INNE EBOOKI AUTORA
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
W książce wybitnego specjalisty w dziedzinie racjonalnego użytkowania energii, prof. Jana Górzyńskiego, omawiane są m.in.:
• problemy pozyskania i przetwarzania nośników energii pierwotnej nieodnawialnej i odnawialnej,
• sfery użytkowania energii oraz oddziaływanie procesów wykorzystania energii na środowisko naturalne,
• możliwości wpływu na zużycie energii w pełnym cyklu istnienia obiektów,
• problemy formułowania i wprowadzania usprawnień użytkowania oraz
• metody oceny efektywności ekonomicznej przy rozpatrywaniu i realizacji przedsięwzięć modernizacyjnych.
Obiekt techniczny, zasilany w energię, jest rozpatrywany w pełnym cyklu istnienia, co
pozwala uwzględnić wszystkie najważniejsze problemy związane z wykorzystaniem energii.
Podręcznik zawiera wiedzę o metodach oceny efektywności ekonomicznej i podaje przykłady jej zastosowania przy rozpatrywaniu usprawnień związanych z wykorzystaniem energii w działalności społecznej i gospodarczej.
Znajdzie z pewnością uznanie nie tylko wśród studentów wyższych uczelni technicznych (inżynieria środowiska, ochrona środowiska, inżynieria mechaniczna), ale także na przykład u samorządowców, inżynierów, energetyków, ekologów, służb utrzymania ruchu itd.
Rok wydania | 2017 |
---|---|
Liczba stron | 496 |
Kategoria | Inżynieria środowiska |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-19419-2 |
Numer wydania | 1 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
INNE EBOOKI AUTORA
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Przedmowa | 17 |
Wykaz używanych skrótów | 19 |
1. Wstęp | 21 |
1.1. Wprowadzenie | 21 |
1.2. Działania w zakresie efektywności energetycznej | 22 |
1.3. Przedmiot i zakres pracy | 24 |
1.4. Podstawowe określenia | 25 |
2. Nośniki energii i system społeczno-gospodarczy | 30 |
2.1. Energia wykorzystywana na Ziemi | 30 |
2.2. Nośniki energii – rodzaje i określenia | 32 |
2.3. System społeczno-gospodarczy kraju | 34 |
2.4. Podsystem energetyczny kraju | 37 |
2.5. Działalność społeczna i gospodarcza | 40 |
2.6. Efektywność energetyczna | 41 |
3. Pozyskiwanie i przetwarzanie energii nieodnawialnej | 44 |
3.1. Paliwa kopalne i ich spalanie | 44 |
3.1.1. Paliwa kopalne | 44 |
3.1.2. Charakterystyka energetyczna paliw | 47 |
3.1.3. Spalanie paliw | 50 |
3.2. Wytwarzanie ciepła | 51 |
3.2.1. Uwagi o ciepłowniach | 51 |
3.2.2. Czynniki uwzględniane przy doborze kotów małej mocy | 57 |
3.2.3. Średnia sprawność i zużycie energii pierwotnej w ciepłowni | 60 |
3.3. Urządzenia wytwórcze ciepła | 61 |
3.3.1. Informacje ogólne | 61 |
3.3.2. Zasilanie kotłów w paliwo i paleniska | 65 |
3.3.3. Wyposażenie kotłów | 67 |
3.3.4. Efektywność przemiany energetycznej w kotłach | 69 |
3.3.5. Standardy techniczne | 71 |
3.4. Wytwarzanie energii elektrycznej | 72 |
3.4.1. Wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach | 72 |
3.4.2. Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej | 75 |
3.4.3. Elektrociepłownie tradycyjne | 77 |
3.4.4. Elektrociepłownie gazowo-parowe | 78 |
3.4.5. Elektrociepłownie z tłokowymi silnikami spalinowymi | 80 |
