Энергетический анализ устойчивого общества по инициативе

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ устойчивого ОБЩЕСТВА

ПО ИНИЦИАТИВЕ

ФОНДА УОЛДЕН 3

(WALDEN 3 FOUNDATION)

подготовлено

АСБ инженерный консалтинг

(ASB Ingenieurberatung)

Июль 2005

Андреас Блютке Джимми Уолтер

Директор Главный исполнительный директор и Президент

ASB Ingenieurberatung Walden 3 Foundation

++49-08857-698-883 офис ++43-1-537-124-872 офис

ablutke@t-online.de jwalter@jimmywalter.com

Содержание

0.0 Ограничение ответственности 4

1.0 Описание и использование модели 4

1.1 Введение 4

1.2 Вводные / Выходные факторы 6

1.3 Инструкции для пользователей 7

1.4 Управление утилизацией отходов 9

1.5 Организация сбора и удаления отходов 10

1.5.1 Биогазовая установка / Реактор 10

1.5.2 Плазменная газификация 11

1.5.3 Плазменная плавильная система 12

1.6 Энергетический менеджмент 13

1.6.1 Газотурбинные установки комбинированного цикла (CCGT) и комбинированные системы тепло-энергия. 15

1.6.2 Система высокотемпературных топливных элементов (HTFC) 16

1.6.3 Солнечные энергосистемы 16

1.7 Транспортные системы 17

1.8 Импорт / Экспорт 19

2.0 Описание подсистем 21

2.1 Домохозяйства и малые бизнесы 21

2.2 Солнечные установки 21

2.3 Сельское хозяйство 22

2.4 Лесное хозяйство 23

2.5 Промышленность 23

2.5.1 Производство пищевых продуктов 23

2.5.2 Переработка древесины 24

2.5.3 Производство стали и консервирование 25

2.5.4 Производство стекла и бутылок 26

2.5.5 Производство алюминия 26

2.5.6 Цементный цех 28

2.5.7 Цех по производству извести и строительство 29

2.5.8 Производство и сборка 29

2.5.9 Текстильная промышленность 30

2.5.10 Производство солнечных систем 30

2.5.11 Производство систем ветроэнергетики 31

3.0 Источники: 32

4.0 Блок-схемы 35

4.1 Рис. 1: Обзор первого уровня 35

4.2 Рис. 2: Обзор второго уровня 35

4.3 Рис. 3: Подробный обзор 35

4.4 Рис. 4: Модель жилищных единиц 35

4.5 Рис. 5: Отходы / Концепция энергохозяйства 35

0.0 Ограничение ответственности

Информация, представленная в настоящем документе не является ничьей собственностью и основана на доступных публично данных. При отсутствии публично доступных данных, были использованы предположения для обеспечения функциональности разрабатываемой компьютерной модели. Такие предположения помечены в модели цветовым кодом.

Модель, разработанная в данном исследовании, имеет гипотетическую природу. Хотя добавление исправлений планируется по мере появления новых данных, точность содержания ограниченна, и модель не обязательно является полной, точной или актуальной. В наиболее полном объеме, который допускает законодательство, разработчик данной информации снимает с себя любую ответственность за убытки или потери, которые могут возникнуть в результате использования этой информации.

1.0 Описание и использование модели 1.1 Введение

Устойчивый образ жизни обязывает человеческую цивилизацию ценить, беречь и защищать свои естественные ресурсы на планете. Устойчивое развитие часто описывается как "развитие, которое отвечает потребностям настоящего поколения, не ставя под угрозу возможность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности". Природные ресурсы чистого воздуха, чистой воды, плодородных земель, ископаемого топлива, металлов и минералов могут казаться обильными, но в действительности мировой прирост населения и увеличенное использование и потребление ресурсов ведет к истощению многих важных для жизни ресурсов, как это теперь известно. Например, добыча, переработка и использование энергии – единственная основная причина загрязнения воздуха и воды, так же как и выбросы, которые могут привести к глобальному изменению климата [46].

Рассмотрение производства энергии в деталях показывает, что развитые страны в основном используют ископаемое топливо (уголь, нефть, и природный газ) и ядерное топливо для обогрева, охлаждения, производства и транспортировки. По мере того, как развивающиеся страны постепенно наращивают свою экономику и улучшают свои условия жизни, они вливаются в процесс быстро растущего мирового потребления энергии. Очевидно, что высокое потребление и зависимость от ископаемого топлива и ядерной энергии не являются устойчивыми при сегодняшних темпах расхода и будут еще менее устойчивыми по мере увеличения потребления в последующие годы.

Устойчивость и устойчивое городское существование в равной мере включают экологические, экономические и социальные аспекты, что также известно как "тройной ведущий фактор". Экологические цели включают максимизацию эффективности использования энергии, сохранение ресурсов, минимизацию загрязнения/ущерба для окружающей среды и сохранение живой природы. Экономические цели ориентированы на поддержку локальных экономик и на обеспечение достойной возможности трудоустройства, в то время, как социальные цели включают улучшение качества жизни и содействие социальной справедливости и равенству всех людей.

Основываясь на видении Фонда Уолден (The Walden Three Foundation), компания Thermal Conversion Corp получила заказ на разработку компьютерной модели, предназначенной для симуляции устойчивого образа жизни сообществ без снижения стандартов жизни, типичных для развитых стран сегодня. Такое устойчивое общество было спроектировано с наиболее эффективными энергосберегающими методами производства и проживания, доступными на сегодняшний день, с максимальным использованием возобновляемых источников энергии, с минимальным потреблением материалов в сочетании с максимальной утилизацией материалов и энергии (тепло), и с комплексными концепциями производства энергии из органических отходов. Город был симулирован как "солнечный город", с максимальным использованием поверхностей зданий для производства фотоэлектричества и горячей воды и для минимизации энергозатрат и затрат времени на транспортировку. Акцент на системах производства энергии, основанных на возобновляемых источниках энергии, минимизации отходов, и максимизации повторного использования отходов для выработки энергии и вторичного использования, представляет видение минимизации использования и зависимости от ископаемого топлива и ядерной энергии. Модель нацелена на помощь сообществам в развитых и развивающихся странах с информацией и оценкой возможностей постепенного достижения более высокого уровня устойчивости. Модель, описанная в настоящем документе, сосредоточена в основном на технических аспектах устойчивого образа жизни. Однако социальные и экономические аспекты устойчивости являются равнозначными факторами мотивации для концепции, предложенной в настоящем документе.

Модель включает многосемейные дома, предприятия, отрасли и инфраструктуру, типичные для выбранного размера населения; модель в представленной форме построена для сообщества в 100000 человек. Устойчивое сообщество с окружающими фермами и лесными угодьями является самоподдерживающим в смысле базовых поставок продовольствия и производства энергии, но оно взаимодействует с другими сообществами и с окружающей средой своей массой и потоками энергии. Продукция и услуги экспортируются/ обмениваются на импорт сырья и обработанных материалов и продукции из других сообществ (см. Рис. 1).

Акцент сделан на балансе между несколькими отраслями, типичными и необходимыми для развитого общества, с энергопотреблением этими отраслями. Проживание смоделировано в форме многосемейных жилищ для более эффективного использования энергии. Возобновляемые источники энергии, такие, как солнечное отопление и выработка энергии (фотоэлектричество), переработка органических отходов для производства энергии и использование отработанного тепла, учтены для жилых массивов и предприятий. Концепция отходы-в-энергию основана на технологиях, доступных сегодня, которые максимизируют утилизацию и минимизируют захоронение мусора. Энергетический анализ рассматривает солнечное отопление и энергетику, общую электроэнергию, природный газ, уголь и другие виды топлива, как пар/тепло.

Модель предназначена для образовательных целей, для стимулирования дискуссий и как инструмент будущих исследований в направлении устойчивого образа жизни. Модель постепенно улучшается и развивается до более высокого уровня точности и реалистичности при поддержке большого количества индивидов. Мы призываем людей, которые рассматривают и используют эту модель, делиться любыми замечаниями и критикой, чтобы можно было внести исправления или учесть недостающие вводные факторы. В конечном счете, модель должна предоставить необходимый информационный базис для планирования новых и обновления существующих сообществ с более высоким уровнем устойчивости.

Модель может быть загружена и использоваться бесплатно физическими лицами. Пользователь может пересмотреть информацию, содержащуюся в текущей версии модели. Далее, модель может использоваться любым лицом для изучения, например, воздействия изменений спроса или уровня производства, комплексных взаимосвязей и последствий импорта/экспорта материалов, топлива, и товаров, смешанной энергетики в устойчивом сообществе, и многих других аспектов.

Были приложены значительные усилия для выбора технологий и/или систем, которые могли бы быть экономически конкурентоспособными. Однако эта модель не предоставляет информации об экономических эффектах и не претендует на наиболее экономически релевантное представление сочетания современных структур затрат. Был доступен лишь ограниченный объем данных для демонстрации подробностей в отношении потребностей и производства отопления/пара, персонала и требуемых навыков, а также фактического рабочего времени.

1.2 Вводные / Выходные факторы

Устойчивое общество смоделировано в программе MS Windows Excel. Серия рисунков предоставляет обзор модели общества. Рис. 1 - 3 предоставляют в возрастающей степени больше подробностей о материалах, энергии, и потоках выбросов в рамках подсистем. Вводные и исходные факторы подсистем разбиты по категориям:

Вводные факторы подсистемы могут включать:

Вода (из водоносного слоя или станции водопереработки),

Пар/тепло (от промышленности)

Электроэнергия (от электростанции или солнечной энергосистемы)

Природный газ и другие топлива (импорт)

Сырье (импорт),

Промышленные товары (импорт),

Продукты (импорт или от сообщества).

