Основные вопросы теории технологического развития

Современные технологии основаны на достижениях  научно-технического прогресса и  ориентированы на производство продукта: материальная технология создаёт материальный продукт, информационная технология (ИТ) — информационный продукт.

По наукоемкости технологии можно разделить на наукоемкие, «высокие» технологии, и базовые.

Наукоемкость  – это один из показателей, характеризующих  технологию, отражающий степень ее связи с научными исследованиями и разработками (ИР). Наукоемкой мы называем ту технологию, которая включает в себя объемы ИР, превышающие среднее значение этого показателя технологий в определенной области экономики, допустим, в обрабатывающей промышленности, в добывающей промышленности, в сельском хозяйстве или в сфере услуг.

Наиболее  новые и прогрессивные технологии современности относят к высоким технологиям. Переход к использованию высоких технологий и соответствующей им техники является важнейшим звеном научно-технической революции (НТР) на современном этапе. К высоким технологиям обычно относят самые наукоёмкие отрасли промышленности: микроэлектроника, вычислительная техника, робототехника, атомная энергетика, самолётостроение, космическая техника, микробиологическая промышленность. 

2. Сырье и энергия в  технологических  процессах.

Определение и классификация  сырья.

Сырье - поле́зные ископа́емые — минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

• Горючие полезные ископаемые (нефть,природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)
• Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глины и др.), строительный камень и пр.
• Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)
• Камнецветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).
• Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)
• Горно-химическое сырьё (апатит и фосфаты минеральные соли, барит, бораты и др.)

Энергетические  ресурсы: понятие  и классификация.

Топливно  - энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтеперерабатывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает страна для обеспечения производственных, бытовых и экспортных потребностей.

Классификация энергетических ресурсов:

• Невозобновляемые ресурсы – это ресурсы полезных ископаемых, которые не восстанавливаются или восстанавливаются крайне медленно (уголь, нефль, газ, торф), сырье для атомной энергетики.
• Возобновляемые ресурсы: энергия морских и речных течения, энергия ветра, морских отливов-приливов, солнечная энергия.

Добыча  полезных ископаемых.

Добыча  полезных ископаемых - извлечение твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли. Этот процесс заключается в выемке полезных ископаемых и транспортировке их от забоев за пределы горных выработок на поверхность. Добыча твёрдых полезных ископаемых ведётся открытым способом и подземным способом. Добыча торфа осуществляется с поверхности при полной механизации основных производственных процессов. Во всё возрастающих масштабах посредством пробуриваемых с поверхности скважин ведут добычу жидких полезных ископаемых и природного газа.

Топливо: определение, классификация  и состав.

Топливо — вещество или смесь веществ, способное к экзотермическим химическим реакциям с внешним или содержащимся в самом топливе окислителем, применяемое для выделения энергии, изначально тепловой.

Основные  современные виды топлива

Твёрдые топлива

• Древесина, древесная щепа, древесные пеллеты
• Горючий сланец
• Сапропель
• Торф
• Уголь
• Битуминозные пески
• Порох
• Соединения азота
• Твёрдое ракетное топливо

Жидкие  топлива

Просты  в транспортировке, но при этом велики потери при испарении, разливах и  утечках.

• Нефтяные топлива
• Мазут
• Дизельное топливо (Газойль, Соляровое масло)
• Керосин
• Лигроин
• Бензин, Газолин
• Масла
• Сланцевое масло
• Отработавшее машинное масло
• Растительные (Рапсовое, Арахисовое) или животные масла (жиры)
• Спирты
• Этанол
• Метанол
• Пропанол
• Жидкое ракетное топливо
• Эфиры
• Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)
• Диметиловый эфир (ДМЭ)
• жирных кислот
• Этерифицированные растительные масла (Биодизель)
• Эмульсии
• Водотопливная эмульсия
• Этиловый спирт в бензинах
• Масла в бензинах
• Синтетические топлива, производимые на основе процесса Фишера-Тропша
• Из угля (CTL)
• Из биомассы (BTL)
• Из природного газа (GTL)

Газообразные  топлива 

Ещё более  транспортабельны, при этом ещё большие потери, а также при нормальных условиях ниже энергетическая плотность.

