Годовой расход электроэнергии: Расчет годового расхода электроэнергии

Годовой расход электроэнергии | Проектирование электроснабжения

Сегодня будем считать готовой расход электроэнергии. Это будет полезно не только проектировщикам, но и всем домохозяйкам и домохозяинам поскольку каждый месяц мы платим за электроэнергию, поэтому должны знать и понимать откуда берутся такие цифры на счетчике.

В общем случае формула для расчета электроэнергии за год очень простая.

Чтобы посчитать годовой расход электроэнергии необходимо знать две величины: расчетную мощность и годовое число часов использования максимума.

W=P*T

W — годовой расход электроэнергии;

P — расчетная активная нагрузка, кВт;

T — годовое число часов использования максимума.

Годовое число часов использования максимума зависит от производства, сезонности, географического размещения и др.  Например,  летом электроэнергия расходуется на кондиционирование воздуха, зимой может расходоваться на обогрев, чем раньше темнеет, тем больше электроэнергии тратится на  электрическое освещение.

А сейчас разберем несколько интересных примеров.

1 Расчет электроэнергии потребляемой электрическим чайником.

У многих дома есть электрический чайник. Посчитаем, сколько кВт*ч потребляет чайник. Некоторые наверное думают, что лучше покупать чайник меньшей мощности, чтобы он потреблял меньше электроэнергии. Это все миф. Чайник меньшей мощность будет дольше нагревать воду, а электричество расходуется одно и то же. Чайник большей мощности, возможно, даже немного сэкономит электроэнергии за счет того, что быстрее нагреет, а это значит меньше времени будет нагреваться воздух вокруг чайника. Для чистоты эксперимента нужно два чайника разной мощности и электросчетчик. У кого есть можете проверить.

У меня чайник 1,8-2,2кВт (на чайнике написано), возьмем среднее значение 2,0кВт. 1л воды он нагрел за 200сек.

W=2*200/3600=0,11кВт*ч.

Если умножить полученное значение на стоимость 1 кВт*ч, то узнаем сколько денег стоит одно чаепитие.

2 Потребление электроэнергии компьютером.

Нашу жизнь уже трудно представить без компьютера. Сейчас попробуем приблизительно оценить расход электроэнергии, потребляемой компьютером за месяц.

В среднем компьютер потребляет 150-200 Вт Это примерно соответствует двум лампочкам накаливания по 100Вт. Допустим у нас компьютер работает каждый день по 5 часов.

W=0,2*30*5=30кВт*ч в месяц или  1кВт в день.

3 Годовой расход электроэнергии, потребляемой электромагнитным пускателем.

В электромагнитном пускателе (контакторе) имеется электромагнитная катушка, которая  в рабочем состоянии потребляет ток. В некоторых схемах пускатель может работать целый год, и все это время он будет потреблять электроэнергию. Посчитаем, какой получим расход электроэнергии за год эксплуатации.

Для расчета возьмем малогабаритный контактор на 9А. Мощность потребления катушки при удержании — 7ВА, cos=0,3.

W=0,007*0,3*8760=18,4кВт*ч. (изм.)

Честно говоря я слегка удивлен. Казалось всего 7ВА, а за год счетчик накрутит 18,4кВт*ч. Более крупные контакторы потребляют и до 20ВА. Такое не часто бывает, но вот в блоке АВР может быть. Из это можно сделать вывод: что учет должен быть выполнен выше блока АВР. Я раньше об этом даже и не задумывался.

Следите за обновлением, в ближайшем выпуске будем собирать блок АВР. 

Советую почитать:

Расход электроэнергии предприятием. Расчет расхода электроэнергии.

Электроэнергия служит для привода основного и вспомогательного оборудования, подъемно-транспортных устройств, средств автоматизации и механизации различных приспособлений, а также для питания нагревательных установок и сварочных аппаратов (см. сварка).

Электроэнергия в цех поступает от заводской трансформаторной подстанции (крупный цех имеет несколько подстанций). Силовая сеть трехфазная, частота 50 Гц, напряжение 380/220 В, осветительная сеть — напряжение 220 В.

Расчет расхода электроэнергии

Рассмотрим расчет расхода электроэнергии в цехе на примере кузнечного цеха.

При подсчете мощности и расхода электроэнергии внутри каждого отделения потребителей разбивают на группы по принципу однородности (например, группа прессов (см. гидравлические прессы, кривошипные прессы), группа молотов, группа холодновысадочных автоматов, группа ножниц, группа сварочного оборудования), а также по типоразмерам или по загруженности (например, прессы крупные, средние, мелкие или прессы весьма загруженные, среднезагруженные и тому подобное) и подсчет выполняется для каждой такой группы в отдельности.

Мощность каждого токоприемника берут по паспортным данным и указывают в кВт. Если в киловольтамперах (кВА), то мощность в кВт вычисляют по формуле:

N = S — cosφ,

где N — мощность, кВт;
S — мощность, кВА;
cosφ ≈ 0,85 — для кузнечных и холодноштамповочных цехов.

В технологической части проекта требуется определить:

• суммарную установленную в цехе мощность токоприемников;
• активную мощность по группам оборудования, имеющего однородный характер работы, а также суммарную активную мощность по всему цеху;
• годовой расход электроэнергии.

Суммарная установленная мощность по цеху N_цравна сумме мощностей N₁, N₂, N_n, требующихся для каждой единицы оборудования:

N_ц = N₁+ N₂+ N₃+ … + N_n = ΣN_n

N₁, N₂, N_n берут из ведомости оборудования. Потребляемая активная мощность данной группы Р_гр:

Р_гр= К_сΣN_гр

где К_с— коэффициент спроса, учитывающий полноту использования установленной мощности.

Для каждой группы К_симеет свое значение:
от 0,15 — краны, манипуляторы и прочее подъемно-транспортное оборудование;
0,35 — крупные прессы;
0,45 — молоты, ГКМ, КГШП;
до 0,75 — конвейеры, работающие непрерывно.

Активная мощность по всему цеху равно сумме мощностей отдельных групп:

Р = ΣР_гр

Годовой расход электроэнергии

Годовой расход электроэнергии по цеху Э_гравен сумме ее расходов по тем же отдельным группам оборудования Э_г.гр.:

Э_г = ΣЭ_г.гр.

При этом годовой расход электроэнергии в группе:

где Ф_об— эффективный годовой фонд времени оборудования, ч;
К₃ — коэффициент загрузки оборудования, %.

Годовой расход электроэнергии на освещение определяется путем подсчета мощности всех светильников и времени их работы с учетом коэффициента спроса.