Выходные факторы подсистем могут включать:

Сточные воды,

Канализацию/компост

Горючие отходы,

Негорючие отходы,

Пар/тепло,

Горючий газ (синтетический газ или CH4),

Электроэнергию,

Повторно используемые материалы (стекло, металл/алюминий, бумагу и т.д.),

Продукты (для внутреннего потребления или экспорта),

Воздушные выбросы.

Акцент исследования был сделан на том, чтобы зафиксировать значительные потоки материалов и энергии и чтобы обеспечить прозрачность этих потоков. Поэтому данные были собраны и проанализированы для обеспечения значений вводных данных, основанных на справочной информации или (по необходимости) для обоснованных предположений.

1.3 Инструкции для пользователей

Для каждой подсистемы и каждой сводки был выполнен отдельный лист Excel, для обеспечения структурного подхода и обзора коллективного набора данных, включенного в модель.

Подсистемы включают:

Домашние хозяйства и малые бизнесы,

Фермерство (животноводство (включая рыбоводство), овощи, зерновые и фрукты),

Лесное хозяйство (древесные питомники),

Производство пищевых продуктов, включая мясопродукты, переработку птицы, молочную продукцию, и предприятия по переработке овощей и фруктов,

Лесопереработку, включая лесопилки, производство целлюлозы и бумаги, и производство мебели,

Производство алюминия,

Производство стали,

Консервный завод,

Производство цемента,

Строительный бизнес,

Производство стекла,

Завод бутылочного розлива,

Производство солнечных систем, и

Общее производство и сборку.

Станцию водоочистки,

Реакторную (биогаз) установка (для компоста и канализации),

Газификационное предприятие (для горючих отходов),

Плазменную плавильную систему (для негорючих отходов), и

Электростанцию (газотурбинную установку комбинированного цикла, CCGT)

Сводки и обзоры представлены для:

Использования ископаемого топлива (природный газ, газолин и дизельное топливо),

Пара/тепла (производство и использование),

Импорта и экспорта (материалы и товары),

Материалов и утилизации,

Спроса на энергию, и

Энергетического баланса.

Листы подсистем позволяют пользователю изучать вводные и выходные данные материалов и энергии, сделанные допущения, расчеты и источники данных.

Входные и выходные потоки данных не конкретизированы для каждого малого бизнеса. Однако в рамках модели были сделаны общие предположения об энергопотребностях малого бизнеса и деятельности инфраструктуры сервиса. Малый бизнес включает (как минимум): пекарни, банки, бакалейно-гастрономические магазины, аптеки, рестораны, магазины розничной торговли, скобяные лавки, страхование, бизнес прикладного искусства, развлекательный бизнес, салоны красоты, туристические агентства, кафетерии, портняжное дело, резьбу по дереву и т.д. Деятельность инфраструктуры сервиса включает: отопление/охлаждение, почту, системы водоснабжения, транспорт, доставку, получение/хранение, повторное использование, обслуживание и ремонт (см. Рис 4).

Пользователь модели может изменять входные данные (например, количество людей в сообществе, объем древесной продукции, конкретные предположительные объемы потребления продуктов питания и т.д.) на индивидуальных листах и рассматривать результат на обзорных листах. Например, если население изменит свое потребление продуктов питания до уровня сегодняшнего потребления США, это повысит спрос на продукты питания и т.д., что потребует увеличения производства продуктов. Это, в свою очередь, требует большего количества материалов, энергии, выбросов и т.д., но это также приведет к большему количеству отходов, что, в свою очередь, может быть использовано для производства энергии и т.д.

Поля ввода имеют голубой или зеленый фон для обозначения разных уровней достоверности использованных данных, и/или для обозначения источника информации. Поля ввода с голубым фоном указывают на вводные данные, выбранные как "заполнитель", данные с меньшим уровнем точности, или свободный выбор значений без необходимости в источниках. Поля ввода с зеленым фоном указывают, что выбранные данные подтверждены источником и/или имеют высокий уровень точности. Следует заметить, что внесение изменений в другие поля, кроме полей ввода, может привести к частичному повреждению модели.

Вводные данные высокой точности

Вводные данные с низким уровнем точности

В дополнение, числа с прозрачным фоном указывают на информацию или расчетные значения с использованием данных только этого листа Excel. Раздельная цветовая схема используется для обозначения ячеек, использующих импортированные данные из других листов. Такие импортированные данные показаны на поле с желтым фоном.

Данные, импортированные из других листов

Важное замечание для пользователя: некоторые расчеты являются итеративными и требуют от пользователя ввода пересчитанных данных для выполнения полного расчета более высокой точности. На таких листах присутствуют инструкции. Следующие листы требуют ручного ввода: "Система газотурбинной установки комбинированного цикла, CCGT", "Плазменная плавильная печь", и "Система водоочистки".

1.4 Управление утилизацией отходов

Лист "Материалы и обзор утилизации" предоставляет сводку материалов, включенных или не включенных в концепции утилизации/повторного использования встречающиеся в модели.

Утилизация и повторное использование материалов имеют значительное влияние на снижение спроса на потребление материалов и энергии и снижение вторичных выбросов (в окружающую среду и землю). Процентное отношение утилизации к первично произведенным материалам может быть настроено в каждой конкретной подсистеме (например, производство целлюлозы и бумаги, стали и т.д.) Очевидно, существует предел утилизационным циклам из-за ухудшения свойств (бумажные волокна), доступности или утилизации материалов (против спроса), и качества продукции (например, из-за включений в перерабатываемые продукты). Концепция утилизации требует образования, мотивирования, и усилий (например, по сортировке) от всех членов сообщества. Утилизация предполагается для домохозяйств также как и для любого вида бизнеса (например, производство). Материалы, предполагающие в модели утилизацию, включают:

Бумагу и картон,

Алюминий (емкости, листы и т.д.),

Сталь (емкости, листы, строительные материалы и т.д.),

Лесоматериалы, и

Стекло (емкости и т.д.).

Примечание: Использованию стеклянных бутылок было отдано предпочтение перед пластиковыми по следующим причинам. Потребление энергии для первичного производства пластиковой емкости примерно на 10% ниже, чем для производства стеклянной емкости одного и того же объема. Пока еще нет полнофункциональной системы утилизации пластиковых бутылок, которая бы предлагала повторное использование пластика без полной переработки. Напротив, многократное использование стеклянных бутылок для напитков высокого потребления (например, вода, сода и т.д.) было внедрено более 25 лет назад в Германии и других Западно-Европейских странах с большим успехом. Многократное использование стеклянных емкостей (более 25 раз до переплавки) снижает использование энергии в пересчете на одно использование до малой доли от первоначально использованной энергии. Поэтому не было выбрано использование пластиковых бутылок как жизнеспособный цикл утилизации и предполагается, что пластик (например, импортированный их других стран) является источником топлива в системе газификации или запланирован на экспорт для утилизации в других странах.

[Примечание: При необходимости модель может быть легко перенастроена на включение пластика в процесс переработки.]

Источники: [1], [2]

1.5 Организация сбора и удаления отходов

См. рис. 5 “Концепция переработки энергии и отходов”, включая концепцию отходы-в-энергию, используемую в этой модели.

См. листы “Система газификации”, “Плазменная плавильная печь”, “Водоочистная установка”, “Система утилизации (реактор)”, и “Обзор материалов и утилизации”.

Высокоорганичные отработанные пары (канализация, компост и т.д.) перерабатываются в системе утилизации (установка биогаза) для производства метана. Система газификации (основанная на плазменном преобразовании) выбрана для конвертации горючих отходов (биомасса, органические отходы, трупы животных и т.д.) в синтетический горючий газ (синтетический газ), такой как водород (H2) и угарный газ (CO). Плазменная система переплавки была выбрана для конвертации негорючих отходов (отходы производства, неперерабатываемые отходы, неорганические материалы и т.д.) в шлаковые материалы. Горючий газ из плавильной системы поступает систему газификации.

Вся биомасса конвертируется целиком в метан или синтетический газ. Конвертация отдельных потоков биомассы в грунт или удобрения в данной модели не рассматривалась.

Источники: [3], [4], [5], [9], [40], [41], [42], [43], [44]

1.5.1 Биогазовая установка / Реактор

Биогаз может производиться из высокоорганических загружаемых материалов, включая животный компост (от крупного рогатого скота, свиней и птицы), канализации, а также из некоторых органических отходов (например, от переработки рыбы и продуктов питания и от медицинской отрасли). Биогаз является продуктом гниения растворимых компонентов и взвешенных органических веществ с помощью естественно возникающих анаэробных бактерий в восстановленной кислородной среде. На этой стадии развития, модель рассматривает только компостные отходы как сырье для биогазовой установки; все другие органические материалы перерабатываются в газификационной системе.

Сухая смесь биогаза обычно состоит из примерно 60% метана (CH4), 38 до 40% углекислого газа (CO2) и, в зависимости от исходного сырья, до 0,2% сероводорода (H2S). Есть несколько путей использования биогаза, включая выработку тепла и энергии с помощью горения, а также производство промышленного газа (CH4 и CO2). Модель рассматривает биогаз как топливо для парогазовой турбины для выработки электричества и тепла. Обычно H2S удаляется из биогаза (перед сжиганием) с помощью так называемой металлической губки (деревянная стружка или щепа, пропитанные гидратным оксидом железа, Fe2O3), который после процесса переработки дает элементарную серу как побочный продукт.

