 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
249
Быстрое развитие химической промышленности и материального производства вообще требует
не только роста выработки электроэнергии, но все в большей степени ее рационального
потребления.
9.3. Эффективность производства и потребления энергии
Долгое время невысокая эффективность преобразования тепловой энергии в полезную работу
связывалась с несовершенством самого механизма преобразования. С развитием термодинамики
стало ясно, что существует ограничение полного преобразования всей тепловой энергии в
полезную работу. Такое ограничение следует из фундаментальных законов термодинамики и
обусловливается необратимостью тепловых процессов. К настоящему времени значительная часть
всевозможных усовершенствований, направленных на повышение эффективности производства
электроэнергии с использованием пара, в основном уже осуществлена. Если КПД первых паровых
машин составлял 2–5%, то КПД современных энергетических систем – тепловых элетростанций,
работающих на том или ином виде топлива и вырабатывающих пар для последующего
преобразования его энергии посредством турбогенератора в электрическую, – достигает около
40%. Атомные электростанции также вырабатывают пар, подаваемый в турбогенераторы. КПД их
не превышает 32%, а это означает, что только 32% тепловой энергии, выделяющейся при делении
урана, преобразуется в электрическую.
Производство электрической энергии даже с применением современных энергетических систем
сопровождается большими потерями тепла. Особенно велики потери тепла, когда электрическая
энергия снова преобразуется в тепло либо другие виды энергии на месте потребления.
Существенными потерями сопровождается и передача электроэнергии, особенно на большие
расстояния. В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по синтезу электропроводящих
материалов проводников для передачи электроэнергии с минимальными потерями. Уже
синтезированы высокотемпературные сверхпроводящие материалы. Однако для передачи
электроэнергии нужны такие проводники, сверхпроводящее свойство которых проявлялось бы не
при низких, а при обычных температурах.
К большим потерям приводит и потребление электроэнергии в химической промышленности.
Например, энергетический КПД для процесса синтеза аммиака составляет 25–42%, хотя
потребление энергии для такого процесса за последние 50–60 лет уменьшилось более чем на 50%.
Для обычных способов получения винилхлорида он равен 12%, а для его синтеза из NO – всего
лишь 5–6,5%. В большинстве случаев высокотемпературные процессы сопровождаются потерями
энергии до 60–70%. Потери энергии в химическом производстве обусловливаются вполне
объяснимыми объективными факторами, связанными с уровнем развития не только химических
технологий, но и естествознания в целом. Однако есть и субъективные причины. Одна из них –
очень часто разрабатываются методы превращения веществ с высоким процентом выхода
конечной продукции без учета энергетической эффективности технологических процессов. В
данной связи многие технологические процессы имеют сравнительно высокий процент выхода
конечной продукции, но низкий энергетический КПД.
Повышение энергетического КПД процессов и аппаратов – одна из важнейших задач