6.3.5.1 Удельный годовой расход электрической энергии при наличии на объекте лифтов

Удельный годовой расход электрической энергии при наличии на объекте лифтов рекомендуется определять по формуле (11):

, (кВт·ч/кв. м) (11)
 
где:
 — совокупное потребление электрической энергии в календарном году t, кВт-ч;
St — среднегодовая полезная площадь здания (строения, сооружения) в календарном году t, кв. м;
 — удельный годовой расход электроэнергии лифтами класса энергоэффективности A в календарном году t, кВт·ч/кв. м, который определяется по формуле (12). Учет расхода электроэнергии лифтами класса энергоэффективности A является консервативным допущением и исключает объем электроэнергии, потребляемый высокоэффективным оборудованием.
 
, (кВт·ч/кв. м) (12)
 
где:
n — количество лифтов, единиц;
 — номинальная грузоподъемность лифта k, кг;
0,007854 — коэффициент для определения порогового суточного расхода электроэнергии для лифта класса энергоэффективности A при стандартных условиях <10>;
———————————
<10> По данным Приложения ДА (справочное). Пример расчета лифта, выпускаемого в обращение, на основе стандартных исходных данных при измерении в базовом цикле. ГОСТ Р 56420.2-2015 (ИСО 25745-2:2015). Национальный стандарт Российской Федерации. Лифты, эскалаторы и конвейеры пассажирские. Энергетические характеристики. Часть 2. Расчет энергопотребления и классификация энергетической эффективности лифтов.
 
 — число дней в календарном году t, когда работает лифт k;
St — среднегодовая полезная площадь здания (строения, сооружения) в календарном году t, кв. м.
 
Пример 11
В офисном здании совокупное потребление электрической энергии за год  тыс. кВт·ч; полезная площадь здания St = 2000 кв м.
В здании есть 2 лифта. Один лифт номинальной грузоподъемностью  кг, второй лифт номинальной грузоподъемностью  кг. Число дней работы офиса в году (дней когда работают лифты) .
Удельный годовой расход электроэнергии лифтами составит:
 
 кВт·ч/кв. м
 
Тогда удельный годовой расход электрической энергии равен:
 
 кВт·ч/кв. м
 
Годовой расход электроэнергии формула
Содержание
Введение
1 Производственная структура участка
2 Расчёт технико-экономических показателей
2.1 Расчёт годового расчёта электроэнергии
2.2 Расчёт стоимости за потребляемую электроэнергию
2.3 Расчёт сметы затрат на приобретение электрооборудования и производство монтажных работ
2.4 Расчёт численности ремонтного персонала
2.5 Расчёт собственных затрат предприятия по энергохозяйству
2.6 Расчёт расходов участка
3 Таблица, смета расходов участка
Вывод
Список литературы
Введение
Экономика предприятия — наука, изучающая варианты выбора эффективного ведения хозяйства на предприятии в условиях ограниченных ресурсов с целью удовлетворения потребностей. При этом критериями процесса производства продукции, и её реализации коммерческими предприятиями являются производство конкурентоспособной и рентабельной продукции, получение максимальной прибыли, обеспечение финансово-экономической стабильности предприятия и расширенного воспроизводство.
Заметим, что понятие «предприятие» находится в развитии. Наряду с этим понятием получают распространение понятия «организация», «фирма», «юридическое лицо». Мы же сохраняем понятие «предприятие» и название науки «экономика предприятия», поддерживая традиции отдавая дань более чем вековой истории изучения данного предмета не только у нас, но и за рубежом.
Имеется много попыток дать определение понятию «предприятие». Это понятие рассматривается с разных точек зрения: экономической, технической, социологической и правовой. С экономической точки зрения под предприятием следует понимать юридическое лицо, которое взаимодействует с экономической, технической, социальной системой, имеет обособленное имущество, вписано в экологическую среду, имеет задачи удовлетворения определенного спроса, располагает правом принятия самостоятельных решений и несет ответственность за риск.
Техническое понимание предприятия ставит в центр исследования его техническое оснащение как неотъемлемую часть производства. В социологическом понимании термина «предприятия» исходят из того, что на предприятии люди производят целенаправленные действия в определенном трудовом коллективе. Правовое толкование понятия «предприятия», зафиксированное в Гражданском кодексе Республики
Беларусь, сводится к тому, что под предприятием (как объектом прав) признается имущественный комплекс, используемый для осуществления предпринимательской деятельности. В состав предприятия входят все виды имущества, предназначенные для его деятельности.
В общем виде предприятие представляет собой имущественный комплекс, используемый для осуществления предпринимательской деятельности, в том числе земельные участки, здания, сооружения, оборудование, инвентарь, сырье, продукция, а также нематериальные активы — права на фирменные наименования, товарные знаки, знаки обслуживания.
Предприятие — самостоятельный хозяйствующий субъект, обладающий правами юридического лица, который на основе использования его имущества производит и реализует продукцию, выполняет работы и оказывает услуги Коммерческое предприятие независимо от формы собственности на средства производства и другое имущество действует на принципах коммерческого расчета.
Производственная структура участка
Сегодня будем считать готовой расход электроэнергии. Это будет полезно не только проектировщикам, но и всем домохозяйкам и домохозяинам поскольку каждый месяц мы платим за электроэнергию, поэтому должны знать и понимать откуда берутся такие цифры на счетчике.
В общем случае формула для расчета электроэнергии за год очень простая.
Чтобы посчитать годовой расход электроэнергии необходимо знать две величины: расчетную мощность и годовое число часов использования максимума.
W=P*T
W — годовой расход электроэнергии;
P — расчетная активная нагрузка, кВт;
T — годовое число часов использования максимума.
Годовое число часов использования максимума зависит от производства, сезонности, географического размещения и др. Например, летом электроэнергия расходуется на кондиционирование воздуха, зимой может расходоваться на обогрев, чем раньше темнеет, тем больше электроэнергии тратится на электрическое освещение.
А сейчас разберем несколько интересных примеров.
1 Расчет электроэнергии потребляемой электрическим чайником.
У многих дома есть электрический чайник. Посчитаем, сколько кВт*ч потребляет чайник. Некоторые наверное думают, что лучше покупать чайник меньшей мощности, чтобы он потреблял меньше электроэнергии. Это все миф. Чайник меньшей мощность будет дольше нагревать воду, а электричество расходуется одно и то же. Чайник большей мощности, возможно, даже немного сэкономит электроэнергии за счет того, что быстрее нагреет, а это значит меньше времени будет нагреваться воздух вокруг чайника. Для чистоты эксперимента нужно два чайника разной мощности и электросчетчик. У кого есть можете проверить.
У меня чайник 1,8-2,2кВт (на чайнике написано), возьмем среднее значение 2,0кВт. 1л воды он нагрел за 200сек.
Если умножить полученное значение на стоимость 1 кВт*ч, то узнаем сколько денег стоит одно чаепитие.
2 Потребление электроэнергии компьютером.
Нашу жизнь уже трудно представить без компьютера. Сейчас попробуем приблизительно оценить расход электроэнергии, потребляемой компьютером за месяц.
В среднем компьютер потребляет 150-200 Вт Это примерно соответствует двум лампочкам накаливания по 100Вт. Допустим у нас компьютер работает каждый день по 5 часов.
W=0,2*30*5=30кВт*ч в месяц или 1кВт в день.
3 Годовой расход электроэнергии, потребляемой электромагнитным пускателем.
В электромагнитном пускателе (контакторе) имеется электромагнитная катушка, которая в рабочем состоянии потребляет ток. В некоторых схемах пускатель может работать целый год, и все это время он будет потреблять электроэнергию. Посчитаем, какой получим расход электроэнергии за год эксплуатации.
Для расчета возьмем малогабаритный контактор на 9А. Мощность потребления катушки при удержании — 7ВА, cos=0,3.
Честно говоря я слегка удивлен. Казалось всего 7ВА, а за год счетчик накрутит 18,4кВт*ч. Более крупные контакторы потребляют и до 20ВА. Такое не часто бывает, но вот в блоке АВР может быть. Из это можно сделать вывод: что учет должен быть выполнен выше блока АВР. Я раньше об этом даже и не задумывался.
Следите за обновлением, в ближайшем выпуске будем собирать блок АВР.
Годовой расход электроэнергии электрооборудованием и осветительными установками проектируемого предприятия определяется по группам потребителей умножением расчётных активной (∑Pp) и реактивной (∑Qp) мощностей на годовое число использования максимума нагрузки, соответственно кВт×ч и квар×ч:
 = ; (8.9)
 = (8.10)
Где ∑WA, ∑ WP – годовой расход активной и реактивной энергий;
TMAX– годовое число часов использования максимума нагрузки, определяемое для силовой нагрузки умножением числа часов работы оборудования в год T на коэффициент использования максимальной нагрузки g.
Расчётное годовое время Т для технологического, санитарно-технического оборудования и оборудования вспомогательных цехов составляют 3576 часов; время использования максимума осветительной нагрузки TMAX составляет при односменной работе оборудования TMAX = 2000 часов.
Результаты расчётов сведены в таблицу 8.6.
Таблица 8.6 – Расчёт годового потребления электроэнергии
404


