Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 16. Методические рекомендации по

изучению вопросов энергосбережения

528

Латинская

Америка

Азия

Африка

Западная Европа

Япония

Мир в целом

США

Канада

Восточная Европа

Россия

СССР

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Годы

Энергоемкость ВВП, т у.т./тыс.д

Рис. 16.1. Энергоемкость ВВП стран мира в период 1970 – 2000 гг.

10308,0

5860,9

3425,1

2799,6

2235,8

1355,0

924,7

904,6

878,0

682,9

555,7

469,9

456,8

444,8 438,3

1601,4

1549,6

1524,7

807,3

1185,6

США

тай

пония

ия

Ге

Фра

ци

ели

ко

бр

тания

Ита

ия

Бразили

ос

ия

Ка

ад

Мексика

па

ни

ублика

Ко

ея

Индонезия

Авс

ли

Нид

ерлан

ды

ЮАР

ур

ци

ан

Рис. 16.2. Классификация стран по объему ВВП с учетом паритета

покупательной способности валют в 2002 г., млрд. дол. США

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 16. Методические рекомендации по изу-

чению вопросов энергосбережения

529

Рис. 16.3. Изменение индекса удельного расхода энергии

на 1 дол. США прироста ВВП США с 1890 до 2000 г.

(за 100 принят показатель 1958 г.)

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 16. Методические рекомендации по

изучению вопросов энергосбережения

530

Таблица 16.4

Динамика и прогноз душевого потребления электроэнергии (нетто) в мире,

тыс. кВт·ч/чел.

Страны 1990 2000 2010 2020

Общий темп

роста в

2001

– 2020 гг.,

Промышленно-

развитые страны в

целом

В том числе:

7,2 8,0 9,2 10,3 129

США 11,1 12,2 13,5 14,7 121

Канада 15,6 16,6 18,2 18,7 113

Великобритания 5,0 5,6 6,7 7,3 130

Германия 6,2 6,1 7,4 8,6 141

Франция 5,7 6,9 8,0 9,2 133

Япония 6,2 7,5 8,6 9,8 131

Развивающиеся

страны в целом

В том числе:

0,57 0,85 1,14 1,5 176

Китай 0,48 0,91 1,5 2,3 253

Россия 6,2 4,9 5,9 7,4 151

Мир в целом 2,0 2,13 2,5 2,9 136

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 16. Методические рекомендации по

изучению вопросов энергосбережения

531

Канада

США

Япония

Саудовская Аравия

Россия

Италия

Чили

Юж ная Африка

Ирак

Китай

Ин ди я

Афганистан

100

120

140

160

180

200

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Конечное потребление энергии на душу населения, кг у.т./год

Смертность на 1000 новорожденн

Рис. 16.4. Уровень детской смертности в мире (по данным ООН, 2001 г.)

Бразилия

Канада

США

Саудовская Аравия

Австралия

Япония

Россия

Южная Африка

Индия

Китай

Нигерия

Афганистан

Уганда

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Конечное потребление энергии на душу населения, кг у.т./год

Возраст, лет

Рис. 16.5. Продолжительность жизни женщин (по данным ООН, 2001 г.)

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 16. Методические рекомендации по

изучению вопросов энергосбережения

532

продукции черной металлургии в Свердловской области (2000 – 2015 гг.):

Рис. 16.7. Динамика темпов роста производства важнейших видов

Рис. 16.6. Потенциал энергосбережения России (2000 г.)

532

Рис. 16.8. Сравнение индекса развития человечества с ежегодным уровнем потребления товарных энергоресурсов

производственного назначения на душу населения в среднем

Источник: Программа развития ООН (2001 г.)

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 17. История энергосбережения в лицах

17. История энергосбережения в лицах

В данном разделе в хронологическом порядке приводятся краткие

биографические сведения о людях, которые в свое время в прямой или

косвенной форме говорили о рациональном использовании энергии, счита-

ли энергию глобальной проблемой человечества. Целью жизни многих из

них было повышение эффективности использования энергетических ре-

сурсов своего времени. К сожалению, данный список не является доста-

точно полным и требует уточнения.

Аристотель (384 – 322 до н. э.), древнегреческий философ. Учился

у Платона в Афинах. Воспитатель Александра Македонского. Сочинения

Аристотеля охватывают все отрасли знаний той поры, он автор учения об

основных принципах бытия. Предложил ряд оригинальных терминов и оп-

ределений, в том числе и в области знаний, которую в настоящее время на-

зывают энергетикой. Аристотелем введено понятие энтелехия (греч. en-

teléchia – завершение, осуществляемость), означающее осуществление ка-

кой-либо возможности бытия (потенция – потенциальная энергия), а также

движущий фактор этого осуществления, выраженный через единство че-

тырех основных принципов бытия: формы, материи, действующей причи-

ны и цели.

