ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНСТАНТЫ

Для измерения энергии и работы существует множество единиг Однако в этой книге мы будем стремиться пользоваться международной систе­мой измерений СИ. Это означает, что в качестве основных единиц измерения энергии и мощности принимаются джоуль (Дж) и ватт (Вт). Если речь идет о больших количествах энергии, то будут использоваться МДж, ГДж, ТДж и ЭДж, которые соответственно в 106, 109, 1012и 1018раз больше, чем Дж.

Вместе с тем мы не сможем непрерывно сопротивляться традициям. По­этому в большинстве случаев для измерения давления будут применять­ся паскали (Па), но изредка и традиционная атмосфера (атм). Иногда элек - трон - вольты использовать более удобно, чем джоули. Измерять энергию в баррелях нефти, когда речь идет об экономике, удобнее, чем в киловатт-часах (кВт-ч). В целом же мы, несмотря на американские традиции, будем стараться из­бегать единиц измерений, не входящих в СИ, поскольку последние более просты в использовании, часто лучше определены и приняты в большинстве стран.

Некоторые фундаментальные константы, используемые в книге, представлены в табл. 1.1, а коэффициенты преобразования для различных единиц измерения энергии и мощности приведены в табл. 1.2.

1.1. ЭНЕРГИЯ И ЕЕ КАЧЕСТВО

В Северной Калифорнии, обладающей большими лесными мас­сивами, в 1990 г. 1 м3дров стоил около 100 долл. Теплота сгорания древеси­ны варьируется в диапазоне от 14 до 19 МДж/кг. Таким образом, в расчете на 1 ГДж стоимость энергии, получаемой при сжигании древесины, составляла около 3 долл./ГДж.

1.2. Сохранение энергии

В то же время в том же 1990 г. стоимость бензина в США составляла около

1,2 долл. за галлон, что эквивалентно 0,5 долл. за 1 кг. Теплотворная способ­ность бензина равна 50 МДж/кг, что соответствует удельной стоимости энергии, содержащейся в бензине, около 10 долл./ГДж, т. е. в 3 раза более высокой, чем в варианте с дровами.

Стоимость электроэнергии для бытовых потребителей там же в 1990 г была равна 4 центам за 1 кВт-ч, или около 11 долл. за 1 ГДж.

Приведенные выше примеры показывают, что нам приходится платить за энергию, как правило, тем большую цену, чем выше ее качество.

Понятие «качества» энергии, конечно, условное. Так, для камина использо­вать дрова удобнее, чем бензин, а для автомобилей бензин предпочтительней электроэнергии, по крайней мере сегодня. Для транспортных средств жидкое топливо представляется более качественным, чем газообразное, в то время как для стационарных энергетических установок использование газообразного топ­лива более предпочтительно.

Таким образом, относительная стоимость энергии в том или ином виде оп­ределяется не только ее качеством. Так, 1 баррель нефти соответствует 159 л, или около 127 кг. При теплоте сгорания 47 МДж/кг это эквивалентно 6 ГДж энергии. В середине 90-х годов иена нефти составляла 12 долл. за баррель, или всего около 2 долл. за 1 ГДж, т. е. существенно дешевле дров, хотя в общем по­нимании нефть является гораздо более качественным топливом.

Следует отметить, что стоимость энергии в той или иной форме опреде­ляется не только экономическими или рыночными факторами, но и поли­тическими обстоятельствами. Во многих странах стоимость энергоносителей регулируется государством, исходя из внутри - и внешнеполитических сооб­ражений.