Работа биогазовых установок (также называемых реакторами) определяется выбранной рабочей температурой: Мезофильный режим 35 до 38єC и термофильный режим при 52 до 55єC. Более теплый процесс обычно выбирается при более высокой интенсивности питания реактора с более коротким сроком обработки отходов благодаря более высокой активности бактерий при высоких температурах. Результатом также является небольшое увеличение выхода биогаза. Наибольший опыт работы с подобными установками накоплен в Германии и Дании. Термофильные реакторы используют закрытые баки с обрабатывающим раствором в сравнении с открытыми или закрытыми отстойными бассейнами для мезофильных реакторов, которые требуют отстаивания отходов в течение от 20 до 25 дней. Мезофильный реактор требует больших площадей, но менее дорогой и более терпимый к изменениям параметров процесса (например, зависимость от температуры).

Наличие биогазовых установок вызвано рядом условий: Сырой компост может иметь сильный неприятный запах, и может послужить причиной переудобрения полей, что ведет к заражению озер и рек нитратами и фосфатами. Необработанный, сырой компост выделяет большое количество метана, у которого огромный парниковый эффект (в 21 больше, чем у CO2). Это является эквивалентом выброса CO2 свыше 7 тонн/год на каждую корову, и свыше 95% ослабления запаха может быть достигнуто в сравнении с необработанным компостом. Следует заметить, что расстояние от мест сбора компоста до мест переработки должно быть по возможности наименьшим (оптимально менее 5 миль) во избежание потерь выгоды от производства биоэнергии из-за расхода энергии на транспортировку.

Второе преимущество биогазовой установки – производство натуральных удобрений, которое улучшает утилизацию растительных питательных веществ и уменьшает потребление минеральных (химических) удобрений. В большинстве случаев, натуральные удобрения уменьшают загрязнение воды в сравнении с минеральными удобрениями.

Источники: [3], [40], [41], [42], [43], [44]

1.5.2 Плазменная газификация

Преобразовательный процесс индуцируемой плазмы (ICP) выбран для плазменной системы газификации органических отходов в сообществе. Потоки органических отходов от сельского хозяйства (за исключением компоста, который перерабатывается в биогазовой установке), лесного хозяйства, промышленности, домашних хозяйств и предприятий конвертируется в полностью сгорающий синтетический газ, смесь водорода и угарного газа. Чистый синтетический газ используется как горючий газ для газотурбинной установки комбинированного цикла (CCGT), и заменяет и/или дополняет природный газ как топливо. Синтетический газ используется в высокотемпературных топливных камерах с высоким КПД, которые находятся еще на стадии разработки, но могут обеспечить более эффективное производство электроэнергии в недалеком будущем. Поэтому для производства электроэнергии в модели выбрана система CCGT.

"Плазма" – это так называемое четвертое состояние вещества (другие состояния: твердое, жидкое и газообразное). Плазма – это перегретый газ, подобный находящемуся поверхности солнца. В случае паровой плазмы, перегретые газы состоят из атомарного водорода (H+), атомарного кислорода (O-) и гидроксильной группы (OH-). Это очень активные химические частицы, которые полезны в преобразовательной реакции (или конверсии) органических исходных материалов (например, биомассы и т.д.) в водород и угарный газ. Интересно, что если плазма не прореагирует с каким-либо материалом, она возвращается обратно в газообразное состояние. В случае паровой плазмы, она снова становится паром и с последующим охлаждением снова становится водой.

Факельная система индуцируемой плазмы (ICP) использует электроэнергию и работает постоянно при устойчивой температуре плазмы от 3000 до свыше 10000єC, в зависимости от выбранного плазменного газа. Паровое преобразование или комбинация пара и сухого (CO2) преобразования лучше всего подходит для высокоорганического исходного сырья. В сравнении с типичной камерой сгорания установки для сжигания отходов, камера реакции плазменного преобразования в два раза меньше по размерам. Система сгорания использует воздух для сжигания органических материалов. Т.к. 79% воздуха – азот, вторичными реагентами сгорания являются окиси азота (NOx). Преобразовательный процесс индуцируемой плазмы (ICP) может обойтись без воздуха и поэтому вырабатывает очень чистые горючие газы, которые альтернативно могут быть использованы как исходное химическое сырье. Газификационные реакции технически могут быть также достигнуты в основанных на сгорании системах частичных окислительных процессов. Одна из причин выбора преобразовательного процесса индуцируемой плазмы (ICP) для системы переработки отходов и энергосистемы городской модели – минимизация использования и импорта ископаемого топлива. Предполагается, что преобразовательный процесс индуцируемой плазмы (ICP) будет более гибким инструментом переработки для различных органических отходов, которые вырабатываются в процессе жизнедеятельности города.

Технологическое тепло рекуперируется для отопительных целей.

Источники: [4]

1.5.3 Плазменная плавильная система

Плазменная плавильная или витрификационная система наилучшим образом подходит для неорганических и низкоорганических отходов. Процесс использует электроэнергию для электрического нагрева и электроды дуговой плазмы для плавления твердых отходов, что дает в результате шлаковые материалы, пригодные для строительства и дорожных работ. Предполагается, что система управления отходами и энергией, выбранная для модели, подает технологический газ из плазменной плавильной системы в установку плазменной газификации для полного преобразования углерода, характерного для плазменных плавильных систем, в синтетический газ, скорее образуя вторичный поток отходов.

Технологическое тепло рекуперируется для отопительных целей.

Источники: [5]

1.6 Энергетический менеджмент

См. рис. 5 “Концепция переработки энергии и отходов”.

См. лист “Система газотурбинной установки комбинированного цикла, CCGT”, “Спрос на электроэнергию”, “Использование ископаемого топлива”, и “Энергетический баланс”.

Анализ жизненного цикла для систем производства электроэнергии был выполнен Всемирным Советом Устойчивого Развития (World Business Council for Sustainable Development) и другими организациями с учетом аспектов потребления материалов, образования отходов, экологической политики и воздействия на здоровье человека. Для достижения более устойчивой системы выработки электроэнергии, прилагается большое количество усилий, от наиболее устойчивых до наиболее неустойчивых решений и методов в отношении энергосбережения, эффективного использования энергии, использования возобновляемых источников энергии, отходов-в-энергию, CHP на горючем газе, CCGT на горючем газе, электростанций на природном газе, установки на обогащенном угле и установки на старом угле. Некоторые исследования рассматривают атомные электростанции как наименее устойчивые решения, в то время, как другие исследования (например, British Energy [50]) указывают на преимущества атомной энергетики (например, потенциальная возможность низкого уровня выхода CO2).

Система управления потреблением энергии, представленная в модели для устойчивого общества, фокусируется на:

избежании и оптимизации использования энергии,

использовании возобновляемых источников энергии (солнечная, ветряная, водяная, геотермальная и т.д.), основываясь на природных местных условиях,

на преобразовании органических и горючих отходов, производимых сообществом, в энергию (в форме горючего газа, включая биогаз и синтетический газ от газификации), и

на использовании горючего газа в комбинированных системах тепло-электроэнергия (CHP).

Далее делается акцент на минимизации использования (и, следовательно, зависимости) от ископаемого топлива, включая уголь, нефть и природный газ. Выполнение этих руководящих принципов ведет к выбору электроэнергии как основной формы энергии в сообществе (с разумным количеством систем резервного питания). Следует заметить, что обогрев зданий и других помещений в основном достигается (например, с горячей водой) с помощью эффективного использования солнечной энергии и распределении выделения тепла от промышленной деятельности. Общество, которое производит достаточно электроэнергии, всегда будет избегать импорта электроэнергии из других стран и, следовательно, потребления энергии, произведенной с помощью возможно менее устойчивых энергетических систем (например, атомная энергия).

Системы производства электроэнергии, выбранные в этой модели, основаны на лучших системах, доступных сегодня. Однако, новые технологии, такие, как системы высокотемпературных топливных элементов, которые будут доступны через несколько лет, могут обеспечить производство электричества, как чистые и удобные первичные источники энергии для распределения внутри устойчивого сообщества с большим энергосберегающим эффектом, чем у доступные в настоящее время систем. Такие совершенные технологии запланированы к использованию в будущих обновлениях данной системы, в ходе будущих совершенствования таких систем.

В этой модели синтетический газ из газификационной системы и метан из реакторной (биогаз) установки (см. Организация сбора и удаления отходов) предоставляет топливный базис для системы газотурбинной установки комбинированного цикла (CCGT). Система CCGT является основной системой производства электроэнергии для сообщества. Генераторы электроэнергии работают на комбинации газовой турбины (сгорание топлива) и паровой турбины (восстановление ощутимой энергии). Природный газ используется как пусковой и резервный газ, и может быть использован как дополнительное топливо на случай пиковой нагрузки потребления, которая не может быть покрыта с помощью смеси топлива, используемой сообществом.

В принципе, система CCGT могла бы быть заменена системой высокотемпературных топливных элементов (FC) (например, системы топливных элементов на расплавленном карбонате) тогда, когда такие системы будут доступны необходимой сообществу мощности. Системы топливных элементов имеют потенциал еще более высокого выхода по энергии в сравнении с системами CCGT, с уменьшением потребности в производстве топлива (или использовании природного газа). Обе системы CCGT и FC рассматриваются как высокоэффективные комбинированные системы тепло-энергия (CHP) с возможностью использования ощутимого остаточного тепла для целей обогрева жилых и вспомогательных помещений.

[Примечание: При текущем наборе вводных предположений, замена систем CCGT на FC привела бы к повышению производства электроэнергии и к возможностям ее экспорта.]

Устойчивое общество создано для максимизации использования солнечной энергии в форме производства фотоэлектрической (PV) электроэнергии и солнечного отопления. Все здания (жилые и промышленные) имеют поверхности (крыши, южные стены) для сбора солнечной энергии. Фотоэлектрическая энергия естественным образом используется в моменты пиковых нагрузок в дневное время. Хранение энергии в аккумуляторах и подземных системах хранения тепла предполагается, но не встроено в модель в настоящее время. Проект устойчивого общества позволяет выбрать долю поверхностей зданий, которые полностью используются для выработки фотоэлектрической энергии или для солнечного обогрева в целях оптимизации использования солнечной энергии.