 Если вы хотите изменить свое местоположение, выберите другую страну в раскрывающемся списке.
 
Выберите страну



 
Algérie


 


 


 
Argentina


 


 


 
Armenia /  Հայաստան / Армения


 


 


 
Australia


 


 


 
Azərbaycan


 


 


 
Belgium / België / Belgique /


 


 


 
Bolivia


 


 


 
Bosna i Hercegovina


 


 


 
Brunei


 


 


 
Bulgaria / България


 


 


 
Denmark / Danmark


 


 


 
Deutschland


 


 


 
Egypt / مصر


 


 


 
España


 


 


 
Finland / Suomi


 


 


 
France


 


 


 
Gulf / خليج


 


 


 
Hrvatska


 


 


 
Indonesia


 


 


 
Ireland


 


 


 
Israel / ישראל


 


 


 
Italia


 


 


 
Korea


 


 


 
Kosova


 


 


 
Lietuva / Литва


 


 


 
Luxembourg


 


 


 
Magyarország


 


 


 
Malaysia


 


 


 
Maroc


 


 


 
Mauritius / Maurice


 


 


 
Myanmar


 


 


 
Netherlands / Nederland


 


 


 
New Zealand


 


 


 
Nigeria


 


 


 
Norway / Norge


 


 


 
Paraguay


 


 


 
Philippines


 


 


 
Polska


 


 


 
Portugal


 


 


 
România


 


 


 
Saudi Arabia / السعودية


 


 


 
Singapore


 


 


 
Slovenija


 


 


 
Slovensko


 


 


 
Sri Lanka


 


 


 
Sweden / Sverige


 


 


 
Tunisie


 


 


 
Türkiye


 


 


 
United Kingdom


 


 


 
United States of America


 


 


 
Uruguay


 


 


 
Việt Nam


 


 


 
Österreich


 


 


 
Česká republika


 


 


 
Ελλάδα


 


 


 
Македонија


 


 


 
Монгол улс


 


 


 
Россия


 


 


 
Србија


 


 


 
Україна/Украина/Ukraine


 


 


 
الشرق


 


 


 
ايران


 


 


 
ประเทศไทย


 


 


 
საქართველო


 


 


 
中国


 


 
 


 Продолжить

 

