ЭКОНОМИКА ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ

На пути от природного ресурса до промышленного потребителя энергия любого вида проходит цепь передаточных устройств, трансформаций и преображений. Эта «энергетическая цепочка», называемая чаще «энергетический поток», на всех стадиях имеет энергетические потери — от долей до десятков процентов.

По стадиям энергетического потока потери (на примере производства и потребления самого распространенного и самого мобильного вида энергии — электроэнергии) характеризуются следующими ориентировочными цифрами:

- при добыче природного энергоресурса — топлива (без учета извлекаемости) — 1—3%;

- при транспорте топлива: твердого и жидкого — 2—3%, газообразного (по газопроводам) — до 25% (на собственные нужды газокомпрессорных станций с газотурбинным приводом);

- при сжигании топлива в энергетических котлах — 11—15% (при среднегодовом КПД 85—89%, отличающемся от паспортного КПД на 3—5%);

- при производстве электроэнергии в турбогенераторах — 62—68% (при КПД турбоагрегатов 32—38% при теоретически возможном КПД термодинамического цикла до 44%);

- при передаче по магистральным линиям электропередачи (ЛЭП) — около 10%;

- при передаче по разводящим сетям — около 7—8% (из них 6—7% в сетях и 1—2% в электрических трансформаторах); в сельскохозяйственной энергетике из-за плохого состояния сетей—до 25%;

- в электроприемниках (чаще всего в электродвигателях) — 5—10% при их работе в зоне экономической загрузки 70—80% (при паспортных КПД двигателей 90—95%, однако при их недогрузке КПД может снижаться до 50—60%); с учетом типичного режима недогрузки потери в двигателях могут достигать 20—30%;

– в приводимых механизмах и других технологических аппаратах 30—35%.

Таким образом, общий коэффициент полезного использования КПИ) при потреблении электроэнергии не выше 15%.

Наибольшие потери в энергетическом потоке возникают при производстве электроэнергии (вследствие физических особенностей цикла Карно, обусловленных вторым законом термодинамики) и при ее потреблении в производственных установках. Поэтому целесообразно более пристально рассмотреть часть энергетического потока, относящегося к стадии конечного использования энергии — на промышленном предприятии.

Поступая на промышленное предприятие, химическая энергия топлива, например, преобразуется в электроэнергию и теплоту на промышленных ТЭЦ, в котельных. Затем энергия передается по внутризаводским энергетическим коммуникациям, преобразуется и трансформируется, подводится к энергоиспользующим установкам, поступает в их энергоприемники, где также зачастую преобразуется и трансформируется и наконец попадает в технологический аппарат для энергетического воздействия на обрабатываемый материал, для производства неэнергетической продукции или работы. На всех этих стадиях имеют место свои энергетические потери.

Наиболее низки показатели использования несоответственно велики потери для местных энергоносителей: 90% энергии теряется при применении в производстве сжатого воздуха, примерно столько же у сжатых газов. Особенно велики потери во внутризаводских воздуховодах из-за повышенных аэродинамических сопротивлений вследствие коррозии трубопроводов.

Весьма красноречиво говорят о низком уровне энергоиспользования в промышленности и суммарные коэффициенты полезного использования — от 2 до 53% от количества энергии, поступившей на предприятие.

При современном уровне энергоиспользования многие энергетические потери могут быть существенно сокращены при проведении некоторых малозатратных мероприятий, за счет организационных мер при ужесточении технологической и энергетической дисциплины. Для этого требуется более пристальное внимание к проблемам промышленной энергетики, совершенствование выполнения всех функций управления ею. Все это может быть объединено общим понятием «управление использованием энергии на промышленном предприятии».