Возобновляемых энергоресурсов

Коэффициент ремонтопригодности машины (см. ГОСТ 27451 — 81) определяется как отношение суммы средних нормируемых затрат времени, требующегося на замену разрушенных или возобновляемых элементов, -к сумме указанных затрат и времени, необходимого для выполнения балластных работ (мойка, разборка, сборка, регулировка машины и другие работы)

Все рассмотренное раньше показывает, что машины как объект исследования должны изучаться в различных направлениях и в результате изучения могут быть выявлены весьма важные и для многих машин новые характеристики. Например, могут быть выявлены допустимые отклонения работоспособности машин в зависимости от срока их службы, дана количественная оценка надежности, долговечности и ремонтопригодности машин в зависимости от наличия сменяемых и возобновляемых элементов и сроков их службы, установлены закономерности нарастания суммированного износа за период использования машин, рассчитаны оптимальные сроки службы машин и отдельных элементов, выявлены особые закономерности амортизации машин со сменяемыми и возобновляемыми элементами, установлены рациональные соотношения мощностей предприятий по производству новых машин, запасных частей к ним и соответствующих ремонтных предприятий и т. д.

сложных машин, отличающихся применением периодически сменяемых и возобновляемых элементов, поставлены не были.

определение показателей оценки надежности, долговечности и ремонтопригодности машин с учетом сменяемых и возобновляемых элементов.

Коэффициент ремонтопригодности Fp машины, можно определять как отношение соответствующих годностей, выражающих средние затраты труда, энергии и материалов, требующихся для введения в машину сменяемых и возобновляемых элементов, к сумме затрат труда, энергии и материалов на разборку и мойку машины вместе со сборкой, регулировкой и возобновлением других неконструктивных элементов, т. е.

Зависимость ?,- = fi(t) такова, что через определенные периоды ti функция приобретает одни и те же значения, т. е. EiX является периодической функцией от t, и может быть описана системой линейных уравнений, тригонометрическим рядом или даже простыми зависимостями, если учесть ранее сделанные допущения, заключающиеся в том, что мы рассматриваем в общем случае идеализированный процесс, при котором сроки смены и значения годности недолговечных возобновляемых элементов для каждого последующего интервала работы машины равны первоначальным их значениям.

Анализ изменения годности машины как суммы годностей долгоработающих и сменяемых (или возобновляемых) конструктивных и неконструктивных элементов за срок службы машины открывает возможности для количественной оценки конструктивного и технологического совершенства машин.

Все машины разделяются на несколько категорий в зависимости от соотношений годностей долгоработающих и часто сменяемых (или часто возобновляемых) элементов в пределах срока

возобновляемых элементов равными исходным, получаем

Еще более просто и наглядно суммированный износ рассматриваемой машины из укрупненных сменяемых или полностью возобновляемых элементов можно определять графическим путем (рис. 49).

Для других менее долговечных сменяемых или полностью возобновляемых элементов график суммированного износа строят в порядке убывания сроков службы. Для второго (по сроку службы) элемента на графике строят линию 0—2 с ординатой в точке 2 (соответствующей сроку службы ^п)> равной годно-

§ 41. Перспективы изменения соотношения между потреблением невозобновляемых и возобновляемых энергоресурсов

Пока в мире в среднем около 93% потребностей в энергоресурсах удовлетворяется за счет невозобновляемых ИЭ — минеральных органических топлив — и только приблизительно 7% — за счет возобновляемых, в основном гидроэнергии рек. При этом 25—30% из невозобновляемых энергоресурсов расходуется на производство электроэнергии, 85—80% которой вырабатывается на тепловых электростанциях, использующих органическое топливо (ТЭС), и 15—20% —на гидроэлектростанциях (ГЭС). Итак, небольшая часть электроэнергии, вырабатываемая последними, сокращается (начиная с 1960 г.) ежегодно на 0,7%.

Поэтому по мере истощения и роста стоимости обычных энергоресурсов будет, вероятно, происходить все более интенсивное и широкое освоение возобновляемых энергоресурсов. Об этом свидетельствуют обширные программы их разработок, уже осуществляемые в США, Австралии, Японии, Швейцарии и в других странах, включая СССР. Так, например, имеются проекты покрытия 20% потребности США за счет энергии ветра и еще 30% за счет лучистой энергии Солнца [107]. Австралия намерена обеспечить с помощью солнечного излучения 15% потребности в энергии. Япония планирует сэкономить 60%, а Швейцария — 50% органического топлива в результате замены обычных отопительных устройств солнечными и т. д.