[Примечание: Установка по производству солнечной энергии была включена как одна из ключевых отраслей устойчивого сообщества.]

Дополнительные системы возобновляемых источников энергии, особенно энергия ветра, а также геотермальная, гидро- и другие формы возобновляемых источников энергии, будут постепенно вводиться в будущих обновлениях системы.

Во многих промышленных процессах тепло вырабатывается как сбросная теплота. Устойчивый промышленный комплекс принимает в расчет, что такое тепло может использоваться, например, в виде пара, для обогрева окружающих зданий и структур. По мере появления новой информации, модель постепенно будет обновляться для определения мест производства тепла промышленными процессами и для оптимизации использования пара различного качества (температура, давление). Самое большое количество побочного тепла для вторичного использования вырабатывается при газификации органических отходов и в системе CCGT. Другое использование пара под давлением – для охлаждения зданий путем интеграции систем абсорбционного охлаждения. Другие данные в настоящее время изучаются для интеграции этой системы для конверсии энергии.

Источники: [6], [7], [8], [9], [10]

1.6.1 Газотурбинные установки комбинированного цикла (CCGT) и комбинированные системы тепло-энергия.

Системы производства электроэнергии комбинированного цикла являются самыми современными системами производства электроэнергии на сегодня. Электростанция с газотурбинными установками комбинированного цикла (CCGT) - по существу является электростанцией, в которой газовые и паровые турбины используются совместно для достижения большей эффективности, чем была бы только с одной системой. Газовые турбины, приводящиеся в действие горючим газом (синтетический газ), вращают электрогенератор. Затем горячий выхлоп газовой турбины используется для производства пара в теплообменнике, который питает паровые турбины, которые при расширении сжатого пара генерируют дополнительное электричество. Используя остаточное тепло от сжигания газов для нагревательных целей, система CCGT становится полноценной комбинированной установкой типа тепло-электроэнергия (CHP). Конденсированный пар утилизируется для парового цикла; остаточные сточные воды поступают в очистную установку [6].

Разновидности технических конфигураций систем CCGT в основном определяются формами и типом топлива (например, уголь, природный газ, синтетический газ/биогаз) требуемой выходной мощностью и выбором исходного продукта (электроэнергия, пар (высокого и низкого давления).

Практический тепловой коэффициент полезного действия в 60% для электрогенератора может быть достигнут для природного газа. Системы CCGT от компании Дженерал Электрик и некоторых других компаний могут использоваться для горючего газа от газификационной системы и реакторной установки. Для настоящей модели выбран практический тепловой коэффициент полезного действия в 53%.

В дополнение к производству электроэнергии, компьютерная модель принимает в расчет непосредственное использование тепла от пара для отопления зданий и как рабочее тепло для других производственных нужд. При правильном конструктивном решении пар может быть легко транспортирован на разумное расстояние даже при более низкой температуре.

Для полной интеграции пара как теплоносителя, в модели сообщества все еще требуется дополнительная информация.

Источники: [6], [9]

1.6.2 Система высокотемпературных топливных элементов (HTFC)

Топливные элементы – это новая технология в энергетике, которая имеет очень низкий, близкий к нулю, уровень выброса вредных загрязнений на месте производства электроэнергии. Топливные элементы – это электрохимические устройства, которые конвертируют водородное или водород/угарный газ топливо или топливо водород/угарный газ непосредственно в энергию без сжигания. Единственными продуктами электрохимической реакции топливных элементов являются электричество, тепло и вода, если удается добиться полной конвертации.

Сейчас в процессе разработки находятся различные топливные элементы для передвижного или стационарного использования с широким диапазоном выходной мощности. Топливным элементам с протонной обменной мембраной (PEM) необходим высокочистый водород в качестве топлива и работа при практическом коэффициенте полезного действия выхода энергии менее чем 40%.

Большинство многообещающих систем высокотемпературных топливных элементов (HTFC) включают твердооксидные топливные элементы (SOFC) жидкокарбонатные топливные элементы (MCFC) с ожидаемым выходом по энергии до 65-75%. Системы SOFC и MCFC могут конвертировать углеводородное топливо, например, природный газ, угарный газ и водород непосредственно в электроэнергию без использования внешнего цикла переработки топлива (необходимого в большинстве случаев с топливными элементами PEM).

Появление систем HTFC ожидается в течение ближайших 10 лет, что станет альтернативой сегодняшним системам CCGT. По мере появления этих систем на рынке, эта технология будет включена в настоящую компьютерную модель.

Источники: [7], [8], [9]

1.6.3 Солнечные энергосистемы

Солнечная энергия – следующий после ветровой по важности возобновляемый источник энергии. Годовое производство 1 МВт (электричество) возобновляемыми источниками предотвращает годовой выброс в воздух от 600 до 2300 тонн CO2, 16 тонн NOx, 9 тонн SO2 и 600 кг других отходов сжигания ископаемого топлива [45]. Солнечные системы до сих пор дороги, но они являются устойчивыми системами производства энергии, если во главу угла ставится метод производства для минимизации потребления энергии а также выбросы при производственном процессе. По мере развития усилий по снижению потребления энергии и методов производства солнечных систем, модель будет пересмотрена для отражения этих улучшений.

Солнечные системы могут быть использованы для производства электроэнергии или различных форм тепла (например, горячая вода, пар и т.д.). Солнечные системы для производства электроэнергии (фотоэлектричество) в основном основаны на кристаллических и аморфных (тонкопленочных) кремниевых элементах, а также на некремниевых солнечных элементах с использованием полупроводниковых материалов. На 2000 год, самый большой выход по энергии наблюдается у кристаллических кремниевых (Si) элементов: 16,5% с монокристаллами и 14,5% с промышленными мульти-кристаллическими Si-элементами. Самый высокий выход по энергии, достигнутый в лабораторных тестах составляет 24,7% [35].

Компьютерная модель рассматривает производство электроэнергии кремниевыми элементами и солнечный нагрев для производства горячей воды с использованием крыш и фасадов всех низкоэнергетических зданий и отдельных дополнительных площадей, запланированных для производства солнечной энергии в устойчивом обществе. Это, например, позволяет пользователю рассчитать необходимую площадь для избежания импорта природного газа, как дополнительного топлива для систем CCGT. Общепризнанно, что для обеспечения необходимой пиковой дневной мощности, требующейся городу, солнечным системам необходимо определенное количество накопителей энергии (например, система аккумуляторов).

У любого региона мира есть определенный потенциал использования солнечной энергии. В модели принят коэффициент 5,0 кВт/м2-день; корректировка для конкретного места может быть легко выполнена.

Источники: [9], [35], [45]

1.7 Транспортные системы

См. лист “Транспорт”.

Транспортные системы, например легкие и тяжелые автомобили, железнодорожная система, авиация, грузовые и прогулочные суда обеспечивают широкий диапазон преимуществ, но, общепризнанно, что они также являются источником неблагоприятных воздействий на экологию и здоровье людей. Это воздействие включает прямое или косвенное влияние на людей и животных, воздух и воду, чувствительные к экологии организмы и ландшафты. Факторы воздействия включают выбросы газов, загрязнение воздуха, выброс токсинов и парниковых газов, шумовые загрязнения, твердые отходы и различные жидкие выбросы (например, нефть, антиобледенительные материалы и т.д.). Основные загрязнители воздуха включают угарный газ (CO), озон в приземном слое атмосферы (O3) и его предшественников, таких как легколетучие органические соединения (VOC) и оксиды азота (NOx), свинец (Pb), твердые частицы (PM10 и PM2.5) и диоксид серы (SO2).

Современная транспортная система в основном потребляет нефтепродукты: около 2/3 нефти, использованной в США в 1997 году, приходится на транспортную систему. В том же году на транспортную систему пришелся 61% всех выбросов CO, 31% VOC, 36% NОx и меньшая часть выбросов свинца и твердых частиц. В городах обычно наблюдается более высокая концентрация загрязнений, чем в сельских местностях. В городах до 95% всех выбросов CO может приходиться на дорожный транспорт. В 1997 году более 100 млн. человек в США жило в округах с концентрацией O3 выше стандарта National Ambient Air Quality Standards (NAAQS), установленного Агентством по защите окружающей среды (US Environmental Protection Agency, EPA).

Опасные загрязнители воздуха (HAP), называемые токсическими загрязняющими воздух веществами, регулируются в США в соответствии с Актом о чистом воздухе (EPA Clean Air Act), перечисляющим 188 загрязнителей или химических групп HAP, которые известны ил

и подозреваются как возбудители рака или других серьезных заболеваний людей или причиняют вред окружающей среде. В 1993 мобильные источники выбросили около 21% всех HAP, общим объемом 8,1 млн. тонн воздушных токсинов в общенациональном масштабе США. В городской черте, концентрация HAP обычно выше с долей до 40% выбросов от мобильных источников.

Бесспорно, что традиционная транспортная система, основанная на ископаемом топливе, не только производит огромное количество загрязнений, она может послужить причиной краткосрочных и долгосрочных заболеваний людей и оказывает большое влияние на окружающую среду и ее обитателей. Следовательно, устойчивый город в этой модели должен создаваться с потоками легковых и грузовых автомобилей вне города для обеспечения более здорового и предсказуемого образа жизни. Современная транспортная система может создаваться с включением ряда электрических транспортных систем, таких как пригородные автобусы (различных размеров), железная дорога, транспортные пояса, лифты и т.д., обеспечивающих транспортировку людей и материалов. Транспортные потоки могут располагаться под землей, сохраняя максимальную площадь на поверхности для мест отдыха и предоставляя наземные дороги больше для развлекательного, немоторизованного передвижения (пешеходов, велосипедов и т.д.), а также для аварийного транспорта.