3.4.6. Zmniejszenie zużycia energii w wyniku gospodarki skojarzonej | 81 |
4. Pozyskiwanie i przetwarzanie energii odnawialnej | 83 |
4.1. Wprowadzenie | 83 |
4.2. Wykorzystanie energii słonecznej | 85 |
4.2.1. Sposoby wykorzystania energii słonecznej | 85 |
4.2.2. Aktywne systemy wykorzystania energii słonecznej | 88 |
4.2.2.1. Kolektory słoneczne | 88 |
4.2.2.2. Wykorzystanie aktywnych systemów słonecznych | 91 |
4.2.2.3. Przykłady aktywnych systemów słonecznych | 92 |
4.2.3. Bierne wykorzystanie energii słonecznej | 94 |
4.2.4. Wykorzystanie systemów fotowoltaicznych | 97 |
4.2.5. Systemy fotowoltaiczne zintegrowane z budynkiem | 99 |
4.3. Energetyczne wykorzystanie biomasy i biopaliw | 101 |
4.3.1. Pochodzenie i klasyfikacja | 101 |
4.3.2. Charakterystyka energetyczna biopaliw | 103 |
4.3.3. Wykorzystanie energetyczne | 107 |
4.3.4. Wykorzystanie biopaliwa gazowego | 109 |
4.4. Wykorzystanie energii ze źródeł geotermalnych | 110 |
4.4.1. Energia wód geotermalnych | 110 |
4.4.2. Ciepłownicze wykorzystanie wód geotermalnych | 112 |
4.5. Wykorzystanie energii wody | 115 |
4.5.1. Zasady wykorzystania energii wody | 115 |
4.5.2. Rodzaje elektrowni wodnych | 118 |
4.5.3. Znaczenie elektrowni wodnych | 119 |
4.6. Wykorzystanie energii wiatru | 120 |
4.6.1. Budowa i działanie siłowni wiatrowej | 120 |
4.6.2. Cechy charakterystyczne wiatru | 123 |
4.6.3. Ocena energetyczna wiatru | 126 |
4.6.3.1. Strefy energetyczne wiatru | 126 |
4.6.3.2. Sprawność przemiany energii wiatru w energię elektryczną | 127 |
4.6.4. Charakterystka mocy siłowni wiatrowej | 130 |
4.6.5. Możliwości wykorzystania mocy zainstalowanej siłowni wiatrowej | 132 |
5. Wybrane problemy przesyłania nośników ciepła | 134 |
5.1. Wprowadzenie | 134 |
5.2. Nośniki ciepła | 135 |
5.2.1. Para wodna | 135 |
5.2.2. Ciepła woda | 136 |
5.2.3. Ciecze o podwyższonej temperaturze wrzenia | 137 |
5.2.4. Inne nośniki ciepła | 138 |
5.3. Układy sieci cieplnych | 138 |
5.4. Regulacja dostarczania ciepła | 142 |
5.5. Izolacja przewodów sieci cieplnej | 144 |
5.6. Straty energii w sieciach cieplnych | 149 |
5.6.1. Sieci parowe | 149 |
5.6.2. Wodne sieci cieplne | 150 |
5.7. Węzły cieplne | 151 |
5.8. Izolacje cieplne | 155 |
5.8.1. Wprowadzenie | 155 |
5.8.2. Materiały termoizolacyjne | 156 |
5.8.3. Podstawowe wymagania w odniesieniu do materiałów izolacyjnych | 161 |
5.8.4. Ekonomicznie uzasadniona grubość izolacji cieplnej | 162 |
6. Charakterystyka sfery użytkowania energii | 166 |
6.1. Wprowadzenie | 166 |
6.2. Działalność gospodarcza | 167 |
6.2.1. Procesy produkcji wyrobów | 167 |
6.2.2. System produkcji wyrobu | 169 |
6.2.3. Przepływ materiałów i energii w cyklu istnienia wyrobu | 170 |
6.3. Wybrane procesy produkcji przemysłowej | 171 |
6.3.1. Wytwarzanie energii elektrycznej | 171 |
6.3.2. Produkcja wyrobów ceramiki budowlanej | 174 |
6.3.3. Produkcja stali | 177 |
6.3.4. Produkcja cementu | 179 |
6.4. Procesy wznoszenia obiektów budowlanych | 184 |
6.5. Procesy transportu | 185 |
6.6. Procesy użytkowania i eksploatacji | 188 |
6.7. Likwidacja i poużytkowe przetwarzanie materiałów i wyrobów | 190 |
