1598005413-fed7095c5cc635c55b82ef4e37ea2648 (811209), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Если. учесть экологические преимущества ЭАЭС, экономию топлива за счет вращающегося резерва, то'допустимые капитальные затраты на ЭАЗС могут возрасти до 120 руб/кВт + 30 руб/(кВт ч). При увеличении замыкающих затрат на топливо в ХП1 пятилетке эти цифры возрастут до 150-180 руб/кВт + 40-45 руб/(кВт ч).
Наши расчеты и опубликованные данные показывают, что экономически оправдано применение в энергосистемах для сглаживания графика нагрузок ЭАЭС на основе серно.натриевых, редокс-ЗА, а также галогенно-цинковых ЭА. Для некоторых потребителей экономически целесообразно применение для этих целей свинцовых ЭА с энергоемкостью от 500 кВт ° ч до 10 МВт ч [45, с.
1001-101Ц в безуходном исполнении с ресурсом 1000-2000 циклов. Выравнивание графика нагрузок в энергосетях может быть обеспечэно также другими станциями и устройствами: гидроаккумулирующими станциями, электролизными установками и генераторами энергии на водородном топливе, паровыми акку. муляторами, маховиками, электромагнитными накопителями, химическими накопителями и другими. В табл.
4.4 приведены характеристики некоторых устройств аккумулирования энергии по данным [42; 110). 238 Т а б л и ц а 4.4. Характеристики алкумулирующих усгройств Удельные капитальные зат- Плотность раты' энергии, кВт ч/мз Кз п' руб/кйт Кзйь бхолл/кВт) руб/(кВт ° ч) (долл/(кВт ч) Устройство КПД,76 0,5-1,0 110-160 5-15 65-75 Гидроаккумули- рующая ЗС (ГАЭС) Воздушный компрес- сор -газовая турбина Паровой аккумулятор Электромагнитный сверхпроводящий накопитель Свинцовые ЭА Новые низкотемпе- ратурные ЭА Серно-натриевый ЭА Электрояизер-ЭХГ 65-72 ГОО 180 5-20 3-15 70-80 80-90 30-70 (30-200) До 30 15-30 (80-100) 50-100 30-60 10-25 30-80 60-75 65-МО 50-75 75-125 200-400 70-80 40-60 (100-125) 500-800 * Кз ь/ = Кз п + Кз й/тг, где тг — максимальное время генерации энергии.
Подземное хранение водерода. Приведенные в табл. 4.4 экономические показатели имеют ориентировочный характер, так как некоторые устройства находятся еще в стадии опытного производства, показатели изменяются в связи с переходом на массовое производство, совершенствованием технологии, увеличением цен и с другими причинами. Однако анализ табл. 4.4 и опубликованных данных показывает, что наиболее экономичными в настоящее время являются ГАЭС, получающие применение в энергетике. В СССР работает одна ГАЭС (225 МВт) и строятся две ГАЗС (1200 и 1600 МВт) [157).
целесообразно сравнить показатели ЭАЭС с показателями ГАЭС. Гидроаккумулирующие станции имегот ряд достоинств: высокий КПД (65-75ою), высокую маневренность (запуск в режим генерации энергии 1-2 мин), невысокие капитальные затраты, пропорциональные запасаемой энергии и составляющие 5- 15 руб/(кВт ° ч). к недостаткам гидроаккумулиругощих устройств относятся высокие первоначальные капитальные затраты на 239 2,09 ббб уббб )ббб 2000 2ббб ео к,ч 2,12 2,10 е к 2,0В 2,0б Рис. 4.11. Зависимость удельных прив~. денных эатрат на вдектроэнергию в энергосистеме с мощностью 10 ГВт (пи.
ковая мощность 1,4 ГВт) от продолжительности пиковой нагруэки в году при испояьэовании ГАЭС (1), ГТУ (2), ЭАЭО на основе серно-натриевого (у) и редоксцинкового (4) аккумуляторов фект в энергосистеме при замене ГТУ на ЭАЗС составит около 20 млн.
руб/г. при продолжительыости пиковых нагрузок 1000 часов в году. При этом экономится природный газ — 702 тыс.т в пересчете на условное топливо в год. Срок окупаемости ЗАЭС составит около трех лет. Кроме того, определенный социально- экономический эффект будет получен за счет снижения вредньсг выбросов при замене ГТУ на ЭАЭС при зйряде последних от АЗС. Уменьшение годового суммарного (нормализованного) выброса вредных компонентов, рассчитанное по уравнению (2.73), оценивается в 1,1 104 т, что соответствует дополнительному экономическому эффекту — 5 млн,руб/г. При увеличении цен на природный газ в Х1П пятилетке экономический эффект от замены ГТУ на ЭАЭС возрастет.
единицу мощности, необходимость больших площадей зем под верхний и нижний водные бассейны и перепада высоты между этими бассейнами, неблагоприятное экологическое влияние на окружающуго среду. Электрохимические аккумулирующие станции также имеют высокий КПд (65-80%), высокую маневренность, но они не требуют больших площадей земли. Поэтому в отличие от ГАЭС электрохимические аккумуляторы могут быть установлены в любом месте непосредственно около потребителя, и это открывает перспективу их широкого использования. Рассмотрим традиционную энергосистему, параметры которой приведены в табл„3.11. Рассчитаем' приведенные затраты на электроэнергию в энергосистеме для четырех вариантов покры.
