Теплоэнергия от природного газа
Рассмотрим теоретически варианты отопления коттеджа, площадью 285 кв.м при возможности использования различных энергоносителей. По расчетам для отопления дома учитывая инфильтрацию, вентиляцию, увлажнение необходимо 34 кВт полезной мощности. При сравнении затрат на отопление дома, в зависимости от используемого топлива будем исходить из одинаковых условий: каждый котел находится в работе одинаково по времени, а отопительный сезон — 7 месяцев. Будем сравнивать стоимость затрат на отопление одного и того же дома, при одних и тех же условиях.
Если бы котел работал непрерывно, то в месяц понадобилось бы:
34 кВт Х 24 часа Х 31 день = 25 519 кВт*час энергии.
Будем считать, что котел будет работать примерно 1/2 всего времени, поэтому разделим 25 519 кВт*час на 2 и получим 12 760 кВт*час. Это затраты за 1 месяц отопительного сезона.
Умножаем на 7 месяцев отопительного сезона и получим 89 317 кВт*час.
 | Стоимость природного газа для населения составляет 5005 руб. за 1000 м3. Стоимость производства 1 кВт*ч тепловой энергии при использовании природного газа равна 0,5 руб. Теперь умножаем 89 317 кВт*ч на стоимость 1 кВт*ч при использовании магистрального газа в качестве источника энергии в системе отопления с высокоэффективным газовым котлом AFUE (90%) и получаем затраты на отопление за весь отопительный период в сумме 44тыс.660 рублей. |
 | Отопление сжиженным газом. 1 л пропано-бутановой смеси стоит 16 руб. 1 кВт*час стоит 2,5 руб. с AFUE котла 90% Умножаем (89 317 кВт*час) на стоимость 1 кВт*час (2,5 руб.) получаем 223 тыс. 300 руб. при отоплении дома пропан-бутановыми смесями. |
 | Стоимость 1 литра солярки 26 руб. 1 кВт*час стоит 2,8 руб., при использовании в системе отопления дизельного воздухонагревателя с AFUE 80%. Умножаем (89 317 кВт*час) на стоимость 1 кВт*час (2,8 руб.) получим расходов на сумму 250 000 руб. за отопительный сезон . |
 | Для получения тепловой энергии в количестве 1 кВт*ч необходимо израсходовать примерно 1,03 кВт*ч электрической энергии. Стоимость 1 кВт*ч электроэнергии отличается по стоимости в различных регионах. Для физических лиц в Санкт-Петербурге стоимость электроэнергии составляет 3,39 рублей за 1кВт*ч. Стоимость получения 1 кВт тепловой энергии при отоплении электричеством 3,5 руб. Умножаем (89 317 кВт*час) на стоимость 1 кВт*ч (3,5 руб.) расходы на отопление получаются равными 312 тыс. 610 руб. |
 | Расчет расходов на отопление дома при эксплуатации твердотопливного котла (AFUE 78%). В качестве топлива используем дрова.1 кг дров стоит в среднем около 3 руб. Стоимость получения 1 кВт тепловой энергии при сжигании дров равна примерно 0,9 руб. Далее умножаем полученную стоимость энергии (0,9 руб.) на необходимое количество этой энергии для обогрева дома в течение всего отопительного сезона (89 317 кВт*час) и получаем расходы в количестве 80 тыс.385 руб. за год. |
 | Рассмотрим в качестве энергоносителя для твердотопливных котлов топливо в виде щепы, брикетов или пеллет (гранул). Теплотворная способность 1 кг пеллет равна 5 кВт*ч Стоимость 1 кг пеллет от 5 300 руб. до 6 400 руб. за 1 тонну. Стоимость 1 кВт*ч равна 1,33 руб. Затраты составят 118 790 рублей. |
| Расчет расходов при эксплуатации твердотопливного котла (AFUE 78%). В качестве энергоносителя возьмем уголь. Стоимость угля составляет 7 700 руб. за 1 тонну. Стоимость получения 1 кВт энергии при сжигании угля равна 1,6 руб. Умножаем (89 317 кВт*час) на стоимость 1 кВт*час (1,6 руб.) получаем расходы за отопительный сезон 142 тыс. 900 рублей. |
Источник
Выработка электроэнергии из природного газа
Природный газ является общим термином, используемым для смеси углеводородов, которые являются результатом разложения растительных и животных материалов в течение миллионов лет. Из природного газа сейчас производится порядка 15% всей электроэнергии в мире. Энергия природного газа представляет ископаемое топливо и, следовательно, представляет невозобновляемые источники энергии. Она образовалась, когда доисторические останки животных и растений находились под землей и подвергались высоким температурам и давлениям в течение миллионов лет. Эта энергия наряду с нефтью и углем считается ископаемым топливом и, подобно нефти и углю, встречается в подземных резервуарах, расположенных во многих районах мира.
Основные компоненты природного газа представляют углеводороды: метан с формулой CH4, а также этан с формулой C2H6, пропан с формулой C3H8, бутан с формулой C4H10.