Концепция включает план терминалов для импорта и экспорта товаров. Автомобили могут парковаться на этих терминалах или рядом с ними для поездок вне городской черты. Концепция включает интегрированную транспортную систему, которая позволила бы людям удобно и быстро путешествовать от одного места (например, терминал) до другого (например, вход в офис или жилой дом). Как большинство транспортных систем, основанных на сохраненном или линейном электропитании (с соответствующей резервной системой), электростанция (см. 1.6 Энергохозяйство) должна быть устойчива сама по себе для избежания или минимизации выбросов газов, жидкостей и твердых отходов.

Таким образом, исключение транспортных потоков из черты города, сохраняет больше нетронутого природного пространства от строительства дорог и увеличивает рекреационнную ценность внутри сообщества. Разумная планировка города минимизирует преодолеваемые расстояния, время и энергию, затраченные на транспортировку. Все транспортные системы, работающие на электричестве (и возможно на водороде в недалеком будущем), сохраняют чистую атмосферу без продуктов сгорания ископаемого топлива и шумов.

Опыт работы электрического транспорта был предоставлен некоторыми организациями. Хранение энергии в легких высокоемких аккумуляторах – основная проблема развития. Однако сегодня следующие аспекты уже достигнуты:

35% экономия топлива по сравнению с традиционными грузовыми автомобилями,

до 250 миль на галлон с легкими городскими автомобилями (3 колеса, 30 миль, 1 человек) и от 3,5 до 5,5 кВт.ч / 100 км (~ 60 миль)

Высокая емкость свинцовых аккумуляторов: ~0,030 кВт.ч/кг (~ в 400 раз ниже чем бензин)

Высокая емкость современных аккумуляторов: Ni ~0,060 кВт.ч/кг, Lithium-Ion ~0.120 кВт.ч/кг (~ в 100 ниже, чем бензин при типичных 12 кВт.ч/кг)

Типичное использование ~ 20 кВт.ч/100 км по городу (в сравнении со ~175 кВт.ч/100 км для спортивных машин (SUV)

Типичный автомобильный аккумулятор (1995) 14 кВт.ч зарядка => 70 до 90 км / зарядка

Зарядка: ~ 2,5 кВт при нормальном выходе => ~4 ч для достижения 50 км.

Источники: [11], [12], [51]

1.8 Импорт / Экспорт

См. лист “Импорт и экспорт материалов”.

Устойчивое общество постоянно обменивается товарами и услугами с другими сообществами. Раздел энергосистемы был построен так, чтобы минимизировать импорт ископаемого топлива и использовать возобновляемые источники энергии, в сочетании с минимизацией потребностей в энергии. Обзорный лист модели содержит краткий перечень основных позиций импорта и экспорта.

Модель поддерживает разнообразные производства и уровни потребления, что, в основном, будет иметь результатом баланс импортных и экспортных товаров и материалов. Подсистемы зависят от таких изменений (например, выработка сточных вод, производство синтетического газа и т.д.), и зависимость от потоков материалов и энергии может быть с легкостью исследована.

Импортируемые товары и услуги в сообщество могут включать:

Топливо, включая природный газ, нефть и уголь.

Потоки горючих и негорючих отходов от окружающих сообществ, включая биоотходы, канализацию, отходы сельского и лесного хозяйств.

Сырье и обработанные материалы, промышленные товары и услуги, включая химикаты, технологические материалы, металлы, товары жизнеобеспечения и предметы роскоши и т.д.

Список экспортных товаров сообщества может включать:

Товары сельского хозяйства, включая свежее и переработанное (например, консервированное, замороженное и т.д.) красное мясо (говядина, свинина), птицу (курятина, индюшатина), рыбу, молоко и другие молочные продукты, яйца и яичные продукты, фрукты, овощи, зерновые, крупный рогатый скот и т.д.

Древесину и обработанную древесину, включая древесину лиственных и хвойных пород, пило- и лесоматериалы для строительства и других целей, бумагу и картон.

Системы производства солнечной энергии (фотоэлектричество и горячая вода), включая фотоэлементы, секции горячей воды и т.д.

Сырье и обработанные материалы, включая алюминий, сталь, стекло, цемент и т.д.

Электроэнергию.

Дополнительный экспорт может включать специальные повторно использованные материалы (например, аккумуляторы и т.д.).

Экспортные услуги могут включать:

Инжиниринг и услуги (включая инсталляцию) систем возобновляемых источников энергии (например, солнечная энергетика)

Управление энергетикой и отходами и системную экспертизу, например для органических отходов, таких как канализационные стоки, отходы сельского хозяйства, биоотходы.

Инженерные услуги (например, технологическую разработку процессов и строительство) по системе управления отходами и устойчивой энергетикой.

Тренинг/образование по вопросам устойчивого образа жизни, ведения сельского хозяйства и лесного хозяйства.

Туризм, выставки, ярмарки, конференции, образование и т.д.

2.0 Описание подсистем 2.1 Домохозяйства и малые бизнесы

См. лист “Входные и выходные данные по домохозяйствам”, “Домохозяйства и малые бизнесы”, “Потребление домохозяйствами 1”, “Потребление домохозяйствами 2”, “Энергопотребление” и “Обзор потребления”.

Одно из основных предположений для устойчивого общества – то, что общество имеет возможность производить минимально необходимые основные товары и услуги. Они включают продовольствие, чистую воду, жилые помещения, здравоохранение, образование, транспорт, энергию (электричество), переработку отходов и т.д.

Входные и выходные данные для домохозяйств и малого бизнеса представлены на листах “Входные и выходные данные по домохозяйствам”, “Домохозяйства и малые бизнесы”, “Потребление домохозяйствами”. Справочные данные или предположения были сделаны, чтобы учесть особенные требования по энергии (электричество, водяное отопление), потреблению чистой воды (назначение, горячая/холодная) и выработке отходов (горючие отходы, негорючие отходы, канализация).

Основываясь на потреблении отдельных людей в домашних хозяйствах, было спрогнозировано потребление персонала для общественных организаций и других отраслей (см. лист "Входные и выходные данные по домохозяйствам").

Основные предположения и корректировки для вводных преднастроек потребностей домашних хозяйств в пище, чистой воде и энергии/топливе предоставлены на листе "Потребление домохозяйствами".

Потребление основных товаров на душу населения с США (намного) выше, чем в других высокотехнологичных странах (например, в Европе) (см. лист "Потребление электроэнергии").

Основываясь на данных по потреблению в США, модель позволяет предварительно настроить индивидуальные потребности путем выбора процентного значения (от значений для США) для каждой категории. Это служит основой для потребностей в производстве от сельского хозяйства, лесного хозяйства, энергетики, отопления/охлаждения и т.д.

Примечание: Процентное отношение, выбранное для первого анализа, основано на типичном европейском уровне потребления. Например, высокие цены на услуги первичной энергии в Европе привели к более осмысленному потреблению энергии и сократило потребление энергии на душу населения.

Источники: [13], [14], [15], [23]

2.2 Солнечные установки

См. лист “Входные и выходные данные по домохозяйствам”.

Вышеуказанный лист дает входные данные для конфигурации демографии населения и домов для проживания, муниципального и коммерческого использования. Выбор конструкции зданий позволяет использовать определенные поверхности зданий для солнечных установок. Демография населения и тип использования зданий включают предположения/выбор для:

Числа людей в сообществе (например, 100000 человек)

Числа членов семьи,

Семей на многосемейный дом,

Количество одно- или многосемейных домов и квартир,

Количество общественных, правительственных и промышленных зданий.

Численность малых бизнесов на многоквартирное здание,

Этажи, занятые квартирами, малым бизнесом, общественными структурами (школы, гостиницы и т.д.), правительственными организациями и промышленными объектами.

В дополнение, вводные данные для технических предположений для зданий предоставлены на том же листе. Технические предположения включают солнечные системы (потенциал солнечной энергетики, эффективность систем и т.д.), конфигурацию зданий и площадь поверхности зданий и зон, используемых для фотоэлектричества против производства горячей воды. Параметры солнечной радиации могут быть выбраны для применения модели в конкретных климатических зонах. Вводная информация и источники данных доступны в источниках от [52] по [55].

Данные, используемые для определения потребности домов в энергии, основаны на проверенных конструкциях "Низкоэнергетических домов", и особенно на немецкой разработке “Passivhaus” [58]. Предполагается, что строительные материалы выбираются по принципу устойчивости и воздействия на здоровье. Это ведет к использованию в строительстве экологически чистых материалов, воздержанию от использования химикатов при деревообработке, окраске и т.д. Натуральные строительные материалы, такие как глина, кирпич-сырец, вторичная бумага, необработанная древесина и другие биоматериалы могут быть рассмотрены и включены в материальный баланс позднее.

Обновления модели будут производиться постоянно, чтобы учитывать любые значительные улучшения в использовании солнечных систем.

Источники: [16], [17], [18], [19], [20], [52], [53], [54], [55], [58]

2.3 Сельское хозяйство

См. листы “Животноводство 1”, “Животноводство 2”, “Производство зерновых”, “Фруктовые и овощные хозяйства”, и “Использование энергии”.

Нормы выработки мяса, рыбы, молока, овощей, фруктов и зерновых основаны на потребностях населения. Потребление энергии, воды и выработка отходов зависят напрямую от норм выработки. Дополнительное производство на экспорт продукции сельского хозяйства может быть достигнуто изменением указанных вводных параметров.

Модель настроена на рассмотрение репродуктивного цикла животных с различными типами выработки отходов (компост, трупы и т.д.). Сделано различие для использования мяса (правила OTM запрещают использование в пищу людей мяса животных, умерших естественной смертью).