 
Расчет потребления электроэнергии: онлайн калькулятор
 Продаём сайт. Высылайте цену на почту
Количество бытовых приборов и гаджетов с каждым годом все увеличивается, поэтому оплата электроэнергии — важная строка расходов в семейном бюджете. Для грамотного планирования нагрузок на бюджет важно правильно рассчитывать расход электроэнергии. В этом вам поможет наш онлайн-калькулятор.
Учет электроэнергии
Электросчетчик — это специальный прибор учета электроэнергии переменного тока. Такие счетчики есть в каждом доме, и учитывают они не киловатты или амперы, а киловатт-часы. Итак, киловатт-час — внесистемная единица измерения, которая демонстрирует, какую мощность в киловаттах потребляет электроприбор за 1 час работы. Именно за киловатт-часы, которые регистрирует счетчик, мы платим производителю электроэнергии. Мы можем самостоятельно прикинуть средний дневной расход электроэнергии, чтобы спланировать свои траты на коммунальные услуги.
Вычисление потребляемой мощности
Все бытовые приборы имеют специальный шильдик или наклейку, где указаны основные электротехнические параметры. Чаще всего указывается максимальная мощность, которую прибор потребляет при пиковых нагрузках. Так как на максимум гаджеты и приборы работают лишь небольшую часть времени, то вы смело можете снизить среднюю мощность прибора на 25%. Пусть в квартире присутствуют следующие электроприборы:
Холодильник – 500 Вт;
Телевизор – 200 Вт;
Ноутбук – 400 Вт;
Стиральная машина – 2000 Вт;
Микроволновая печь – 900 Вт.
Это максимальный уровень потребления мощности из электросети. Причем, если телевизор в целом имеет ровное потребление, то стиральная машина потребляет разную мощность в зависимости от режима стирки. Зная, сколько примерно по времени в день или неделю работает каждый прибор, вы можете подсчитать киловатт-часы. Для этого выразите мощность в киловаттах и умножьте на среднее время работы:
Холодильник: 8 часов в день = 0,5 × 8 = 4 кВт/ч;
Телевизор: 2 часа в день = 0,2 × 2 = 0,4 кВт/ч;
Ноутбук: 6 часов в день = 0,4 × 6 = 2,4 кВт/ч;
Стиральная машина: 2 часа в неделю = 2 × 2 = 4 кВт/ч;
Микроволновая печь: 10 минут (0,16 часа) в день = 0,9 × 0,16 = 0,144 кВт/ч.
Для месячного расхода достаточно умножить каждое значение на 28. Стиральная машина работает 2 часа в неделю, а не в день, поэтому мощность «стиралки» умножим на 4. В итоге получим полный расход электроэнергии за месяц:
4 × 28 + 0,4 × 28 + 2,4 × 28 + 4 × 4 + 0,144 × 28 = 210,43
Таким образом, в неделю потребляется 210,43 кВт/ч электроэнергии. Зная стоимость одного кВт/ч легко подсчитать, сколько в месяц будет уходить на оплату электроэнергии. Однако не стоит забывать о таких гаджетах, как планшеты, электронные сигареты и мобильные телефоны. На них не указано, какую мощность потребляют эти устройства, но это легко узнать.
Определение мощности по потребляемому току
Как определить электропотребление мобильного устройства, если на нем не указана его максимальная мощность? Для этого требуется узнать напряжение и силу тока. Напряжение всех электросетей СНГ стандартное и составляет 220 В. Однако зарядные устройства используют напряжение силой всего 5 В.
Сила потребляемого тока может быть разной. Для мобильных телефонов или планшетов обычно используются зарядные устройства на 1 А, а для электронных парогенераторов (вейп-модов) — 2 А. Известно, что для полной зарядки устройства требуется в среднем 4 часа. Таким образом, мобильный телефон потребляет:
5 × 1 × 4 = 20 Вт∙ч,
а электронный парогенератор:
5 × 2 × 4 = 40 Вт∙ч
Следовательно, для зарядки мобильных устройств мы дополнительно тратим около 1 кВт/ч в месяц.
Наша программа использует подобный алгоритм расчета для определения расходов на электроэнергию. В данной статье мы вычисляли потребление энергии вручную. Калькулятор считает все автоматически. Вам потребуется только указать время работы в день/неделю/месяц и мощность выбранных электроприборов. После этого укажите стоимость одного кВт/ч в вашем регионе и нажмите кнопку «Рассчитать». Программа выдаст таблицу расхода электроэнергии и ее стоимость в день/неделю/месяц/год.
Вы также можете рассчитать стоимость электроэнергии по уже известному объему энергопотребления. Для этого выберите в меню калькулятора опцию «Потребление» и укажите потребление энергии в кВт/ч за 1 год. Например, если у вас есть распечатки поставщика электроэнергии за ваше потребление в течение предыдущего года, вы можете использовать это значение для работы нашего калькулятора.
Заключение
Оплата за электроэнергию — весомая строка коммунальных расходов. Для грамотного прогнозирования семейного бюджета рекомендуем использовать наш калькулятор расчета потребления электроэнергии, при помощи которого легко определить финансовые расходы на коммунальные услуги за определенный период времени.
Определение расхода электроэнергии. Расход активной электроэнергии. Расход реактивной электроэнергии
ТЕМА 4:

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
4.1. Расход активной электроэнергии. Расход электроэнергии за определенное время

 группой электроприемников, цехом или предприятием в целом является важнейшим

 интегральным показателем режима электропотребления. Определение расхода

 электроэнергии ведется как в условиях эксплуатации электроустановок, так и на

 любой стадии проектирования системы электроснабжения. Периоды, к которым

 относится расход электроэнергии, в зависимости от конечной цели расчета обычно

 принимаются равными году, месяцу или смене.
Для группы электроприемников количество потребленной

 активной электроэнергии Wt за время t может быть определено по

 выражению:
                                         

 (4.1)
где Kиt — среднее значение группового коэффициента

 использования за время t.

 При подсчете годового расхода активной энергии формула (4.1) принимает вид:
                           (4.2)
Учитывая выражения (5-7), можно последнее уравнение

 представить в виде:
                                    (4.3)
Если величина коэффициента сменности по

 энергоиспользованию а для данного вида производства неизвестна, а данные

 технологического задания позволяют оценить относительные загрузки других, менее

 загруженных смен, то годовой расход активной электроэнергии может быть

 определен по формуле:
                

 (4.4)
здесь Тг1 …, Тг4 — годовой фонд

 рабочего времени отдельных смен; b2, b3, b4, — относительные загрузки смен, определяемые

 соотношениями:
            (4.5)
в которых Рс2, Рс3 и Рс4

 выражают средние нагрузки менее загруженных смен. Коэффициент С в

 уравнении (5-16) учитывает работу в выходные дни, а также месячные и сезонные

 изменения нагрузки (С < 1). Для ориентировочных расчетов, например в

 проектном задании, годовой расход активной электроэнергии можно определить по

 простой формуле:
                                    

 (  4.6)
Годовое число часов использования максимума активной

 нагрузки ТМ а приводится в справочниках и отраслевых инструкциях

 проектных организаций. Числовые значения для некоторых производств даны также в

 приложении 2.
2. Расход реактивной электроэнергии. Годовой расход реактивной электроэнергии для

 электроприемников при отстающем токе определяется по формулам, аналогичным

 (5-14), (5-15) и (5-16), либо по выражению:
                                         

 (4.7)
где

 tgjсг соответствует средневзвешенному за год значению коэффициента мощности

 (соs

 jсг) данной группы потребителей или цеха, так что
При наличии в данной группе потребителей или цехе

 электроприемников, работающих с опережающим током (синхронных двигателей или компенсаторов,

 батарей статических конденсаторов), вырабатываемая ими реактивная энергия

 вычитается из годового количества реактивной энергии, потребляемой

 электроприемниками с отстающим током.
Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие рассмотренную

 здесь методику определения средней мощности за наиболее загруженную смену и

 годового расхода электроэнергии.
Пример. Номинальная мощность группы трехфазных электроприемников,

 приведенная к ПВ = 1, составляет Рн = 550 квт.