6.7.1. Problem wykorzystania poużytkowych i poprodukcyjnych odpadów | 190 |
6.7.2. Schematy zagospodarowania zasobów poużytkowych | 193 |
7. Wpływ działalności społecznej i gospodarczej na środowisko | 195 |
7.1. Wprowadzenie | 195 |
7.2. Oddziaływanie na środowisko według sektorów gospodarki | 196 |
7.2.1. Energetyka | 196 |
7.2.2. Przemysł | 197 |
7.2.3. Budownictwo i gospodarka komunalna | 199 |
7.2.4. Transport | 200 |
7.2.5. Rolnictwo | 201 |
7.2.6. Materiały eksploatacyjne w działalności gospodarczej | 202 |
7.3. Obciążenie środowiska w wyniku wykorzystania zasobów | 203 |
7.3.1. Rodzaje zasobów środowiska | 203 |
7.3.2. Wykorzystanie surowców nieenergetycznych | 204 |
7.3.3. Wykorzystanie surowców energetycznych | 204 |
7.3.4. Wykorzystanie zasobów wody | 205 |
7.3.5. Wykorzystanie zasobów gruntów i gleby | 205 |
7.4. Charakterystyka zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska | 206 |
7.4.1. Powstawanie i przenoszenie zanieczyszczeń | 206 |
7.4.2. Główne zanieczyszczenia chemiczne | 207 |
7.4.2.1. Dwutlenek i tlenek węgla | 207 |
7.4.2.2. Tlenki siarki | 208 |
7.4.2.3. Tlenki azotu | 208 |
7.4.2.4. Ciężkie metale | 209 |
7.4.2.5. Substancje rozproszone | 210 |
7.4.2.6. Metan i inne węglowodory | 211 |
7.4.3. Inne obciążenia środowiska | 211 |
7.4.4. Obciążenia środowiska pracy | 214 |
7.5. Skutki w środowisku wywołane wprowadzaniem obciążeń | 215 |
7.5.1. Wprowadzenie | 215 |
7.5.2. Uszczuplenie zasobów naturalnych | 216 |
7.5.3. Oddziaływanie zanieczyszczeń na zdrowie ludzkie | 218 |
7.5.4. Zmiany klimatyczne | 221 |
7.5.4.1. Efekt cieplarniany | 221 |
7.5.4.2. Degradacja stratosferycznej warstwy ozonowej | 226 |
7.5.5. Skażenie środowiska | 229 |
7.5.5.1. Zakwaszenie środowiska | 229 |
7.5.5.2. Smog letni i zimowy w atmosferze | 230 |
7.5.5.3. Eutrofizacja środowiska | 231 |
7.5.6. Oddziaływanie obciążeń środowiska na materiały i budowle | 232 |
7.5.7. Inne skutki środowiskowe | 233 |
7.5.8. Skutki obciążenia środowiska pracy | 234 |
7.6. Wykorzystanie energii odnawialnej a środowisko | 236 |
7.6.1. Skutki wykorzystania energii słonecznej | 236 |
7.6.2. Skutki energetycznego wykorzystania biomasy | 237 |
7.6.3. Skutki wykorzystania energii wiatru | 238 |
7.6.4. Oddziaływnaie małej energetyki wodnej | 239 |
7.6.5. Skutki wykorzystania złóż geotermalnych | 240 |
7.6.6. Porównanie wybranych wskaźników charakteryzujących oddziaływanie na środowisko | 241 |
8. Określanie zużycia energii pierwotnej dla wyrobów i nośników energii | 244 |
8.1. Potrzeba określania zużycia energii pierwotnej | 244 |
8.2. Skumulowane zużycie energii | 245 |
8.3. Skumulowane obciążenie środowiska | 248 |
8.4. Nakład nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii do miejsca wykorzystania | 250 |
8.5. Skumulowana sprawność energetyczna pozyskania i dostarczenia nośnika energii do miejsca wykorzystania | 253 |
8.6. Przykład określania sprawności użytkowej energii wykorzystywanej w budynku | 257 |
8.7. Zasady obliczania zużycia energii pierwotnej w miejscu wykorzystania | 259 |
8.8. Analiza energetyczna i energetyczno-ekologiczna | 261 |
8.9. Możliwości poprawy charakterystyki energetyczno-ekologicznej przetworzonych nośników energii | 268 |