По мере развития современной теории энергоэффективности растет

интерес к основным сочинениям Аристотеля («Физика», «Метафизика» и

др.).

Катон Старший (234 – 149 гг. до н. э.). Много внимания в своей

работе «О земледелии» уделил рассуждениям о рациональном использова-

нии рабов. Его советы, по существу, это не что иное, как перечисление

энергосберегающих мероприятий в сельском хозяйстве того времени. По

мнению Катона Старшего, реализация энергосберегающих мероприятий

была целесообразней, чем увеличение количества рабов.

533

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 17. История энергосбережения в лицах

Герон Александрийский (ок. I в.), древнегреческий ученый. Дал

систематическое изложение основных достижений античного мира по

прикладной механике и математике. Изобрел ряд приборов и автоматов.

Утверждают, что впервые построил прототип реактивной турбины, по-

требность в которых появилась 1800 лет спустя.

Папен (Papin) Дени (1647 – 1714 гг., по другим данным, 1712),

французский физик, один из изобретателей теплового двигателя. С 1675 г.

работал в Лондоне (в 1688 – 1707 гг. – в Германии). Изобрел паровой котел

с предохранительным клапаном (1680), несколько машин для подъема во-

ды. В 1690 г. описал замкнутый термодинамический цикл паро-

атмосферного двигателя, но создать работоспособный двигатель не смог.

Юнг (Янг) Томас (1773 – 1829), английский ученый, один из осно-

воположников волновой теории света. Сформулировал принцип интерфе-

ренции (1801), высказал идею о поперечности световых волн (1817). Ввел

модуль упругости, названный его именем. Труды по акустике, астрономии,

расшифровке египетских иероглифов. Одним из первых в 1807 г. стал ис-

пользовать термин «энергия» применительно к живой силе.

Ползунов Иван Иванович (1728 – 1766), русский теплотехник. В

1763 г. разработал проект универсального парового двигателя – первой в

мире двухцилиндровой машины непрерывного действия, осуществить ко-

торый ему не удалось. В 1765 г. построил по другому проекту первую в

России паросиловую установку для заводских нужд, проработавшую 43

дня; за неделю до ее пробного пуска Ползунов скончался. По праву счита-

ется первым русским теплотехником. В своих записках подчеркивал ото-

рванность науки его времени от практики.

Черепановы, российские изобретатели, крепостные заводчиков

Демидовых: отец Ефим Алексеевич (1774 – 1842) и сын Мирон Ефимович

(1803 – 1849). Построили первый в России паровоз (1833 – 1834) и желез-

ную дорогу длиной 3,5 км. Построили котел для утилизации тепла дымо-

вых газов печи на металлургическом заводе.

534

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 17. История энергосбережения в лицах

Дэви (Дейви) (Davy) Гемфри (Хамфри) (1778 – 1829), английский

химик и физик, один из основателей электрохимии, иностранный почет-

ный член Петербургской АН (1826). Получил электролизом водород и ки-

слород (из воды), К, Nа, Са, Sr, Ва, Мg и Li. Описал электрическую дугу.

Предложил водородную теорию кислот. Открыл обезболивающее дейст-

вие гемиоксида азота. Изобрел безопасную рудничную лампу.

Кориолис (Coriolis) Гюстав Гаспар (1792 – 1843), французский

ученый. Труды по теории относительности движения, ввел понятия так на-

зываемой силы Кориолиса и ускорения Кориолиса.

Карно Никола Леонар Сади (1796 – 1832), французский физик и

инженер, один из основателей термодинамики. Сын Л. Н. Карно. Рассмот-

рел идеальный термодинамический цикл и доказал теорему, названную его

именем. Считал, что тепловым машинам «суждено совершить большой пе-

реворот в цивилизованном мире», и одним из первых задался целью опре-

делить причины их несовершенства.

Клапейрон (С1ареуrоn) Бенуа Поль Эмиль (1799 – 1864), француз-

ский физик и инженер. В 1820 – 1830 гг. работал в России, член-

корреспондент Петербургской АН (1830). Ввел в термодинамику индика-

торные диаграммы, так называемые уравнения Клапейрона и Клапейрона–

Клаузиуса. Первым стал применять графический метод теоретического ис-

следования работы тепловых машин.

Клаузиус (Clausius) Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888), не-

мецкий физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-

кинетической теории теплоты, иностранный член-корреспондент Петер-

бургской АН (1878). Дал (одновременно с У. Томсоном) первую формули-

ровку второго начала термодинамики (1850), ввел понятия энтропии

(1865), идеального газа, длины свободного пробега молекул. Обосновал

(1850) так называемое уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Доказал теорему

вириала (1870). Разработал теорию поляризации диэлектриков (формула

Клаузиуса–Моссотти). Сформулировал гипотезу «тепловой смерти Вселенной».

535