Применения электроэнергии

В 1837 г. при Российской Академии наук была образована специальная комиссия «для применения электрической силы к движению судов по способу профессора Б. С. Якоби» [13].

Расширение производства и рост производительных сил предопределяют расширение электрификации и сферы применения электрической энергии. С увеличением к. п. д. тепловых и атомных электростанций, ростом мощности гидроэлектростанций и совершенствованием техники передач электроэнергии на большие расстояния создаются объективные предпосылки для замены электроэнергией других энергоносителей.

Прямая экономическая эффективность применения электрической энергии в сельскохозяйственном производстве заключается в увеличении производительности и облегчении условий общественного труда, в замене дорогого жидкого топлива твердым и низкосортным, сжигаемым на электростанциях.

На все эти вопросы трудно ответить коротко, нужно рассмотреть все сферы применения электрической энергии в производстве и быту людей, на транспорте и в сельском хозяйстве. Только при этом условии можно составить себе более ясное представление о сути и роли электрической энергии.

Экономическая эффективность применения электрической энергии в сельскохозяйственном производстве заключается в увеличении производительности и облегчении условий общественного труда, в замене дорогого жидкого топлива твердым и низкосортным, сжигаемым на электростанциях.

Важной областью применения электрической силоизмеритель-ной техники является предохранение от перегрузок подъемных механизмов и транспортных средств. Первоочередными задачами здесь являются защита жизни и здоровья людей и обычно очень дорогого оборудования, а следующими по важности задачами — контроль за транспортно-техническими и тарифными предписаниями.

Взвешивание жидкостей и сыпучих материалов в целях определения уровня заполнения и дозирования или составления шихты является в настоящее время наиболее широкой областью применения электрической силоизмерительной техники.

На возможность применения электрической тяги на железных дорогах указывал еще в 1874 г. в заявке на привилегию русский специалист Ф. А. Пироцкий. В 1875—1876 гг. он проводил опыты на Сестрорецкой железной дороге по передаче электроэнергии по изолированным от земли рельсам. Передача осуществлялась на расстояние около 1 км. В качестве обратного провода был использован второй рельс. Электроэнергия передавалась маленькому двигателю. В августе 1876 г. Ф. А. Пироцкий поместил в «Инженерном журнале» статью с результатами своих работ. Эти опыты навели его на мысль использовать электроэнергию для вагонеток, движущихся по металлическим рельсам [17, с. 17—19; 18, с. 28, 29].

Работа современных промышленных предприятий, транспорта, общественных учреждений, культурная жизнь современного человечества- немыслимы без применения электрической энергии.

Современная промышленность, сельское хозяйство, транспорт и коммунальное хозяйство не мыслятся без широкого применения электрической энергии. Последнее стало возможным во всех отраслях промышленности вследствие относительной простоты распределения элйкгро-энергии по потребителям, независимо от величины потребляемой мощности, и несложности превращения ее в любые необходимые потребителю влды энергии.

Различные изделия и инструменты из твердых сплавов (резцы, фрезы, •штампы, пресс-формы, волоки и т. д.) являются основными объектами применения электрической я ультразвуковой технологии.

Расширение сферы использования электроэнергии в народном хозяйстве будет сопровождаться сдвигами в требуемых режимах работы ЕЭЭС, итоговый результат которых, вообще говоря, неоднозначен с учетом существенно разных режимов использования электроэнергии на электрифицируемых участках экономики. Например, повышение электрификации быта увеличивает пиковую нагрузку в ЕЭЭС, тогда как перевод на электротягу привода газопроводов —• базисную нагрузку, а электротеплоснабжение в сельском хозяйстве часто играет роль потребителей-регуляторов, увеличивая потребление так называемой «ночной» электроэнергии. Анализ показывает, что равнодействующая этих противоположно действующих эффектов в рассматриваемой перспективе будет направлена в сторону уплотнения режимов электропотребления, причем сила ее проявления будет выше в 1-й фазе переходного периода. Так, в соответствии с предварительными оценками, каждый дополнительный киловатт мощности электростанций, необходимый для расширения сферы применения электроэнергии, в 1-й фазе должен будет использоваться 7800—8200, а во 2-й — 7400—7500 ч/год.

Для обеспечения надежного электроснабжения народного хозяйства, дальнейшего развития электроемких производств, расширения применения электроэнергии в сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд и в сфере обслуживания населения в 1981 —1985 гг. предстоит ввести 68,9 млн. кВт новой мощности и довести производство электроэнергии к 1985 г. до 1550— 1600 млрд. кВт-ч (расчетная величина 155 млрд. кВт-ч). В одиннадцатой пятилетке общий прирост производства электроэнергии по стране составит 256— 306 млрд. кВт-ч.

Так, в черной металлургии удельные расходы электроэнергии повысились по всем видам продукции, что связано с дальнейшим расширением применения электроэнергии в производстве, опережающим развитием электротехнологических процессов, увеличением выплавки электростали с 9,9 до 10,7% в общем производстве стали, увеличением доли агрегатов по производству кислорода с электрическим приводом, увеличением выплавки качественных сталей и ферросплавов и др. Прирост потребления электроэнергии за пятилетие составил около 22% при увеличении выпуска продукции черной металлургии иа 11%'.