§ 41. Перспективы изменения соотношения между использованием невозобновляемых и возобновляемых энергоресурсов ......................... 151

На втором этапе главными мерами энергосберегающей политики станут массовое внедрение новых энергосберегающих технологий, в том числе путем реконструкции действующих производств, снижение материалоемкости продукции и внедрение менее энергоемких материалов, рационализация схем транспортных перевозок и сочетание разных видов транспорта, повышение теплоизоляции производственных и жилых зданий, изменение отраслевой структуры экономики в целях снижения ее удельной энергоемкости. На этом же этапе будут приняты меры к массовому замещению жидкого и экономии газообразного топлива за счет использования ядерной энергии, твердого топлива и возобновляемых энергоресурсов, в частности на базе ускоренной электрификации народного хозяйства. При всей значимости для народного хозяйства осуществления первого этапа ее второй этап является генеральной линией энергосберегающей политики. Ему и уделяется основное внимание в данной главе.

Другое важное направление совершенствования энергетического аппарата — сокращение всех видов потерь энергии и ее расхода на собственные нужды ЭК (последние составляют до 12% общего расхода конечной энергии в народном хозяйстве). Важную роль в этом направлении играет использование вторичных энергоресурсов — горючих и тепловых. В настоящее время за счет вторичных энергоресурсов страна получает такое же количество энергии (в топливном эквиваленте), какое дают все ГЭС. В рассматриваемой перспективе роль вторичных энергоресурсов будет выше, чем использование гидроресурсов и всех других возобновляемых энергоресурсов (солнечной, геотермальной, ветровой), вместе взятых. За счет вторичных энергоресурсов будет обеспечиваться до 5 % всех энергетических нужд общества. Целые подотрасли химической промышленности, цветной металлургии и другие производства могут работать без использования первичных энергоресурсов, только за счет утилизации энергии, выделяемой в технологических процессах.

Разработка вариантов. Были отобраны три показателя, представляющие главный интерес для анализа: экономический эффект, выраженный затратами на энергию, 3; надежность энергоснабжения, выраженная объемом им-, порта нефти, Я; использование возобновляемых энергоресурсов, представленное размером вклада этих энергоресуров в общее энергопотребление, В. Варианты были определены таким образом, чтобы с помощью модели МАРКАЛ могли быть исследованы различные показатели в будущем с выдвижением на первый план одного из показателей (3, Я или В). Кроме того, были исследованы варианты, предусматривающие ускоренное внедрение новых технологий, а также варианты, в которых введены ограничения на использование органического топлива или ядерного горючего. В целом странами, участвовавшими в исследовании, было рассчитано до 16 вариантов, с помощью которых была получена обширная информация о возможностях внедрения в разных странах новых технологий при различных условиях.

Возобновляемые энергоресурсы. Потенциальные возможности расширенного использования возобновляемых знергоресурсов в странах— членах МЭА по варианту с минимальными издержками демонстрируются относительно стабильными темпами роста их потребления, равными 3,5% в год в период 1980— 2010 гг. Их вклад в 1980 г. равный, согласно оценкам, 0,34 млрд. т условного топлива, или 7% общего потребления первичных энергоресурсов, почти полностью обеспечивается за счет гидроэнергии. В 2010 г. потребление возобновляемых знергоресурсов составит 0,99 млрд. т условного топлива и в 2020 г. — 1,16 млрд. т условного топлива, или 11% общего объема потребления первичных энергоресурсов. В варианте с ускоренным внедрением новых технологий вклад возобновляемых энергоресурсов будет на 19% больше как в 2010 г.; так и в 2020 г. Можно было бы ожидать, что уровень потребления их по этому варианту будет еще выше, однако некоторые виды возобновляемых энергоресурсов, имеющие высокую стоимость, в этом варианте не смогут конкурировать с предлагающимися в достаточных количествах невозобновляемыми видами энергии с низкой стоимостью.

Возможная верхняя граница использования возобновляемых знергоресурсов определена в варианте с ускоренным развитием возобновляемых энергоресурсов, обозначенном ВЗ-4. В этом варианте использование возобновляемых энергоресурсов осуществляется фактически по ускоренным программам независимо от их стоимости и определяется лишь конечным спросом и техническими ограничениями. В результате этого вклад возобновляемых энергоресурсов достигнет 1,3 млрд. т условного топлива в 2000 г. и 2 млрд. т в 2020 г. Такие объемы обеспечат удовлетворение 17—18% общих потребностей в первичных энергоресурсах в эти периоды. Уровень потребления возобновляемых энергоресурсов в этом варианте начинает превышать соответствующие показатели в других вариантах только после 1990 г.

В работе было проанализировано восемь категорий различных технологий использования возобновляемых энергоресурсов, и в их числе, ввиду специфики отдельных стран, большое число технологических процессов. Были, в частности, рассмотрены централизованное и децентрализованное прямое исполь-

ряд технологий, связанных с использованием возобновляемых знергоресурсов, еще до 2000 г. начнет вносить существенный вклад в энергоснабжение. Вместе с тем технологии использования невозобновляемых энергоресурсов должны будут продолжать обеспечивать удовлетворение большей части потребностей в энергии, даже в случае ускоренного внедрения возобновляемых энергоресурсов.