 Коэффициент использования по активной мощности, характерный для данной группы

 электроприемников, Ки = 0,6; коэффициент сменности по

 энергоиспользованию a = 0,75;
годовой

 фонд рабочего времени Тг = 5000 ч. Найти среднюю мощность за

 наиболее загруженную смену Рсм

 и годовой расход активной энергии.
Определяем среднесменную нагрузку:
По формуле (4.3):
Можно идти и другим путем, определив сначала

 среднегодовую мощность с помощью:
Так как
то из уравнения (4.2), получим
тот же самый результат. В данном случае первый путь

 проще.
Пример. Определить годовое потребление электроэнергии

 отдельными корпусами металлургического завода и средневзвешенные значения коэффициента

 мощности для этой группы потребителей за смену и за год. Исходные данные и

 результаты расчетов по формуле (4.3) представлены в табл. 4.1.
Таблица

 4.1
Информационный бюллетень по энергетической системе США
 | Центр устойчивых систем 
 Энергия играет жизненно важную роль в современном обществе, обеспечивая системы, которые удовлетворяют потребности человека, такие как средства к существованию, жилье, занятость и транспорт. В 2018 году США потратили 1,3 триллиона долларов на энергию, или 6,2% валового внутреннего продукта (ВВП).  1  При распределении по населению годовые затраты составили 3 891 доллар на человека.  1  Воздействие на окружающую среду, связанное с производством и потреблением энергии, включает глобальное изменение климата, кислотные дожди, опасное загрязнение воздуха, смог, радиоактивные отходы и разрушение среды обитания. 2  Сильная зависимость страны от ископаемых видов топлива (в первую очередь импортной сырой нефти) создает серьезные проблемы с точки зрения энергетической безопасности. Потенциальный выигрыш в энергоэффективности во всех секторах может быть нивелирован увеличением потребления — феномен, называемый эффектом отскока.  3 
 Энергопотребление в США: исторические и прогнозные значения 
 4,5 
 Образцы использования 
 Спрос 
 Население США составляет менее 5% населения мира.С. потребляет почти 17% мировой энергии и составляет 15% мирового ВВП. Для сравнения: в Европейском союзе проживает 7% населения мира, он использует 11% своей энергии и составляет 16% его ВВП, в то время как в Китае проживает 18% населения мира, он потребляет 24% своей энергии и составляет 18% ВВП.  6,7 
 Ежедневное потребление энергии на душу населения в США включает 2,6 галлона нефти, 9,7 фунтов угля и 255 кубических футов природного газа.  5,6 
 Ежедневное потребление электроэнергии жителями — 11.8 киловатт-часов (кВтч) на человека.  5,6 
 В 2019 году общее потребление энергии в США снизилось на 0,9% по сравнению с пиковыми уровнями 2018 года.  5 
 Энергопотребление в США по секторам, 2019 г. 
 5 
 Поставка 
 По текущим оценкам, 79% энергии в США в 2050 году будет приходиться на ископаемое топливо.  4 
 Прогнозируется, что потребление возобновляемой энергии будет увеличиваться в среднем на 1 год в год.9% в период с 2019 по 2050 год по сравнению с ростом общего энергопотребления на 0,3%. Согласно прогнозам, объемы производства солнечных батарей в жилых домах будут расти почти на 6% в год. При таких темпах возобновляемые источники энергии будут обеспечивать только 16% потребления энергии в США в 2050 году, что немного больше, чем сегодняшнее потребление возобновляемой энергии 11,4%.  4,5 
 Чистый импорт США удовлетворил 3% внутреннего спроса на нефть в 2019 году.  5  Прогнозируется, что к 2050 году этот показатель будет слегка отрицательным (чистый экспортер).  4  Канада, Мексика и Саудовская Аравия являются тремя крупнейшими зарубежными поставщиками U.Пачкаться.  8 
 На регион Персидского залива приходилось 11% импорта нефти США в 2019 году, и в нем сосредоточено 50% мировых запасов нефти.  7,8  Примерно 16% всех запасов находится только в Саудовской Аравии.  7  ОПЕК контролировала 18% нефти, импортированной США в 2019 году.  5 
 Энергопотребление в США по источникам, 2019 
 5 
 Воздействие жизненного цикла 
 Выбросы в атмосферу от сжигания ископаемого топлива являются основной экологической проблемой США.С. Энергетическая система. К таким выбросам относятся диоксид углерода (CO  2 ), оксиды азота, диоксид серы, летучие органические соединения, твердые частицы и ртуть.
 Утечка метана из цепочки поставок нефти и природного газа (скважины для гидроразрыва пласта, трубопроводы и т. Д.) Также вызывает озабоченность, поскольку оценивается в 13 миллионов метрических тонн (ММТ) в год, что эквивалентно 2,3% годовой валовой добычи природного газа в США. . При потенциале глобального потепления 28 эта утечка метана эквивалентна 364 млн т CO  2 , или 5.5% от общих выбросов CO  2  е в США в 2018 г.  9,10 
 Выбросы парниковых газов (ПГ) в США в 2018 году были на 3,7% больше, чем в 1990 году. 75% общих выбросов парниковых газов в США приходятся на сжигание ископаемого топлива в 2018 году.  9 
 Другие источники энергии также имеют последствия для окружающей среды. Например, проблемы, связанные с производством ядерной энергии, включают радиоактивные отходы и высокие потребности в энергии для строительства заводов и добычи урана; крупные гидроэлектростанции вызывают деградацию среды обитания и гибель рыбы; ветряные турбины изменяют ландшафты, что некоторым кажется непривлекательным, и могут увеличить смертность птиц и летучих мышей. 11 
 Выбросы парниковых газов в США, 2018 г. 
 9 
 (Миллион метрических тонн CO 
 2 эквивалента )
 Решения и устойчивые альтернативы 
 Потребляйте меньше 
 Снижение энергопотребления не только приносит пользу окружающей среде, но также может привести к экономии средств для частных лиц, предприятий и государственных учреждений.
 Проживание в домах меньшего размера, проживание ближе к работе и пользование общественным транспортом — это примеры способов сокращения энергопотребления.См. Информационные бюллетени CSS по личному транспорту и жилым домам, чтобы узнать о дополнительных способах сокращения энергопотребления.
 Повышение эффективности 
 Активное стремление к энергоэффективности может сократить выбросы углерода в США на 57% (2,500 млн т) к 2050 году.  12 
 Дополнительную информацию об энергоэффективности можно найти на сайтах следующих организаций:
 Увеличение количества возобновляемых источников энергии 
 Установленная ветроэнергетика в U.S. выросла на 10,5% в 2019 году, увеличившись до более чем 107 ГВт.  13,14  Если к 2030 году будет установлено 224 ГВт ветроэнергетических мощностей, количество, определенное как выполнимое в одном исследовании Министерства энергетики США, ветровая энергия будет удовлетворять 20% прогнозируемого спроса на электроэнергию.  15 
 Солнечные фотоэлектрические модули, покрывающие 0,6% территории США, могут обеспечивать всю национальную электроэнергию.  16 
 Поощрять поддерживающую государственную политику 