Несмотря на то, что модель не отдает предпочтение одному методу ведения сельского хозяйства перед другим, применяется экологическое или биологическое ведение хозяйства с минимальным использованием фармацевтической продукции или химических удобрений.

Источники: [21], [22], [24], [25]

2.4 Лесное хозяйство

См. лист “Лесопитомники” и “Потребление домохозяйствами“.

Деревья выращиваются для древесины и древесной стружки, используемых в производстве строительных материалов, целлюлозы и бумаги, мебели (и на экспорт, если выбрано). Данные по "типичному" спросу сообщества не были найдены, потому что спрос в значительной степени зависит от использования древесины и уровня утилизации древесной продукции (например, для производства целлюлозы). Модель включает предположительный уровень потребления сообществом.

Предполагается ведение устойчивого хозяйства.

Источники: [26], [27]

2.5 Промышленность

Листы вводных/выходных данных для различных отраслей структурированы по одним принципам для легкого обзора. Вводные материалы (тип, количество и т.д.), особенности потребностей в энергии (тип, объем), потребление воды и пара, выход отходов (горючие, негорючие и т.д.) и дополнительные выходные данные (например, рабочий пар, побочная продукция) указаны для каждого промышленного процесса. Выход продукции обусловлен либо спросом жителей города, либо размером предприятия, или по предположению. Экспорт товаров может быть организован путем увеличения уровня производства выше уровня потребления сообществом.

2.5.1 Производство пищевых продуктов

См. лист “Производство пищевых продуктов”, и “Использование энергии”.

Фабрики по производству пищевых продуктов включают переработку мяса, цеха молочной продукции, переработку зерновых, овощные и фруктовые цеха. Мясные цеха перерабатывают говядину, свинину, курятину, индюшатину и рыбу. Цеха молочных продуктов перерабатывают сырое молоко в сыр (натуральный или плавленый), свежее молоко (напиток), переработанное молоко (сгущенное и порошковое) и охлажденные продукты (йогурт и т.д.). Цеха по переработке зерновых производят пшеничную муку, крупы, рис и другие продукты. Фруктовые и овощные цеха производят свежие продукты и переработанные (шинкованные, очищенные, засахаренные и т.д.) фруктовые и овощные продукты.

Нормы выработки основаны на потребностях устойчивого общества. Экспорт товаров может быть организован путем увеличения уровня производства выше уровня потребления сообществом.

Источники: [28], [29], [30], [31]

2.5.2 Переработка древесины

См. лист “Лесопилка”, “Производство целлюлозы и бумаги” и “Производство мебели”.

Использование древесины разделено на три категории: а) пило- и лесоматериалы (например, для строительства), б) целлюлоза, бумага, и картон и в) мебель и приспособления. Пиломатериалы могут быть обработаны, но они представляют собой уже почти готовый продукт на выходе из лесопилки. Древесина для мебели доставляется в мебельный цех.

Другая часть древесного сырья перерабатывается в стружку и целлюлозу. Целлюлоза может быть продана как продукт или переработана в картон и бумагу.

Древесина – идеальный материал для утилизации и, в зависимости от этапов переработки, до 75% от первичной энергии может быть сохранено (если картон и бумага являются конечным продуктом). Древесные "отходы" могут быть переработаны в форме:

Опилок, коры и древесных стружек,

Древесных стружек и остаточной древесины (мебельный цех),

Пиломатериалов, фанеры и т.д. (для стройплощадок) и

Деревянных изделий (для домохозяйств и бизнеса).

Большинство из этих потоков могут напрямую идти на переработку стружки, предшествующую переработке в целлюлозу. Вторичная бумага и картон добавляются на этой стадии для производства целлюлозы – основной продукт для производства картонных материалов. Производство бумаги требует дальнейшей термической/химической обработки в соответствии с требованием к качеству бумаги.

Примечание 1: Для простоты в модели не учитываются различия между картоном и бумагой. Процесс производства бумаги из целлюлозы происходит через Крафт-процесс. (Возможны обновления модели).

Примечание 2: Степень утилизации, выход продукции из древесины и объем экспорта древесной продукции связаны друг с другом. При внесении изменений может потребоваться более одной корректировки.

Источники: [32], [33]

2.5.3 Производство стали и консервирование

См. лист “Производство стали” и “Цех по производству металлических банок”.

Модель содержит весь спектр стальной продукции, включая:

Производство кокса (из угля) и производство агломерата (из железной руды),

Производство чугуна в домне (BF, из агломерата) и жидкой стали в кислородном конвертере (BOF, из чугуна),

Производство жидкой стали в электродуговой печи (EAF, из скрапа)

Отливка тонкостенной плиты с последующей холодной прокаткой и

Продолжительная отливка с последующей холодной прокаткой.

Основными материалами для производства чугуна в домне являются агломерат и кокс. Агломерат производится из железной руды; кокс сам по себе производится из угля. Термически необработанная сталь производится из чугуна (со скрапом или без) в кислородном конвертере (BOF) или иначе в электродуговой печи (EAF) из скрапа (до 100%).

Модель предполагает смешение первичной термически необработанной стали в BOF и в EAF, поскольку планируемый уровень вторичной переработки металла должен быть максимальным в модели устойчивого общества. EAF сберегает до 40% первичной энергии в сравнении с производством жидкой стали из сырого железа. Термически необработанная сталь затем первично перерабатывается в холодно- и горячекатаную продукцию. Холоднопрокатная продукция включает катушки, полосы и листы металла, в то время, как горячекатаная продукция в основном включает проволоку, планки, пруты, рельсы, профили и балки.

Типичный цех по производству стали малого размера имеет годовую выработку между 50000 и 100000 тонн в год. Из-за различного использования стали и в зависимости от отраслей в целом, начальные установочные данные о том, сколько сообщество (из 100000 человек) потребляло бы сталепродукции, не были найдены. Можно предположить, что большее количество стали будет экспортироваться.

Цех по производству металлических банок позволяет сообществу производить тару, необходимую в пищевой отрасли. Стальные банки просты в производстве и утилизации. Не было найдено никаких конкретных данных по энергетическим требованиям, вводные цифры предположительны и подлежат пересмотру. Однако не предполагается, что цех по производству металлических банок имеет большое значение для общего энергетического баланса.

Источники: [34], [38]

2.5.4 Производство стекла и бутылок

См. лист “Производство стекла” и “Бутылочный цех”.

Норма выработки стекла (емкостей первичного использования) состоит из объема стекла, произведенного из сырья, из повторно использованного стекла (раздробленного и расплавленного) и от вторичного использования бутылок (нетронутых, только химически очищенных – см. раздел 1.4 Управление утилизацией отходов). Предполагается, что стекло, алюминий и сталь (а не пластик) будут ключевыми материалами для емкостей. Потенциал снижения первично затраченной энергии при многоразовом использовании бутылок может превзойти 95% в зависимости от жизненного цикла емкостей (в сравнении с производством стекла из сырья).

Производство стекла из сырья – очень энергоемкий (в основном электроэнергия) процесс. Т.к. снижение потребления первичной энергии при утилизации стекла (дробление и переплавка) может превышать 20%, ожидается, что 100% всего стекла в устойчивом обществе будет утилизироваться.

Для простоты модель устроена так, что все стекло используется как емкости (так называемое пустотелое стекло (в основном бутылки)). Бутылочный цех может разливать напитки, потребляемые в сообществе. Однако не было доступных данных по особенностям потребления энергии при бутилировании. Поэтому, вводные данные предварительные и подлежат пересмотру.

Примечание: Предполагается, что для производства листового стекла (например, для окон) требуется меньше энергии. Такие подробности могут быть включены позже.

Источники: [34]

2.5.5 Производство алюминия

См. лист “Производство алюминия”.

Алюминий производится из бокситной (алюминиевой) руды в три основных этапа: 1. Добыча боксита и очистка окиси алюминия (процесс Байера, Bayer), 2. Выплавка окиси алюминия (в основном в: процессе Холла-Эру), и 3. Заключительная обработка алюминия.

Добыча боксита обычно производится открытым способом и либо перерабатывается в окись алюминия в непосредственной близости от места добычи, либо отправляется на плавильный рынок по всему миру для переработки. Добыча боксита предполагает использование больших участков земли (например, в природных лесах) и эрозию почвы с негативным воздействием на флору и фауну. С 1990 года некоторые алюминиевые компании (например, Alkem) начали применять принципы устойчивого развития на некоторых бокситных месторождениях с целью возвращения территории в первоначальное состояние (восстановление лесных массивов, флоры и фауны). При процессе Байера (Bayer) боксит дробится, варится (промывается горячем раствором едкого натра (NaOH) при 250 єC), осаждается (охлаждается) и кальцинируется (повторно нагревается до 1050 єC), что дает в результате окись алюминия (Al2O3). Добыча боксита и процесс Байера требуют большого количества энергии, воды (пара), материалов (едкий натр и известь), территории и даже переселения людей. Выбросы включают сточные воды, тепло, выбросы (металлических) частиц и пыли, рудниковые отходы (боксит содержит 10-40% включений породы) и отработанный натрий. В дополнение, транспортировка бокситов или окиси алюминия требует большого количества ископаемого топлива.

Окись алюминия перерабатывается в алюминий (Al) в основном в процессе Холла-Эру. Для производства 1 тонны необработанного алюминия требуется свыше 13 мВт.ч электроэнергии. (Среднемировой показатель 16 мВт.ч на тонну из-за использования различных производственных процессов и работ на старых, часто неэффективных предприятиях). Плавильный процесс требует большого количества углерода (0,4 – 0,5 тонн углерода на тонну алюминия) и криолита (Na3AlF6). Фторид алюминия (AlF3) используется для понижения точки плавления криолита. В результате плавки окиси алюминия получают большие алюминиевые болванки (плиты, цилиндры, бруски, блоки и т.д.), которые затем транспортируются на перерабатывающее предприятие для дальнейшей переработки. Часто горячий алюминий транспортируется на короткие расстояния внутри того же предприятия. Первичный выход из плавильного процесса включает углекислоту, тепло, сточные воды, отработанный углерод и перфторкарбонаты (например, CF4 и C2F6).