8.9.1. Charakterystka energetyczno-ekologiczna nośników energii | 268 |
8.9.2. Możliwości wpływu na charakterystykę energetyczno-ekologiczną nośników energii | 270 |
8.9.3. Zwiększenie efektywności obecnych technologii energetycznych | 271 |
8.9.4. Zwiększenie udziału skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej | 272 |
8.9.5. Poprawa wskaźników ekologicznych obecnych technologii energetycznych | 273 |
8.9.6. Wprowadzanie nowych technologii energetycznych | 275 |
8.9.7. Zwiększenie wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych | 275 |
8.9.8. Udział energetyki jądrowej | 277 |
9. Możliwości wpływu na zużycie energii w pełnym cyklu istnienia obiektu | 279 |
9.1. Wprowadzenie | 279 |
9.2. Przekształcenia obiektu technicznego w cyklu istnienia | 281 |
9.3. Wpływ rozwiązań urbanistycznych i architektonicznych na energochłonność obiektów budowlanych | 282 |
9.4. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie projektowania | 285 |
9.4.1. Czynniki proekologicznego oddziaływania | 285 |
9.4.2. Możliwości wpływu przez wybór nośników energii | 287 |
9.4.3. Maksymalne zapotrzebowanie na nośniki energii końcowej | 288 |
9.4.4. Możliwości wpływu na zużycie materiałów, wyrobów i nośników energii | 288 |
9.4.5. Możliwości wpływu na wytworzenie i dostarczenie energii podczas użytkowania | 290 |
9.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie realizacji obiektu | 293 |
9.6. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie użytkowania | 295 |
9.6.1. Czynniki uwzględniane w fazie użytkowania | 295 |
9.6.2. Znaczenie trwałości wyrobów i obiektu | 297 |
9.6.3. Rola systemu eksploatacji w zużyciu zasobów i oddziaływaniu na środowisko | 299 |
9.6.4. Możliwości oddziaływania na zużycie materiałów i wyrobów | 301 |
9.7. Możliwości wpływu na efektywność energetyczną w fazie likwidacji | 302 |
9.8. Możliwości wpływu na efektywność energetyczną przez racjonalizację wyrobów | 304 |
9.8.1. Działania w cyklu istnienia | 304 |
9.8.2. Projektowanie wyrobów | 305 |
9.8.3. Wytwarzanie wyrobów | 306 |
9.8.4. Eksploatacja wyrobów | 307 |
9.8.5. Likwidacja i poużytkowe przetwarzanie wyrobów | 308 |
9.8.6. Racjonalna gospodarka odpadami i zasobami poużytkowymi | 309 |
9.9. Doskonalenie praktyki działalności gospodarczej | 311 |
9.10. Projektowanie proekologiczne i rozwój | 312 |
10. Formułowanie przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii | 315 |
10.1. Działalność o charakterze modernizacyjnym | 315 |
10.2. Podejmowanie decyzji gospodarczych | 317 |
10.2.1. Wprowadzenie | 317 |
10.2.2. Podejście przy podejmowaniu problemu modernizacji | 318 |
10.2.3. Stosowanie rachunku efektywności ekonomicznej | 320 |
10.3. Rodzaje przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii | 321 |
10.3.1. Wprowadzenie | 321 |
10.3.2. Podział przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii | 323 |
10.3.2.1. Podział ze względu na poziom występowania w procesach | 323 |
10.3.2.2. Podział ze względu na wielkość nakładów niezbędnych na realizację | 324 |
10.3.2.3. Podział ze względu na motywację przy podejmowaniu decyzji o realizacji | 325 |