 В настоящее время США производят 15% мировых выбросов CO  2 , связанных с энергетикой.Согласно прогнозам, к 2035 году выбросы в США сократятся на 8% по сравнению с текущими уровнями.  4,17  Закон о принятии климатических мер сейчас, принятый Палатой представителей в мае 2019 года, потребует годового плана для обеспечения выполнения Соединенными Штатами заявленных целей в соответствии с Парижским соглашением о сокращении выбросов парниковых газов на 26-28% к 2025 году.  18  Закон еще не вынесен на голосование в Сенате.  19  Для сравнения, Соединенное Королевство поставило цель добиться нулевых выбросов парниковых газов к 2050 году. 20 
 В 2012 году были установлены новые стандарты производства автомобилей на 2017-2025 модельные годы, в соответствии с которыми корпоративные стандарты средней экономии топлива (CAFE) были повышены до 54,5 миль на галлон для новых легковых автомобилей в 2025 году. ) Правило транспортных средств пересмотрело стандарты CAFE до ежегодного повышения эффективности использования топлива на 1,5% до 2030 года, что соответствует среднему целевому показателю для всего парка в 40,5 миль на галлон. Первоначальное правило CAFE должно было сэкономить 4 миллиарда галлонов топлива, от 326 до 451 миллиарда долларов, и сократить выбросы CO  2  на 2 000 млн т.Новое правило БЕЗОПАСНОСТИ приведет к выбросам CO на 867-923 млн т больше, чем в случае CAFE.  21,22 
 Росту энергии ветра и биомассы способствовал федеральный налоговый кредит на производство (PTC) 2,5 ¢ / кВтч, а также государственные стандарты портфеля возобновляемых источников энергии (RPS), которые требуют, чтобы определенный процент электроэнергии был получен из возобновляемых источников. Срок действия PTC для ветра истекает 31 декабря 2020 года.  23  Тридцать семь штатов, округ Колумбия и четыре территории США имели стандарты или цели для портфеля возобновляемых источников энергии по состоянию на апрель 2020 года. 25 
 Федеральный налоговый кредит от 2500 до 7500 долларов предоставляется для электрических и гибридных электромобилей, приобретенных после 1 января 2010 года.  26 
 Домовладельцы могут получить налоговые льготы в размере до 26% от затрат на покупку и установку возобновляемых источников энергии в новых и существующих домах до 2021 года. К приемлемым возобновляемым технологиям относятся геотермальные тепловые насосы, солнечные водонагреватели и фотоэлектрические панели, небольшие ветряные турбины и топливные элементы для жилых домов. .  27 
 Штаты со стандартами портфеля возобновляемых источников энергии 
 24 
  кВтч  = киловатт-час.Один кВтч — это количество энергии, необходимое для загорания 100-ваттной лампочки в течение 10 часов. 
  Btu  = британская тепловая единица. Одна британская тепловая единица — это количество энергии, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 градус по Фаренгейту. 
  Квадратный  = квадриллион (10  15 ) британских тепловых единиц. One Quad эквивалентен годовому потреблению энергии десятью миллионами домохозяйств в США.
 Десять самых популярных электроприборов и способы их экономии 
 По мере роста потребления электроэнергии Spark Energy стремится снизить ваши расходы даже в самые экстремальные месяцы благодаря нашим планам энергоснабжения дома.По состоянию на ноябрь 2016 года средняя цена на электроэнергию в США составляет 0,131 доллара США за киловатт-час (кВтч). Фактически, это меньше, чем в прошлом году — в ноябре 2015 года цена составляла до 0,131 доллара за киловатт-час.
 В 2015 году, однако, среднее годовое потребление электроэнергии потребителем коммунальных услуг в США составило 10812 киловатт-часов (кВтч), в среднем 901 кВтч в месяц. Это означает, что средний бытовой потребитель электроэнергии платит за электроэнергию более 1416 долларов в год. В Луизиане было самое высокое годовое потребление электроэнергии на уровне 15 435 кВтч на бытового потребителя, а на Гавайях было самое низкое — 6 166 кВтч на бытового потребителя, с соответствующими переменными годовыми затратами.
 Это отличный показатель того, сколько жителей США регулярно пользуются популярной бытовой техникой, такой как телевизоры, стиральные и посудомоечные машины. Вот десять самых распространенных бытовых приборов, перечисленных в порядке энергопотребления:
  Центральный кондиционер (2 тонны):  1450 кВтч / месяц
  Водонагреватель (дом на 4 человека): 310 / кВтч / месяц
  Холодильник (17-20 куб. футов):  205 кВтч / месяц
  Осушитель:  75 кВтч / месяц
  Диапазон духовки:  58 кВтч / месяц
  Освещение 4-5 комнатное домашнее хозяйство : 50 кВтч / месяц
  Посудомоечная машина:  30 кВтч / месяц
  Телевидение:  27 кВтч / месяц
  Микроволновая печь:  16 кВтч / месяц
  Стиральная машина:  9 кВтч / месяц
 Сохранить Составьте список и отрегулируйте, сколько вы используете эти лучшие электроприборы, чтобы они не опустошили ваш банковский счет.В Spark Energy у нас есть множество других советов по энергосбережению:
 Закройте сквозняки на окнах
 Отрегулируйте температуру
 Найдите и устраните утечки
 Запланируйте регулярное обслуживание вашей системы отопления
 Снизьте расходы на нагрев воды с помощью меньше горячей воды
 Поддерживайте движение воздуха с помощью потолочных вентиляторов
 Отключите электроприборы или используйте удлинитель и переключатель включения / выключения, чтобы полностью отключить электропитание прибора, когда он выключен
 Есть много других способов уменьшить ваши затраты на электроэнергию.Начните экономить на электроэнергии, получив предложение от Spark Energy сегодня! Узнайте больше о наших услугах по электричеству и газу сегодня.
 Калькулятор эквивалента зеленой энергии — расчеты и справочная информация 
 На этой странице описаны расчеты, используемые для преобразования электроэнергии (киловатт-часов) в различные типы эквивалентов.
 Количество электроэнергии, использованной в американских домах за один год 
 По данным Управления энергетической информации США (EIA), среднее годовое потребление электроэнергии американским домохозяйством в 2019 году составило 10 649 кВтч, в среднем 877 кВтч в месяц (EIA 2020).Количество домов в США определяется делением годового количества закупаемой зеленой энергии в киловатт-часах (кВтч) на 10 649 кВтч.
 Расчет 
 Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] / [10 649 кВтч на дом в США в год].
  Источник 
 Ветряные турбины, работающие один год 
 В 2018 году средняя паспортная мощность ветряных турбин, установленных в США, составила 2 единицы.43 мегаватта (МВт) (DOE 2019a). Средний коэффициент ветроэнергетики в США в 2018 году составил 34,98 процента (DOE 2019b). Выработка электроэнергии от средней ветряной турбины определяется умножением средней паспортной мощности ветряной турбины в Соединенных Штатах (2,43 МВт) на средний коэффициент мощности ветра в США (0,3498) и на количество часов в году (8760 часов).