И, наконец, перерабатывающие алюминий предприятия расплавляют его и формируют болванки для продажи, пригодные для производства большого диапазона продукции, включая автомобили, окна, двери, рамы, строительные материалы и емкости для напитков. Производство алюминиевой продукции требует различного количества энергии и вырабатывает различные типы и количество отходов и выбросов (алюминиевый скрап и пыль и т.д.).

Модель не принимает во внимание энергию или материалы на входе/выходе, связанные с добычей бокситов, производством окиси алюминия и транспортировкой алюминиевых болванок до плавильных цехов. Предполагается, что алюминиевое предприятие в модели получает окись алюминия в необходимом для производства алюминия виде и размерах или использует вторичный алюминий (скрап, утилизация) для производства алюминиевых болванок. На этой стадии модель включает производство алюминиевой продукции и формирование в основном емкостей для напитков (банок) и рам для солнечных модулей. Для потоков энергии и материалов, связанных с производством конечной алюминиевой продукции, см. “Баночный цех” и “Солнечные системы”.

Акцент делается на утилизации алюминиевых продуктов из-за огромных экологических (и экономических) преимуществ. При стоимости свыше $1000 / метрич. тонна, алюминий является самым ценным вторичным сырьем. Переплавка алюминия требует всего 5 - 10% от энергии плавления в сравнении с первичной плавкой окиси алюминия в алюминий благодаря относительно низкой температуре плавления 700-800 єC. Следовательно, 90-95% необходимой первичной энергии для производства алюминиевых болванок можно избежать при помощи функционального сбора алюминия и системе утилизации. В дополнение, каждая тонна вторичного алюминия предотвращает добычу нескольких тонн бокситов, огромного количества энергии, воздействие на окружающую среду и выбросы.

Утилизации подлежит алюминий от машин, дверей, каркасных конструкций, окон и банок от напитков. Каждая категория имеет различный процент утилизации и количества, которые довольно значительно разнятся в разных странах и штатах. Например, в США утилизация алюминия из машин в 2002 была около 85 - 90%. В 1998 процент утилизации банок от напитков в США был 63% (в сравнении со значением 90% в западноевропейских странах, например, в Норвегии). При проценте утилизации 60%, материал для 100 новых банок перерабатывается из 150 использованных банок. Таким образом, каждая новая банка используется 2,5 раза до окончательного уничтожения. Для сравнения, процесс утилизации в 90% дает по расчетам 11 кратное использование до конечного уничтожения.

Модель принимает в расчет утилизацию алюминиевых банок и других емкостей (домохозяйств и бизнеса) так же, как и алюминиевые отходы от производства и строительства. Выход алюминия может быть увеличен для учета более высокого потребления в производстве (например, для солнечных систем).

Источники: [34], [36], [37]

2.5.6 Цементный цех

См. лист “Цементный цех”.

Возможны различные методы производства цемента и цементной продукции. Для производства цемента выбран высокотемпературный, сухой производственный процесс, с использованием предварительного кальцинирования, включая предварительный нагрев. У данного процесса более низкие рабочие расходы и потребление энергии, чем у большинства простых процессов.

Цементный клинкер, необработанный полуфабрикат цемента, производится из минералов, содержащих кальций, кремний, алюминий и железо. Известняк, мергель и мел являются основными источниками кальция. Глина, глинистый сланец, боксит и железо дают компоненты кремния, алюминия и железа. Цемент производится путем смешивания тонкодисперсного размельченного клинкера с небольшим количеством сульфата кальция (гипс). В зависимости от типа производимого цемента, добавляются дополнительные компоненты, такие как зольная пыль, печной шлак или фильтрованная пыль. Например, стандартный портландцемент содержит 95% клинкера и 5% гипса. Так называемый шлаковый цемент может содержать до 95% шлака с 5% клинкера.

В ряду цементной продукции, бетон является смесью 11% портландцемента, 16% воды, 6% воздуха, 26% песка (мелкий заполнитель) и 41% гравия или дробленого камня (крупный заполнитель).

Специфические требования в отношении энергии и материалов на входе применяются при производстве портландцемента. Модель может быть обновлена для отражения более высокой номенклатуры продукции, если потребуется.

Следует заметить, что бетон как строительный материал для зданий и строений, а также для дорог, имеет несколько преимуществ при анализе жизненного цикла из-за долгосрочного использования, сопротивления теплу, силовым нагрузкам и т.д. Например, бетонная тротуарная плитка требует на 40% меньше освещения, цементные здания могут минимизировать или даже совсем исключить необходимость кондиционирования воздуха благодаря эффекту температурной регуляции, а цементные дороги дают понижение топлива до 10% (и более длительное использование) в сравнении со смесями ископаемых смол.

Источники: [34], [52]

2.5.7 Цех по производству извести и строительство

См. листы “Цех по производству извести” и “Строительство”.

Известь – это продукт, получаемый при высокотемпературном прокаливании известняка (CaCO3). Для производства извести требуются полезные ископаемые, т.к. транспортировка известняка дорога. Для того чтобы классифицироваться как известняк, камень должен содержать как минимум 50% карбоната кальция. Если камень содержит 30-45% карбоната магния, он называется доломитом или доломитизированным известняком. Известь может также производиться из арагонита, мела, кораллов, мрамора и ракушечника.

Соответствующая входному сырью известняковая продукция: негашеная известь, доломитизированная известь и гидравлическая известь. Гидравлическая известь частично гидратизированна и содержит цементирующие компоненты, и используется только в строительстве. Основные области использования (всех видов) извести включают: металлургию, экологию, строительство и сельское хозяйство.

Особые требования по материалу и энергии на входе применяются при производстве негашеной извести (CaO). Модель может быть обновлена для отражения более высокой номенклатуры продукции, если потребуется.

Модель рассматривает строительство и опорные сооружения (например, мосты). Входные данные подлежат пересмотру, потому что многие варианты использования не определены; модель основана на усиленных сталью бетонных конструкциях.

Источники: [34]

2.5.8 Производство и сборка

См. лист “Производство и сборка”.

Производство и сборка товаров может включать в себя широкую номенклатуру продукции (которая поэтому не конкретизируется). Однако, предположения по потреблению энергии и других материалов и по выработке отходов производства, включены в модель.

Источники: [34]

2.5.9 Текстильная промышленность

См. лист “Производство текстиля”.

Этот раздел находится в разработке.

2.5.10 Производство солнечных систем

См. лист “Производство солнечных систем”.

Солнечная энергия для отопления или производства электричества обеспечивает важные вводные данные в концепции устойчивого города. Электричество, произведенное фотоэлектрическими системами (PV) может покрывать пиковую потребность в дневное время. Однако базовые системы производства электроэнергии (см. Системы управления энергией и отходами, Рис. 5) могут работать более эффективно с относительно постоянным уровнем производства электроэнергии. Производство горячей воды от солнечных элементов снижает потребность в основанном на сжигании нагреве воды с использованием ископаемого топлива в жилых и промышленных зданиях.

Поскольку системы солнечной энергетики интегрированы как основной элемент в энергосистему, солнечные системы включены в набор отраслей. В базовое производство было включено производство исходных кремниевых элементов и фотомодулей (например, поликристаллических кремниевых (Si) элементов) и элементов солнечного нагревания. Город мог бы стать поставщиком солнечных систем и мог бы инсталлировать, эксплуатировать и обслуживать солнечные системы для других сообществ. Однако для этого сообщество должно стать лидером в разработке и производстве солнечных технологий.

На 2002 год, 98% всех солнечных элементов были основаны на кремнии. Кристаллические кремниевые элементы доминируют, но быстро развиваются тонкопленочные солнечные элементы и солнечные элементы основанные не на кремнии. Более высокая эффективность систем и улучшенные методы производства позволяют обеспечить более широкое применение солнечных систем.

На данной стадии развития модель включает только производство поликристаллических солнечных элементов. Производство полной системы состоит из трех этапов: производство кремния, производство солнечных модулей и сборка в готовую солнечную систему. Основные материалы кроме кремния – стекло (покрытие) и алюминий (рамы).

Силикон из песка (кварца, кремнезема) или богатого кремнием сырья очищается, обычно при помощи высокотемпературного процесса химического осаждения из газовой фазы, с использованием хлора как связывающего агента. Хлор легко утилизируется, т.к. отбросный хлористый водород (HCl) может быть использован другими отраслями. Энергетические потребности при производстве кремния очень велики. Обычно требуется 3-7 летняя работа солнечного элемента, чтобы восполнить энергию, затраченную на производство нового кристаллического солнечного элемента. Необходимая чистота кремния для солнечных элементов значительно ниже, чем для компьютерных чипов, что привело к тому, что солнечная отрасль является самым крупным потребителем отходов компьютерных чипов. [Примечание: использование альтернативных материалов (например, углерода) и методов производства кремния находятся в фазе разработки.]

Текст в этот раздел будет добавляться.

Источники: [17], [18], [19], [20], [35], [45]

2.5.11 Производство систем ветроэнергетики

См. лист “Системы ветроэнергетики”.