10.3.2.4. Podział ze względu na sposób uzyskiwania efektów | 326 |
10.3.2.5. Podział ze względu na charakter wprowadzanych zmian | 326 |
10.3.3. Wykorzystanie surowców wtórnych | 329 |
10.4. Obszary poszukiwania oszczędności energii według ustawy o efektywności energetycznej [U10, U11] | 330 |
10.5. Audyting energetyczny i zasady jego wykonywania | 331 |
10.5.1. Wprowadzenie | 331 |
10.5.2. Podstawowe określenia | 333 |
10.5.3. Wykonywanie audytingu energetycznego | 335 |
10.5.3.1. Przygotowanie do wykonywania audytingu | 335 |
10.5.3.2. Opracowanie zbioru danych o użytkowaniu energii | 336 |
10.5.3.3. Obserwacje przebiegu procesów produkcji i pomiary | 337 |
10.5.3.4. Zestawienie bilansu energii | 339 |
10.5.3.5. Sformułowanie propozycji przedsięwzięć usprawniających użytkowanie energii | 340 |
10.5.3.6. Obliczanie energetycznych efektów modernizacji | 340 |
10.5.4. Uwagi o audytingu energetycznym obiektów budowlanych | 342 |
11. Problemy określania kosztów i efektów działalności | 344 |
11.1. Uogólnione koszty i efekty społeczne | 344 |
11.2. Efekty w realizacji przedsięwzięć racjonalizujących działalność gospodarczą | 347 |
11.3. Instrumenty polityki ekologicznej w racjonalizacji gospodarczej | 349 |
11.4. Zasady określania efektów w działalności jednostek wykorzystujących energię | 351 |
11.4.1. Jednostki gospodarcze | 352 |
11.4.2. Jednostki niekreujące dochodu | 356 |
11.5. Uwagi o określaniu nakładów na realizację przedsięwzięć | 357 |
11.5.1. Nakłady inwestycyjne | 357 |
11.5.2. Uwagi o określaniu nakładów na modernizację | 359 |
11.6. Możliwości wpływu na koszty w pełnym cyklu istnienia obiektu | 361 |
12. Określanie kosztów, dochodu i przepływów pieniężnych | 365 |
12.1. Koszty w przedsiębiorstwie | 365 |
12.1.1. Wprowadzenie | 365 |
12.1.2. Koszty i wyniki działalności operacyjnej | 366 |
12.2. Określanie kosztów i dochodu w analizach efektywności ekonomicznej | 374 |
12.2.1. Określanie kosztów realizacji i funkcjonowania przedsięwzięć | 374 |
12.2.2. Określanie kosztów eksploatacji | 375 |
12.2.3. Dochód netto związany z funkcjonowaniem przedsięwzięcia | 378 |
12.3. Przepływy pieniężne podczas funkcjonowania obiektu technicznego | 381 |
12.3.1. Określenia | 381 |
12.3.2. Określanie wartości przepływów pieniężnych | 382 |
12.3.3. Określanie przyrostu przepływów pieniężnych po modernizacji | 385 |
12.4. Określanie składników kosztów eksploatacji | 387 |
12.4.1. Koszt nośników energii | 387 |
12.4.1.1. Wprowadzenie | 387 |
12.4.1.2. Rozporządzenia taryfowe i taryfy opłat za nośniki energii | 388 |
12.4.1.3. Koszt ciepła | 389 |
12.4.1.4. Koszt paliw gazowych | 390 |
12.4.1.5. Koszt energii elektrycznej | 392 |
12.4,1.6. Koszt paliw ciekłych i stałych | 393 |
12.4.2. Opłaty za korzystanie ze środowiska | 394 |
12.4.2.1. Wprowadzenie | 394 |
12.4.2.2. Wprowadzanie zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do środowiska | 394 |
12.4.2.3. Umieszczanie odpadów na składowisku | 397 |
13. Metody oceny efektywności ekonomicznej przedsięwzięć | 398 |
13.1. Koncepcja podejścia | 398 |
13.2. Okres eksploatacji i stopa dyskontowa | 401 |