Увеличение применения электроэнергии для ряда производств промышленности согласно проработкам научно-исследовательских институтов дает следующие преимущества.

Парк напольных электроплит в десятой пятилетке увеличился с 0,9 до 2,7 млн. шт., «а селе были установлены первые 50 тыс. таких электроплит. Предусматривается дальнейшее расширение применения электроэнергии для приготовления пищи. Парк напольных электроплит в жилом секторе увеличится -к 1985 г. до 6,0 млн. шт., а потребление электроэнергии ими достигнет 6,0 млрд. кВт-ч (в 1980 г. 2,7 млрд. кВт-ч). Суммарный расход электроэнергии на нужды приготовления пищи, включая электроплитки, которых у населения находится около 20 млн. шт., составит в 1985 г. 9— 10 млрд. кВт-ч.

Однако было бы ошибочным считать, что энергетическая политика, направленная на экономию энергоресурсов, приведет к падению спроса на электроэнергию. В действительности технологические изменения в промышленности и торговом секторе, направленные на повышение производительности труда, и появление новых технических средств в жилищно-бытовом секторе будут расширять сферу применения электроэнергии.

роэнергии в будущем? По всем признакам, в предстоящие десятилетия влияние большинства факторов, способствующих расширению применения электроэнергии, будет усиливаться. Еще в 1977 г. на X конгрессе МИРЭК одним из главных был вывод о том, что в предстоящие годы доля угля и ядерной энергии в мировом энергоснабжении будет неуклонно возрастать и в условиях современного научно-технического развития такой рост неизбежно должен сопровождаться более интенсивным использованием электроэнергии.

Отопление и кондиционирование — еще одна важная область конечного использования энергии, в которой может быть получена экономия. Так, в США в 1985 г. в этой области может быть получена экономия энергии, эквивалентная 50 млн. т нефти в год, и еще 55 млн. т могут быть сэкономлены за счет улучшения изоляции помещений в строительстве [9]. По этому поводу, однако, почти невозможно сделать какие-либо общие выводы. В существующей практике изоляции помещений имеются большие различия между странами и даже внутри крупных стран, так же как в принятой температуре внутри помещений, в расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопительных систем, а также в степени распространения централизованного отопления или тепловых насосов. Если в США возможная экономия энергии определяется более или менее надежно, подобные расчеты для Европы выполнить значительно труднее. В отличие от США здесь наблюдается большое разнообразие бытовых отопительных систем; используются дрова, уголь, природный газ, электрические камины; применяются центральные отопительные системы на всех видах топлива, причем большое значение имеют различия в индивидуальных вкусах. В этих условиях вид «добровольной» экономии мог бы и должен играть важную роль; попытки оценить возможности такой экономии делались. Во Франции доля отопления в общем потреблении энергии оценивается в 25 %, поскольку широко используются уголь и дрова; с отоплением связаны значительные проблемы загрязнения среды. В 1974 г. в Норвегии исследовалась возможность применения электроэнергии для отопления помещений; причем доказывалось, что издержки в этом случае оказываются дополнительными по отношению к издержкам, связанным с обеспечением электроэнергией обязательных потребителей, и поэтому удельные затраты окажутся вдвое ниже, чем для бытового электроснабжения без отопления. Это пример пропаганды, направленной на обеспечение экономии второго рода, т. е. с использованием усовершенствованных приборов. Поскольку существует мнение о расточительности электроотопления, интересно отметить, что в одной из американских работ 1974 г. [43] указывается, что «практически при электроотоплении достигается тот же самый коэффициент преобразования первичных энергетических ресурсов, что и при использовании печей на нефтетопливе. Более того, на электростанциях могут применяться разнообразные виды первичных энергоресурсов разного качества».

Специальным вопросом является использование электроэнергии для тепловой обработки материалов и изделий: электросушка, электрообжиг, электроплавление и т. п. Применение электроэнергии имеет много преимуществ. Температурный уровень при злектротехнологии может быть не меньшим, чем при сжигании топлива, удобство и возможности выше, чем при использовании любого другого вида энергии. Особым достоинством применения электроэнергии является чистота рабочего пространства, где обрабатываются материалы или изделия. В нем отсутствуют зола, сажа, взвесь самого топлива, что в большинстве случев сопутствует обработке материалов в пламенном пространстве печей, сжигающих твердые виды топлива и отчасти мазут.

Перечисленные виды электрического потребления характеризуют электроэнергетику сильных токов и не включают области применения электроэнергии слабых токов, а именно: радио, телеграфа, телефона и т. п.

Техническая реконструкция промышленности СССР на базе применения электроэнергии, организация на основе электрификации новьж форм и методов производства имеют исключительное значение для создания материально-производственной базы коммунизма.