 Расчет 
 [средняя паспортная мощность 2,43 МВт] x [0,3498] x [8760 часов в год] x [1000 кВтч / МВтч] =  7,446,123  кВтч, вырабатываемых ежегодно от одной ветряной турбины.
 Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] / [ 7,446,123  кВтч / средняя турбина в год].
  Источники 
 Количество футбольных полей на солнечной энергии на один год 
 Количество полей для американского футбола, покрытых солнечными панелями, определяется путем деления годового количества зеленой энергии, закупаемой в киловатт-часах (кВтч), на 1287336 кВтч, что представляет собой расчетную годовую выработку электроэнергии на одном покрытом футбольном поле (включая конечные зоны) солнечными панелями PV.
 Расчет годовой производительности фотоэлектрической солнечной системы является функцией уравнения  E  =  A  *  r  *  H  *  PR , в котором:
 A = Общая площадь солнечных панелей (м  2 )
 r = КПД солнечной панели (%)
 H = среднегодовая солнечная радиация на наклонных панелях (без затенения)
 PR = КПД, коэффициент потерь (диапазон от 0,5 до 0,9)
 E = Энергия (кВтч)
 Коэффициенты для этого уравнения были определены в консультации со специалистами Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) на основе консервативных лучших оценок и использования инструмента Годовой технологической базовой линии (ATB) NREL и калькулятора PVWatts.На основе этих ресурсов NREL рекомендует следующие факторы:
 A = 5 353,36 м2 (109,7 м x 48,8 м = площадь поля для американского футбола, включая конечные зоны)
 r = 15,2% КПД солнечных панелей фотоэлектрического модуля (NREL 2019, Annual Technology Baseline, Солнечные распределенные коммерческие фотоэлектрические панели: коэффициент мощности для среднего местоположения со средними ресурсами, Канзас-Сити, Миссури)
 H = 1839,6 кВтч / м2 / год среднегодовая солнечная радиация для среднего местоположения со средними ресурсами, Канзас-Сити, Миссури (5.04 кВтч / м2 / день x 365 дней) (NREL 2020, PVWatts Calculator)
 PR = 86% коэффициент производительности (NREL 2020, PVWatts Calculator: 14% системных потерь)
 Расчет 
  Примечание: из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенном ниже уравнении, может не дать точных результатов. 
 [5 353,36 м2] x [0,152] x [1839,6 кВтч / м2.год] x [0,86] =  1 287 336 кВтч  расчетных годовых электроэнергии, вырабатываемой одним футбольным полем, покрытым солнечными фотоэлектрическими батареями.
 Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] / [1 287 336 кВтч / футбольное поле солнечной энергии / год].
  Источники 
 NREL (2019).  Годовой базовый уровень технологий на 2019 год . Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. https://atb.nrel.gov/electricity/data.html.
 NREL (2020).  Калькулятор PVWatts® . Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. https: // pvwatts.nrel.gov.
 Переписка с Нейтом Блэром, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) от 27.01.17.
 миль на автомобиле 
 На основании анализа сайта fueleconomy.gov (DOE 2020) и лучших консервативных оценок, средняя зарегистрированная эффективность (кВтч / 100 миль) для полностью электрических транспортных средств (модельный год 2011-2020) определена как 34 кВтч / 100 миль. . Количество миль, пройденных электромобилем, оценивается путем умножения годового количества зеленой энергии, закупаемой в киловатт-часах (кВтч), на [100 миль / 34 кВтч].
 Расчет 
 Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [[ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] * [100 миль] / [34 кВтч]].
  Источник 
 Индекс потребления энергии в биткойнах
 — Digiconomist 
 Индекс энергопотребления биткойнов предоставляет последнюю оценку общего энергопотребления сети биткойнов.
  НОВАЯ РЕЛИЗА:  «Истинная стоимость цифровых валют», отмечая, что «общий углеродный след Биткойна превышает общее сокращение выбросов парниковых газов электромобилей (51.9 млн т CO2 в 2020 г.) »и призывают к более комплексному взгляду на оценку внешних эффектов криптовалют (июнь 2021 г.).
  ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ:  Прочтите, как запрет на майнинг биткойнов в Китае влияет на оценки энергопотребления.
 Углеродный след
  64,18 млн т CO2 
Сравнимо с углеродным следом  Сербия и Черногория .
 Электроэнергетика
  135,12 ТВтч 
Сравнимо с энергопотреблением  Швеция .
 Отходы электроники
  6,40 узлов 
Сравнимо с образованием электронных отходов  Люксембург .
 Отпечатки одной биткойн-транзакции
 Углеродный след
  818,04 кгCO2 
Эквивалентно углеродному следу  1,813,063  транзакций VISA или  136,340  часов просмотра Youtube.
 Электроэнергетика
  1722,19 кВтч 
Эквивалентно потребляемой мощности в среднем U.С. домохозяйство свыше  59,03  дней.
 Электронные отходы
  81,60 грамма 
Эквивалентно весу  1,26 батареи  ‘C’ или  1,78  мячей для гольфа. (Дополнительную информацию об электронных отходах можно найти здесь.)
 * Предположения, лежащие в основе этой оценки энергопотребления, можно найти здесь. Здесь обсуждается критика и возможное подтверждение оценки. 
 ** Минимум рассчитывается на основе общего хешрейта сети, при условии, что единственная машина, используемая в сети, — Antminer S9 компании Bitmain (потребляет 1500 Вт каждая).13 февраля 2019 года минимальный тест был изменен на Antminer S15 от Bitmain (со средним скользящим значением 180 дней), за которым последовали Antminer S17e от Bitmain 7 ноября 2019 г. и Antminer S19 Pro от Bitmain 31 октября 2020 г. 
 *** Обратите внимание, что Индекс содержал совокупность биткойнов и биткойн-наличных (другие форки сети биткойнов не были включены). Последний удален 1 октября 2019 года.
 Знаете ли вы, что Биткойн работает в энергоемкой сети? 
 С момента своего создания консенсус Биткойн, направленный на минимизацию доверия, обеспечивался его алгоритмом доказательства работы.Машины, выполняющие «работу», при этом потребляют огромное количество энергии. Кроме того, энергия в основном поступает из ископаемого топлива. Индекс потребления энергии в биткойнах был создан, чтобы дать представление об этих суммах и повысить осведомленность о неустойчивости алгоритма доказательства работы.
 Для Ethereum был создан отдельный индекс, который можно найти здесь.
 Какие работы выполняют майнеры? 
 Новые наборы транзакций (блоков) добавляются в цепочку биткойнов примерно каждые 10 минут так называемыми майнерами.При работе с блокчейном майнеры не обязаны доверять друг другу. Единственное, чему должны доверять майнеры, — это код, запускающий Биткойн. Код включает несколько правил для проверки новых транзакций. Например, транзакция может быть действительной только в том случае, если отправитель действительно владеет отправленной суммой. Каждый майнер индивидуально подтверждает, соответствуют ли транзакции этим правилам, избавляя от необходимости доверять другим майнерам.
