJ POLSKI Zmniejszenie energochłonności poprzez racjonalizację użytkowania paliw i energii, czyli optymalizację. Wyróżniamy racjonalizację: strukturalna, techniczną i organizacyjną. Najbardziej energochłonne produkty przemysłowe to: stal, cement, szkło, metale nieżelazne, celulozę oraz część produktów chemicznych tj. amoniak, siarka i włókna sztuczne. W gospodarce bytowo-komunalnej ok. 80% energii zużywane jest na ogrzewanie. W sektorze transportowym dążymy do racjonalizacji zużycia paliw ciekłych, poprawy organizacji przewozów, zwiększenie sieci transportu kołowego poprzez budowę autostrad i dróg szybkiego ruchu, modernizację sieci kolejowej.

15 KIERUNKI POLITYKI ENERGETYCZNEJ POLSKI Zwiększenie dostępności paliw, co ogranicza import i minimalizuje straty produkcyjne wynikające z braku nośników energii. Szacuje się, że brak paliwa w ilości 1% powoduje spadek o 2% dochodu narodowego wytworzonego w zakładach przemysłowych Straty wynikające z braku energii elektrycznej są razy większe niż kosz jej dostarczenia Stymulacja rozwoju technik i technologii wykorzystania energii odpadowej oraz zwiększanie wykorzystania surowców wtórnych.

16 KRAJOWY SYSTEM ENERGETYCZNY Cechy charakterystyczne systemów: - Powiązania między elementami mają charakter materialny (energetyczny). - Procesy mają charakter ciągły w czasie. - Opis matematyczno-fizyczny zjawisk biorących udział w procesie jest dobrze znany. - Człowiek w systemie pełni rolę operatora (kontrolera). - Część systemu skąda się z maszyn, a nie tylko surowców.

17 SCHEMAT HIERARCHICZNEJ STRUKTURY KRAJOWGO SYSTEMU ENERGETYCZNEGO:

18 SCHEMAT ZEWNĘTRZNYCH POWIĄZAŃ KRAJOWEGO SYTEMU ENERGETYCZNEGO:

19 WYKAZ GRUP ZEWNĘTRZNYCH MAJĄCYCH POWIĄZANIA Z KRAJOWYM SYSTEMEM ENERGETYCZNYM: - Powiązania wynikające z przepływów międzygałęziowych (różne gałęzie narodowe w tym pozaprzemysłowe). - Ograniczenia finansowe, ludzkie, majątkowe, terenowe, itd. będące efektem optymalizacji rozwoju krajowego. - Powiązania wynikające ze współzależności gospodarki energetycznej i nieenergetycznych w procesie postępu technicznego. - Powiązania socjalno-ekonomiczne gospodarki energetycznej z gospodarką narodową i środowiskiem. - Powiązania będące skutkiem wymiany międzynarodowej.

20 PODSYSTEM PALIW STAŁYCH: Zaliczamy do nich: Pozyskiwanie paliw stałych w Polsce w mln t p.u. - Węgiel kamienny, - Węgiel brunatny, - Torf i drewno, - Koks i półkoks, - Brykiety.

21 CECHY KRAJOWEGO SYSTEMU ZAOPATRZENIA W WĘGIEL KAMIENNY: - Skupiona produkcja przy rozproszonej konsumpcji. - Sezonowe wykorzystanie paliw na cele ciepłownicze przy całorocznej produkcji. - Zróżnicowana jakość węgla. - Niedostateczna baza wzbogacania węgla niskich klas. - Konieczność składowania co powoduje straty ilościowe.

22 ZALECENIA MODERNIZACYJNE SYTEMU REDYSTRYBUCJI WĘGLA KAMIENNEGO: - Restrukturyzacja kopalń (zamykać nierentowne). - Modernizacja transportu kolejowego i ograniczenie kilkukrotnych przeładunków. - Budowa zakładów wzbogacania węgla. - Wycofywanie z eksploatacji węgli zawierających siarkę powyżej 0,3 g/mj. - Dostosowanie składowisk paliw do równomierności wydobycia. - Odsalanie wód kopalnianych zagrażających Odrze i Wiśle. - Racjonalizacja w obrębie kraju produkcji energii elektrycznej unikanie skupionej emisji do atmosfery. - Zagospodarowanie skłądowis odpadów stałych stanowiących do 30% masy paliwa.

Podobne dokumenty

OBJAŚNIENIA PODSTAWOWYCH POJĘĆ. Energia pierwotna energia czerpana w postaci nieodnawialnej i odnawialnej

OBJAŚNIENIA PODSTAWOWYCH POJĘĆ Energia pierwotna energia czerpana w postaci nieodnawialnej i odnawialnej Energia nieodnawialna energia chemiczna paliw stałych, ciekłych i gazowych oraz energia paliw rozszczepialnych