|
ных, признанных лучшими. Раньше при плановой экономике одной из форм контроля за уровнем энергоиспользования в нашей стране было нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов топлива, тепловой и электрической энергии. Нормирование осуществлялось в соответствии с многочисленными общегосударственными и отраслевыми методиками и инструкциями. Нормированию подлежали все расходы топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на основные и вспомогательные производственноэксплуатационные нужды, и таким образом определялся узаконенный удельный расход этих ресурсов на производство единицы продукции, работы или услуги установленного качества. Примерно такое же положение остаётся и в настоящее время [4, 35, 36, 48]. Таким образом, об эффективности использования энергии в энергопотребляющих процессах судили до сих пор по величине подведенной к ним энергии, которая зависит от большого числа объективных факторов, в том числе от климатических условий и строительных нормативов для систем жизнеобеспечения. Поэтому существует большая необходимость в разработке научно обоснованного и общепринятого показателя, позволяющего оценить уровень энергоиспользования в неэнергетических процессах. Поскольку в таких процессах понятия полезная энергия/работа теряют свой физический смысл, предпринимались попытки хотя бы условно определить полезное потребление энергии: в освещении по световому потоку ламп; в силовых процессах (стационарных и мобильных) по работе на валу двигателя; в электрохимических процессах но расходу энергии, теоретически необходимому для процесса; в термических процессах по КПД печей и аппаратов; в отоплении, вентиляции, горячем водоснабжении по количеству подведенного к потребителю тепла. Исключение из рассмотрения сферы потребления энергии неслучайно. Оно объясняется гем, что методы исследования, пригодные для других стадий, через которые проходит энергия с момента ее поступления из природ12 |
19. В настоящее время разработано несколько (не менее 6-7) методов определения химической энергии и эксергии топлив [31, 138, 142, 146, 147, 153]. Необходимо лишь тщательно проанализировать их с точки зрения корректности и выбрать наиболее приемлемый, что позволит решить задачу объективной оценки потенциальной энергии топлив. Для подавляющего большинства неэнергетических процессов основным способом оценки эффективности является сопоставление удельного расхода энергии на производимую в процессе продукцию с показателями аналогичных производств, как отечественных, так и зарубежных, признанных лучшими. Формой контроля за уровнем энергоиспользования в нашей стране является нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов топлива, тепловой и электрической энергии [23]. Нормирование осуществляется в соответствии с многочисленными общегосударственными и отраслевыми методиками и инструкциями. Нормированию подлежат все расходы ТЭР на основные и вспомогательные производственно-эксплуатационные нужды, и таким образом определяется узаконенный удельный расход этих ресурсов на производство единицы продукции, работы или услуги установленного качества. Таким образом, об эффективности использования энергии в энергопотребляющих процессах судят по величине подведенной к ним энергии, которая зависит от большого числа объективных факторов: используемой технологии, качества перерабатываемого сырья и производимой продукции в промышленности, климатических условий и строительных нормативов для систем жизнеобеспечения. Поэтому существует большая необходимость в разработке научно обоснованного и общепринятого показателя, позволяющего оценить уровень энергоиспользования в неэнергетических процессах. 20. Поскольку в таких процессах понятия полезная энергия/работа теряют свой физический смысл, предпринимались попытки хотя бы условно определить полезное потребление энергии: в освещении по световому потоку ламп; в силовых процессах (стационарных и мобильных) по работе на валу двигателя; в электрохимических процессах по расходу энергии, теоретически необходимому для процесса; в термических процессах по КПД печей и аппаратов; в отоплении, вентиляции, горячем водоснабжении по количеству подведенного к потребителю тепла [54]. Исследователи, работающие в сфере энергетики отраслей народного хозяйства, уже давно и однозначно определили, что энергетическая эффективность любой технологии (ее энергетический КПД) равна отношению теоретических затрат энергии к фактическим [120, 139]. Однако ни в одной из подобных работ не описаны принципы определения этих теоретических затрат. Научно обоснованные методы расчета КПД по этой идеологии были применены для процессов, для которых существуют общеизвестные способы определения теоретических затрат Например, для процессов изменения фазового состояния чистых химических веществ, в частности для плавления металлов меди, цинка и т.п., для которых известна зависимость теплоемкости от температуры. Впервые КПД реальных металлургических процессов, которые имеют дело со сложными, многокомпонентными веществами, определил и подробно описал процедуру его определения Я.Шаргут. Для этого ему потребовалось ввести понятия химической энергии и эксергии веществ [121]. В качестве теоретических затрат энергии в металлургических процессах Я.Шаргут принял химическую энергию и эксергию полученного чистого металла. В дальнейшем этот метод получил развитие в работах В.С.Степанова [73, 148]. Он ввел понятия идеального и идеализированного аналогов 24. и передачи энергии от источников получения природных энергетических ресурсов до приемников включительно». В этой формулировке понятие использование энергии заменено приемниками энергии у потребителя, а это не одно и то же. Это значит, что сам процесс использования энергии остается за границами рассматриваемой системы, а потому и не исследуется. Исключение из рассмотрения сферы потребления энергии неслучайно. Оно объясняется тем, что методы исследования, пригодные для других стадий, через которые проходит энергия с момента ее поступления из природной среды (добыча, преобразование, передача, распределение, трансформация параметров), непригодны для анализа процессов потребления. Поэтому, исключив их из рассмотрения, исследователи пытаются расширить границы изучаемой системы, продлить цепочку преобразования энергии как можно дальше. Результатом таких стремлений явилось введение понятия конечная энергия. Формулировку конечной энергии дал Л.А.Мелентьев [53]: «... под конечной энергией понимается то количество механической, тепловой (всех потенциалов) и других видов энергии, которое за вычетом всех потерь энергии в энергетическом хозяйстве непосредственно передается народному хозяйству». Именно на этой стадии, которая, как видно из данного определения, также не включает процесс использования энергии потребителями, обычно заканчивается большинство исследований энергетики. Примерно такое же положение и в зарубежной науке: составляется подробный энергетический баланс страны с точки зрения поступления, генерирования, преобразования, передачи всех видов энергии, все потоки которой упираются в правую границу, на которой отмечено: потребители [157]. |