тия пиковых нагрузок: газовыми турбинами, гидроаккумулирующей станцией, ферроцианидцинковыми ЭА, серно-натриевыми ЭА. Принимаем КПД ГАЭС -70%, удельные капитальные затраты на ГАЭС вЂ” 160 руб/кВт и 5 руб/(кВт ° ч); КПД ЭАЭС вЂ” 70%, ка тальные затраты на ЭАЗС 125 руб/кВт и 10 руб/(кВт ч) д серно-натриевого ЭА и 100 руб/кВт и 25 руб/(кВт ч) для фер цианидцинкового ЭА. Результаты расчета удельных приведе ных затрат в энергосистемах в зависимости от продолжительн сти работы пиковых устройств в году приведены на рис. 4.11. К видно из рис.
4.11, при кратковременных пиковых нагрузках 1000 ч в году) целесообразно применение ЭАЭС, при бол длительных пиковых нагрузках — ГАЭС. Экономический 240 4.6. ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ И ЭНЕРГЕТИКА 4.6.1. Некоторые проблемы применения автомобилей. В мире около одной трети топлива расходуется на транспортные нужды. Для этих целей используется наиболее ценное топливо — в основном жидкое, которое получают из нефти. Учитывая перспективу истощения запасов легко извлекаемой нефти, во всем мире ведутся работы по уменьшению ее расхода на транспорте. Одним из направлений решения этой проблемы является применение электромобилей (ЭМ) с аккумуляторными батареями.
В этом случае электрическая энергия генерируется на АЗС или угольных ТЗС, запасается в аккумуляторах и используется в ЭМ. Таким образом, обеспечивается замена нефтяного топлива на угольное или ядерное. При этом вносится вклад в решение еще одной энергетической проблемы — сглаживания суточного и недельного графика нагрузок, так как ЗМ в основном будут заряжатъся в ночное время и в выходные дни. Широкое использование ЭМ также улучшит экологическую 'обстановку в городах. Как известно, автомобили являются источниками вредных выбросов.
В выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания (ДВС) содержится до 280 компонентов, большинство из которых относится к категории вредных (145). К основным вредным ко .пононтам выбросов относятся оксиды углерода СО и СОЬ, оксиды азота (ЧО„, углеводороды С„Н, сажа, оксиды серы. Некоторые компоненты выбросов, наг ример бена(а)- пирен (БП), являются канцерогенными. В среднем один автомобиль с бензиновым двигателем выбрасывает в год, кг: СО- 241 135,ХО -25, С„Н вЂ” 20, ЯОз -4, БП 7 ° 10-з [9].
Кроме того, ДВС, работающие на этилированном бензине, выбрасывают твердые частицы, содержащие свинец. Токсичные выбросы, например двигателя автомобиля "Вол. га", при холодном старте составляют, г/кг топлива: СΠ— 52, НОх — 37, С„Н - 21 [86, с. 94-120]. Хотя содержание некоторых вредных компонентов, в частно. сти СО, в выбросах дизельных автомобилей меньше, чем в выбросах бензиновых автомобилей, однако выбросы дизелей содержат сажу, которая хорошо адсорбирует канцерогенный БП.
Например, выбросы дизельного двигателя при его 80%-ной нагрузке, составляют, г/кг топлива: сажа-2,7, С„Н,„— 3,1, НО, — 13 [86, с, 94-120]. В СССР годовой выброс вредных веществ в атмос. феру от автомобильного транспорта составляет 40 млн.т [156]. В США годовой объем выбросов автомобильного транспорта в 1977 г. составлял, млн.т: оксида углерода — 85, углеводородов— 11, оксидов азота -7,4 [160]. Особенно большой вред автомобильный транспорт наносит большим городам. Так, доля выбросов автомобильного транспорта в Москве и Ленинграде составляет.
оксида углерода около 90%, углеводородов 65-79%, оксидов азота около 32% [160]. Для улучшения экологической обстановки принимают различные меры, снижающие содержание вредных выбросов: изменение механических характеристик двигателей, применение дожигателей и др. [145]. Однако эти меры либо приводят к увеличению расхода топлива, либо требуют расхода дефицитных платиновых металлов. Например, ежегодное потребление платины для дожигателей в автомобилях составляет 40 т [86, с. 94- 120]. 4.6.2. Электромобиль с батареями аккумуляторое.
Кардинал ным решением проблемы предотвращения загрязнения атм феры в городах могло бы быть использование электромобил При этом также резко снизился бы уровень шума в городах, В качестве источника тока в ЭМ могут быть ЭА. Электромобиль с ЭА не нуждается в коробке скоростей и стартере. Так каК КПД аккумулятора возрастает с уменьшением тока разряда, то применение ЭМ особенно выгодно в городах, где транспортные средства часто работают на холостом ходу или при малой мощности. Аккумуляторы бесшумны и не дают вредных выбросов. Однако для их заряда требуется электрическая энергия, генерация которой на ТЭС приводит к загрязнению окружающей З4З среды.
Поэтому необходимо сравнить суммарные'выбросы на единицу вырабатываемой энергии при прямом использовании топлива в автомобилях и при гейерацин энергии на электро- станциях с последующим ее использованием в ЭМ, Экологические характеристики автомобилей оцениваются различными показателями: мэ,осой вредных выбросов на массу топлива [86, с.
94-102] или на 1 км пробега [167], долей вредных выбросов в объеме отработанных газов [166]. Однако ни один из этих показателей не дает объективного сравнения экологичес- ких качеств АМ и ЭМ. Наиболее'распространенный показатель [г/км пробега) также может быть использован лишь дтя срав- нения ЭМ и АМ одинаковой полезной грузоподъемности, так как с увеличением мощности ЭМ и АМ растет потребление энергии и соответственно увеличиваются вредные выбросы на единицу пробега. Поэтому нами использован показатель массы вредных выбросов, отнесенной к целевой функции транспорта- грузообороту в тонно-километрах [г/[т км)].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