Ветряная энергия рассматривается как самая устойчивая форма энергообразования. Анализ жизненного цикла [57] показывает, что современная ветротурбинная система производит примерно в 80 раз больше энергии за свой жизненный цикл, чем затрачивается на ее производство, инсталляцию, эксплуатацию, обслуживание и демонтаж/утилизацию при работе 20 лет. Требуется всего 3 месяца работы ветротурбинной системы для восполнения всей энергии, затраченной всем ее жизненным циклом.

Ветряные системы доступны на рынке в широком ассортименте от нескольких кВт.ч до многих кВт.ч на ветротурбинную систему. На май 2004 года, установлены 3 самых крупных отдельных ветротурбинных системы в северной Германии компанией Enercon [56] с производительностью 4,5 мВт. На сегодня типичная наземная установка использует отдельные ветротурбины от 1,0 до 2,0 мВт. Построены ветровые электростанции производительностью до 600 мВт.ч в США и до …

Ветротурбины исключают выбросы CO2 от устойчивого производства электроэнергии. Ветротурбина мощностью 1 мВт обычно вырабатывает 3300 мВт.ч в год – этого достаточно для обеспечения 940 домохозяйств (по 3,5 мВт.ч на каждое). Приведена типичная структура энергетики в западноевропейских странах, ветротурбина мощностью 1 мВт помогает избежать годового выброса 21700 тонн CO2.

Источники: [56], [57]

3.0 Источники:

Информация по "Утилизации", интернет-ссылка:

http://www.climnet.org/publicawareness/waste.html

Информация по "Утилизации", интернет-ссылка:

http://www.newtonkansas.com/dep/san/page14.html

Информация по "Системам реакторов", собственная информация Комиссии ООН по транспорту и связи (TCC)

Информация по "Плазменной газификации", собственная информация Комиссии ООН по транспорту и связи (TCC)

Информация по "Плазменному плавлению", интернет-ссылка:

http://www.inentec.com/pemprocess.html

Информация по "Газотурбинным установкам комбинированного цикла", интернет-ссылка:

http://www.asme.org/igti/resources/articles/intro2gta.htmlsfd

Информация по "Топливным элементам", интернет-ссылка:

http://www.fe.gov/techline/tl_fuelcellhybrid_start-up.shtml

Информация по "Топливным элементам", интернет-ссылка:

http://www.princeton.edu/~humcomp/sophlab/ther_58.htm

“Assessment of Electric Power Conservation and Supply Resources in the Pacific Northwest”, Battelle/PNL 1982

Информация по "Абсорбционному охлаждению", интернет-ссылка:

http://geoheat.oit.edu/pdf/tp51.pdf

Информация по "Электрическим транспортным средствам", интернет-ссылка:

http://www.calstart.org/resources/papers/four_year_report.html

Информация по "Электрическим транспортным средствам", интернет-ссылки: http://www.solectria.comhttp://www.solectria.com/downloads/ac55.pdf

“Потребление и производство энергии и материалов в США”, интернет-ссылка:

http://www.eia.doe.gov/oiaf/archive/aeo01/supplement/supref.html

Информация по "Потреблению энергии", интернет-ссылка:

http://www.eia.doe.gov/emeu/mecs98/datatables/d98n11_3.pdf

Информация по "Потреблению энергии", интернет-ссылка:

http://enduse.lbl.gov/info/lbnl-35475.pdf

Информация по "Солнечные системы/Ветряная энергия", интернет-ссылка:

http://www.ecomall.com/biz/solarcat.htm

Информация по "Солнечным системам", интернет-ссылка:

http://www.solarbuzz.com/applications.htm

Информация по "Солнечным системам", интернет-ссылка:

http://www.udel.edu/ceep/papers/InternationalComparison.pdf

Информация по "Солнечным системам", интернет-ссылка:

http://www.sfv.de/sob99334.htm

Информация по "Солнечным системам", интернет-ссылка:

http://shop.store.yahoo.com/etaengineering/kc80.html

"Выход фекалий крупного рогатого скота и содержание питания", интернет-ссылка: http://ipmwww.ncsu.edu/agchem/chptr10/1011.PDF

“Agricultural Fact Book 2000”, Сельскохозяйственный департамент США, интернет-ссылка:

http://dir.yahoo.com/Science/Agriculture/Statistics/USDA_Agriculture_Fact_Book/

“Umweltцkonomische Gesamtrechnungen 2001” (Статистика потребления энергии и воды, и выбросы для Германии и Европы), интернет-ссылка: http://www.destatis.de/presse/deutsch/pk/2001/ugr_bericht_01.pdf

“Анализ для развития Программы энергетически интегрированных электростанций”, PNL, 1981

Информация по "Фермерству", интернет-ссылка:

http://www.strickhof.zh.ch/avbetrie/unsbetr/lindau.htm

Информация по "Лесному хозяйству", интернет-ссылка:

http://www.eia.doe.gov/emeu/mecs/iab/forest_products/index.html

"Оценка технических решений солнечных энергосистем: Доступность и воздействие на утилизацию лесной биомассы в тихоокеанском северо-западном регионе", PNL, 1981

“Возможности использования возобновляемых источников энергии для пищевой промышленности”, Battelle/PNL 1981

“Использования оборудования для конверсии энергии в пищевой обрабатывающей промышленности”, Battelle/PNL 1981

“Обзор использования оборудования для конверсии энергии в пищевой обрабатывающей промышленности”, Battelle/PNL 1981

“Руководство по когенерации для пищевой обрабатывающей промышленности”, Battelle/PNL 1984

Информация по "Деревопереработке", интернет-ссылка:

http://www.csa.com/routenet/epan/pulppasnIIa.html

Информация по "Деревопереработке", интернет-ссылка:

http://www.unido.org/ssites/env/sectors/sectors51.html

Информация по "Промышленным процессам", интернет-ссылка:

http://www.belspo.be/belspo/ostc/geninfo/publ/pub_ostc/CG2131/rappCG31Ann1_uk.pdf

Информация "Солнечная отрасль и системы", интернет-ссылка:

http://www.intercortex.com/solar/pdf/EU16Glasgow.pdf

“Утилизация алюминия в США в 1998 году”, интернет-ссылк:

http://www.aluminum.org/Content/NavigationMenu/The_Industry/Recycling/Recycling.htm

Информация по "Утилизации алюминия", интернет-ссылка:

http://www.world-aluminum.org/environment/climate/lifecycle1.html

"Вытекающие потоки в производстве стали (4/2003), интернет-ссылка:

http://www.aise.org/magazine/03april25_35.pdf

Информация по "Потреблению воды" (на немецком языке), интернет-ссылка:

http://www.mev.etat.lu/admenv/eaux/wasser/versorgung.html

"Биогазовые установки в Дании", иинтернет-ссылка:

http://websrv5.sdu.dk/bio/pdf/rap2.pdf

Информация "Биогазовые установки в США", интернет-ссылка:

http://www.econ.duke.edu/Journals/DJE/dje2001/lewis.pdf

"Биогазовые установки на северо-западе США", интернет-ссылка:

http://www.climatesolutions.org/pubs/pdfs/Biogas.pdf

Информация по "Биогазовым технологиям", интернет-ссылка:

http://www.epa.gov/agstar

Информация по "Использованию биогаза", интернет-ссылка:

http://www.epa.gov/agstar/library/nydairy2003.pdf

Информация по "Фотоэлектрическим системам", интернет-ссылка:

http://www.nrel.gov/ncpv/value.html

Информация по "Электроэнергия от солнечных батарей", интернет-ссылка:

http://www.sandia.gov/pv/docs/PDF/PV_Road_Map.pdf

Информация по "Солнечной энергетике", интернет-ссылка:

http://www.fv-sonnenenergie.de/publikationen/th9798/th9798_068-073.pdf

"Фотоэлектричество для зданий", интернет-ссылка:

http://www-cenerg.ensmp.fr/ease/photovoltaic.pdf

Информация "Тепловая обработка стали", интернет-ссылка:

http://www.zianet.com/ebear/metal/heattreat1.html

"Окружающая среда и устойчивое развитие: проблемы и возможности", интернет-ссылка:

http://www.british-energy.com/environment/downloadable_items/sustainable_development/environment_and_sustainable_development.doc

"Показатели воздействия транспорта на окружающую среду", интернет-ссылка:

http://itre.ncsu.edu/cte/indicators.PDF

Информация по "Устойчивости цемента", обращаться в Совет по окружающей среде при Concrete Organizations (ECCO) на вебсайте http://www.ecco.org

"Информация по электропотреблению/энергии солнечной радиации", интернет-ссылка:

http://www.eere.energy.gov/consumerinfo/refbriefs/v138.html

"Ссылки на данные по солнечной энергии (Северная Америка)", интернет-ссылка:

http://maps.nrel.gov/annualdir.html

Ссылки на данные по солнечной энергии (мировые), интернет-ссылка:

http://wrdc-mgo.nrel.gov/

Карта солнечной освещенности (Америка, Африка, Ближний Восток, Индонезия), интернет-ссылка:

http://www.atlanticsolar.com/technical/insol.htm

"Ветроэнергетическая система мощностью 4,5 мВт компании Enercon", интернет-ссылка:

http://www.enercon.de/englisch/produkte/fs_start_produkte.html

"Энергобаланс современных ветротурбин", интернет-ссылка:

http://www.windpower.dk/en/publ/enbal.pdf

Информация по "Низкоэнергетичные дома (в Швейцарии)", интернет-ссылка:

http://www.energienetz.ch/SonnenArchitektur/Text/Energieinfos/Energieinfos_index.html

4.0 Блок-схемы

Блок-схемы предоставляются для описания структуры модели.

4.1 Рис. 1: Обзор первого уровня 4.2 Рис. 2: Обзор второго уровня 4.3 Рис. 3: Подробный обзор 4.4 Рис. 4: Модель жилищных единиц 4.5 Рис. 5: Отходы / Концепция энергохозяйства