13.2.1. Okres eksploatacji przedsięwzięcia | 401 |
13.2.2. Zmiana wartości pieniądza w czasie | 403 |
13.2.3. Obliczanie wartości zaktualizowanej przychodów | 405 |
13.3. Metoda wartości zaktualizowanej kosztów w pełnym cyklu istnienia | 408 |
13.4. Metoda wartości zaktualizowanej netto w pełnym cyklu istnienia | 413 |
13.4.1. Wartość zaktualizowana netto | 413 |
13.4.1.1. Obliczanie wartości zaktualizowanej netto | 413 |
13.4.1.2. Podstawowe czynniki wpływające na wartość NPV | 415 |
13.4.2. Wewnętrzna stopa zwrotu | 416 |
13.4.3. Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu | 419 |
13.4.4. Ocena przedsięwzięć o różnym okresie eksploatacji i różnym poziomie ryzyka | 420 |
13.4.4.1. Metoda zastępowania łańcuchowego | 421 |
13.4.4.2. Metoda nieskończonej powtarzalności wartości NPV | 423 |
13.5. Metoda dynamicznego kosztu efektu społecznego | 425 |
13.6. Koszt uzyskania oszczędności kosztów energii i kosztów eksploatacji | 429 |
13.7. Okres zwrotu nakładów | 431 |
13.7.1. Prosty okres zwrotu nakładów | 431 |
13.7.2. Zdyskontowany okres zwrotu nakładów | 434 |
13.8. Ocena wiarygodności wyników analizy | 436 |
13.8.1. Potrzeba oceny wiarygodności wyników analizy ekonomicznej przedsięwzięcia | 436 |
13.8.2. Niepewność wynikająca z oceny poziomu nakładów inwestycyjnych | 438 |
13.8.3. Niepewność ze względu na ocenę efektów | 439 |
13.8.4. Niepewność wynikająca z przygotowania projektu | 440 |
13.8.5. Metody oceny ryzyka | 440 |
13.8.5.1. Jednoparametrowa analiza wrażliwości | 440 |
13.8.5.2. Metody statystyczne | 441 |
13.8.5.3. Przykład analizy wrażliwości dwóch przedsięwzięć modernizacyjnych | 443 |
14. Przykładowe przedsięwzięcia modernizacyjne i ocena ich opłacalności ekonomicznej | 447 |
14.1. Wprowadzenie | 447 |
14.2. Problem odzysku ciepła odpadowego wentylacji w budynku użyteczności publicznej | 452 |
14.2.1. Określenie możliwości modernizacji | 452 |
14.2.2. Opis istniejącej instalacji | 453 |
14.2.3. Proponowany zakres przebudowy instalacji | 454 |
14.2.4. Bilans cieplny instalacji wentylacyjnej przed modernizacją | 457 |
14.2.5. Bilans cieplny układu po modernizacji | 459 |
14.2.6. Przystosowanie charakterystyki nagrzewnicy | 463 |
14.2.7. Obliczenie sprawności energetycznej układu rekuperacji | 463 |
14.2.8. Energetyczne efekty modernizacji instalacji wentylacyjnej | 465 |
14.2.9. Ocena efektywności ekonomicznej przedsięwzięcia | 466 |
14.3. Modernizacja ciepłowni komunalnej wyposażonej w kotły typu WR | 469 |
14.3.1. Wprowadzenie | 469 |
14.3.2. Charakterystyka modernizowanego obiektu | 471 |
14.3.2.1. Opis kotłowni | 471 |
14.3.2.2. Wyposażenie i stan techniczny ciepłowni | 471 |
14.3.2.3. Charakterystyka techniczna kotłów WR 10 | 475 |
14.3.2.4. Ocena pracy jednostek kotłowych | 473 |
14.3.2.5. Wykres uporządkowany zapotrzebowania na moc cieplną | 474 |
14.3.3. Zakres modernizacji kotłów | 476 |
14.3.3.1. Informacje ogólne | 476 |
14.3.3.2. Propozycja zakresu modernizacji | 477 |
14.3.3.3. Analiza przebiegu obciążenia jednostek kotłowych po modernizacji | 479 |
14.3.3.4. Określenie poziomu nakładów i kosztów eksploatacji | 482 |
Bibliografia | 487 |