• Пропан
• Бутан
• Метан, Природный газ, Метан угольных пластов, Рудничный газ, Болотный газ, Биогаз, Лэндфилл-газ, Гидрат метана
• Водород
• Сжатый (компримированный) природный газ (CNG)
• Продукты газификации твёрдого топлива
• Угля — (синтез, генераторный, коксовый) газы, возможна подземная газификация углей
• Древесины
• Смеси
• Пропан-бутановая смесь (LPG)
• Смесь водорода и природного газа (HCNG)

Дисперсные  системы, растворы.

• Аэрозоли
• Угольная пыль
• Алюминиевая, магниевая пыль
• Пены
• Газодизель (смесь природного газа с дизельным топливом)
• Смесь водорода с бензином
• Суспензии
• Водонитратное топливо («жидкий порох»)
• Водоугольное топливо

Нетипичные  топлива

• Ядерное топливо
• Термоядерное топливо
• Ракетное топливо

Структура производства энергоресурсов в мире и России.

На сегодняшний  день основными энергоресурсами  являются нефть, газ и уголь.

Помимо  Персидского залива и Восточной  Сибири – самых богатых газом  регионов - эксплуатируемыми и перспективными районами добычи газа являются Канадский арктический архипелаг, море Бофорта, континентальный шельф у западного побережья Северной Америки, Мексиканский залив, шельфы Бразилии, Нигерии, Камеруна и ЮАР, Средиземного моря, Южно-Китайского и Японского морей, Северное море, шельф у северо-западного побережья Австралии.

Огромные  запасы нефти крайне неравномерно распределены между отдельными странами. Из 137 млрд. т запасов небольшая группа нефтеэкспортирующих стран, входящих в ОПЕК, располагает 77%, или около 105 млрд. т. Группа же промышленно развитых стран ОЭСР располагает 16,6 млрд. т (12% мировых запасов).

Россия  – один из крупнейших экспортеров нефти. Наибольшие ее объемы поступают в Италию, Ирландию, Германию, Великобританию, Швейцарию и Венгрию. Кроме того, поставки идут в Грецию, Австрию, Польшу, Испанию, Канаду, Данию, США, Турцию, Финляндию,  Чехию,  Словакию Нидерланды, Бельгию, а также на Кубу, Мальту и Кипр.

Крупнейшими запасами угля владеет Китай –  около 80% мировых запасов.

Располагая 2,8% населения и 12,8% территории мира, Россия имеет 12-13% прогнозных ресурсов и около 12% разведанных запасов нефти, 42% ресурсов и 34% запасов природного газа, около 20% разведанных запасов каменного и 32% запасов бурого угля.

Главные нефтегазовые провинции России –  Западно-Сибирская и Урало-Поволжская. Основным нефтедобывающим районом России остается Западная Сибирь.

Угольные  бассейны федерального значения - Кузнецком  и Канско-Ачинском.

2. Анализ и эколого-экономическая оценка технологий в теплоэнергетике.

Виды  тепловых электростанций.

Тепловая  электростанция - электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Существуют  различные виды тепловых электростанций в зависимости от используемого  в них топлива и внутреннего  устройства.

На тепловых паротурбинных электростанциях (ТПЭС) в качестве топлива используют мазут, дизель, природный газ, уголь, торф, сланцы. КПД таких электростанций составляет около 40 %, а мощность может достигать 3-6 ГВт.

Государственные районные электрические станции (ГРЭС), оборудованы специальными конденсационными турбинами. Они не используются для выработки тепла и обогрева зданий. Эти электростанции называют конденсационными.

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) имеют теплофикационные турбины, которые преобразуют вторичную энергию отработанного пара в тепловую энергию. Это тепло используют для обогрева зданий в коммунальном хозяйстве и для промышленных служб.

Газотурбинные электростанции (ГТЭС) работают на природном  газе или жидком топливе. Генератор  в них вращает газовая турбина. КПД таких электростанций невысок, всего 27-29%, поэтому зачастую их используют как резервные источники электроэнергии для покрытия пиков нагрузки на электрическую сеть, или для электрификации небольших населенных пунктов.

Тепловые  электростанции с парогазотурбинной установкой (ПГЭС) – комбинированные электростанции. Они оснащены паротурбинными и газотурбинными механизмами. Такие электростанции позволяют использовать тепловую энергию, их КПД может достигать 41-44%.