Природный газ самый чистый из всех видов ископаемого топлива. Запасы энергии природного газа, как и другие виды ископаемого топлива, ограничены и поэтому не являются возобновляемым ресурсом. Применение природного газа производит относительно малую долю оксидов азота и углекислого газа по сравнению с нефтью и углем, а также в результатах практически нет твердых частиц или выбросов диоксида серы. Поэтому он становится привлекательным «переходным» топливом по мере того, как энергоснабжение уходит от загрязняющих источников, таких как уголь и ядерные источники в сторону более чистых возобновляемых технологий.
Как генерируется газовая энергия?
Есть два основных типа электростанций, используемых для преобразования энергии природного газа в электричество — открытый цикл и комбинированный цикл.
Открытый цикл
Самое простое: открытый цикл, в котором природный газ горит для создания давления. Давление приводит в действие лопасти газовой турбины, вызывая ее вращение и преобразование тепловой энергии в механическую. Вал соединяет газовую турбину с газотурбинным генератором, поэтому, когда турбина вращается, генератор тоже. Генератор использует электромагнитное поле для преобразования механической энергии в электрическую. Приводя в действие турбину, которая соединена с генератором она заставляет магниты генератора крутиться и создавать электрический ток.
Комбинированный цикл
В электростанции комбинированного цикла, тепло, которое образуется от сгорания приводит в действие турбину назначение которой для того чтобы закипятить воду и создать пар, управляя второй турбиной для того, чтобы произвести даже больше электричества. Это позволяет таким электростанциям преобразовывать до 50% энергии, содержащейся в природном газе — намного больше, чем 33% конверсия угольных электростанций. По этой причине газопоршневые электростанции комбинированного цикла, как правило, используются для обеспечения ежедневной базовой нагрузки, в то время как открытые станции работают во время пикового спроса. Турбины сгорания основаны на принципе реактивных двигателей. С технологией турбины горит природный газ, создавая перегретый воздух, который после этого закачивается в трубы и используется для того чтобы управлять турбиной. Энергия природного газа может также использоваться в технологиях топливных элементов, которые опираются на химические реакции для создания электричества при гораздо более высоких уровнях эффективности, чем это может быть получено при сжигании ископаемого топлива.
Каковы экологические проблемы?
Природный газ оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, чем уголь. На основе данных сжигание природного газа генерирует примерно вдвое меньше углекислого газа или CO2, чем уголь, меньше твердых частиц и очень мало двуокиси серы или токсичных выбросов в атмосферу. Однако сжигание природного газа может привести к образованию оксидов азота и окиси углерода в количествах, сопоставимых со сжиганием угля. Продолжающееся использование этих ресурсов неизбежно приводит к выбросам метана, который является мощным парниковым газом, способствующим глобальному изменению климата. Бурение и разведка природного газа может негативно повлиять на среду обитания дикой природы, дикую природу и общее состояние атмосферы. Среди возможных негативных последствий, связанных с этим топливом, можно назвать эрозию, снижение продуктивности почв, увеличение стока, оползни и наводнения. Если сравнивать природный газ со сжиганием угля, выбросы CO2 значительно ниже, но сжигание природного газа по-прежнему приводит к чистому увеличению выбросов CO2 и, следовательно, может способствовать изменению климата. В зависимости от типа технологии сжигания и конструкции установки газовая установка может оказать значительное воздействие на водные ресурсы. Турбины сгорания не используют значительных количеств воды, но электростанции комбинированного цикла имеют участок для охлаждения пара который может требовать значительных количеств воды.
Подход компаний к энергии газа
Газовые электростанции как источники электрической энергии улучшают надежность нашего общего энергоснабжения. Когда погодные условия ограничивают возможности непостоянных источников энергии, таких как ветер, для выработки электроэнергии, газовые электростанции могут повысить свою производительность, чтобы восполнить дефицит. Это гарантирует, что всегда есть достаточно электричества, чтобы удовлетворить спрос. Сжигание газа также выделяет парниковые газы. Технология улавливания и хранения углерода может представлять собой возможное решение, но пока еще не доказана работа в промышленных масштабах. Ожидается, что технология улавливания и хранения углерода также увеличит стоимости строительства газовой электростанции, а также снизит её эффективность. Вполне вероятно, что в обозримом будущем газовые электростанции будут оставаться частью электроэнергетического комплекса мира, а в долгосрочной перспективе газ может играть заметную роль. Газовые электростанции могут обеспечить гибкую, надежную электрическую мощность, но цены изменчивы и могут резко возрасти или упасть в ответ на международные события, не зависящие от страны.
Преимущества газовых электростанций
Одним из основных преимуществ использования газа для производства электроэнергии является то, что газовые электростанции имеют чрезвычайно быстрое время запуска, поэтому они часто используются для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии. Газотурбинная электростанция занимает всего 10-20 минут для достижения максимальной мощности по сравнению с несколькими часами для угольных электростанций и до двух дней для ядерных станций.
Выводы
Энергия природного газа является невероятно универсальным топливом, а также используется как эффективный источник в своем собственном праве для отопления, приготовления пищи и горячей воды, это также средство для производства электроэнергии.
Газовые электростанции преобразуют тепловую энергию от сжигания природного газа в электроэнергию, которую можно использовать в жилых домах и на предприятиях.
При большей эксплуатационной гибкости и более чистом сжигании, чем угольные электростанции, все больше и больше газовых электростанций строятся по всему миру, и сегодня природный газ производит около 15% электроэнергии мира.
Источник