 Уловка состоит в том, чтобы заставить всех майнеров согласовать одну и ту же историю транзакций.Перед каждым майнером в сети постоянно стоит задача подготовить следующий пакет транзакций для блокчейна. Только один из этих блоков будет выбран случайным образом и станет последним блоком в цепочке. Случайный выбор в распределенной сети непрост, поэтому здесь на помощь приходит доказательство работы. В доказательстве работы следующий блок поступает от первого майнера, который производит действительный. Это легче сказать, чем сделать, поскольку протокол Биткойн очень затрудняет это для майнеров. Фактически, сложность регулярно регулируется протоколом, чтобы гарантировать, что все майнеры в сети будут создавать только один действительный блок каждые 10 минут в среднем.Как только одному из майнеров, наконец, удастся создать действительный блок, он проинформирует остальную часть сети. Другие майнеры примут этот блок, как только подтвердят, что он соответствует всем правилам, а затем отбросят любой блок, над которым они работали. Удачливый майнер получает вознаграждение в виде фиксированного количества монет вместе с комиссией за транзакции, относящиеся к обработанным транзакциям в новом блоке. Затем цикл начинается снова.
 Процесс создания действительного блока в значительной степени основан на методе проб и ошибок, когда майнеры каждую секунду предпринимают многочисленные попытки найти правильное значение для компонента блока, называемого «nonce», и надеются, что полученный завершенный блок будет соответствовать требованиям. (поскольку нет возможности предсказать результат).По этой причине майнинг иногда сравнивают с лотереей, в которой вы можете выбрать свои собственные числа. Количество попыток (хешей) в секунду определяется хешрейтом вашего майнингового оборудования. Обычно это выражается в гигахешах в секунду (1 миллиард хешей в секунду).
 Устойчивость 
 Непрерывный цикл майнинга блоков стимулирует людей во всем мире майнить биткойны. Поскольку майнинг может обеспечить солидный поток доходов, люди очень охотно запускают энергоемкие машины, чтобы получить от этого часть.С годами это привело к тому, что общее энергопотребление сети Биткойн выросло до эпических масштабов, поскольку цена валюты достигла новых максимумов. Вся сеть Биткойн теперь потребляет больше энергии, чем ряд стран. Если бы Биткойн был страной, его рейтинг был бы таким, как показано ниже.
 Помимо предыдущего сравнения, можно также сравнить энергопотребление Биткойна с некоторыми из крупнейших в мире энергопотребляющих стран. Результат показан ниже.
 Углеродный след 
 Самая большая проблема Биткойна, возможно, даже не в его огромном потреблении энергии, а в том факте, что большинство майнинговых предприятий в сети Биткойна расположены в регионах (в основном в Китае), которые в значительной степени полагаются на угольную энергию (либо напрямую, либо с целью балансировки нагрузки). .Проще говоря: «уголь питает биткойн» (Stoll, 2019).
 Размышления о том, как сократить выбросы CO2 в результате широкого внедрения Биткойн
 — halfin (@halfin) 27 января 2009 г.
 Поиск майнеров 
 Определение точного углеродного воздействия сети Биткойн на протяжении многих лет было сложной задачей. Не только нужно знать требования к мощности сети Биткойн, но также нужно знать, откуда эта мощность исходит. Местоположение майнеров — ключевой фактор, позволяющий узнать, насколько грязная или чистая энергия, которую они используют.
 Точно так же, как нелегко узнать, какие машины активны в сети Биткойн, определить местоположение тоже нелегко. Первоначально единственной доступной информацией для этого было общее мнение, что большинство майнеров находится в Китае. Поскольку нам известен средний коэффициент выбросов китайской сети (около 700 граммов эквивалента углекислого газа на киловатт-час), его можно использовать для очень грубого приближения углеродоемкости энергии, используемой для добычи биткойнов.Предполагая, что 70% добычи биткойнов происходит в Китае и что 30% добычи полностью чисты, это дает средневзвешенную углеродоемкость 490 гCO2экв / кВтч. Это число впоследствии может быть применено к оценке энергопотребления сети Биткойн, чтобы определить ее углеродный след.
 Более подробная смета 
 Позже более детальная информация стала доступна в Глобальном сравнительном исследовании криптовалют, проведенном Гарриком Хайлманом и Мишелем Раухсом за 2017 год.В этом исследовании они определили объекты, представляющие примерно половину всей скорости хеширования биткойнов, с общим (нижним пределом) потреблением 232 мегаватт. На китайские горнодобывающие предприятия приходилось около половины этого объема с нижним пределом потребления в 111 мегаватт. Эта информация может быть использована для получения более точного представления о коэффициенте выбросов углерода в граммах эквивалента диоксида углерода на киловатт-час (гCO2экв / кВтч), который применяется к электричеству, используемому для добычи полезных ископаемых.
 В таблице ниже приводится разбивка энергопотребления горнодобывающих предприятий, исследованных Hileman и Rauchs.Применяя коэффициенты выбросов для сети соответствующей страны, мы обнаруживаем, что сеть Биткойн имела средневзвешенную углеродоемкость 475 гCO2экв на потребленный кВтч. (Это число в настоящее время применяется для определения углеродного следа сети Биткойн на основе Индекса потребления энергии Биткойн.)
 Местоположение
 Потребляемая мощность (мегаватты)
% обследованных объектов
 Углеродоемкость (гCO2экв / кВтч)
 Китай
 111
 47.60
 711
 Грузия
 60
 25.80
 231
 США
 27
 11,60
 489
 Канада
 18
 7,70
 158
 Швеция
 10
 4,3
 13
 Исландия
 5
 2,1
 0
 Эстония
 2
 0.90
 793
  Итого / среднее взвешенное b> 
  233 b> 
  100,00 b> 
  475 b> 
 Углеродоемкость по регионам 
 Можно утверждать, что определенные места в перечисленных странах могут предложить менее углеродоемкую энергию. В 2018 году биткойн-компания Coinshares предположила, что большинство китайских майнинговых предприятий расположены в провинции Сычуань и используют дешевую гидроэнергетику для добычи биткойнов.Однако последующие исследования так и не смогли подтвердить это утверждение и / или не обнаружили обратного. Столкнувшись с этими доказательствами, ведущий автор статьи Coinshares вынужден был признать, что были допущены «ошибки».
 Основная проблема здесь заключается в том, что производство гидроэлектроэнергии (или возобновляемых источников энергии в целом) далеко не постоянное. В частности, в провинции Сычуань средняя мощность производства электроэнергии в сезон дождей в три раза выше, чем в сухой сезон. Из-за этих колебаний в выработке гидроэлектроэнергии биткойн-майнеры могут использовать дешевую гидроэлектроэнергию только в течение ограниченного периода времени.
 В исследовании под названием «Углеродный след биткойнов» (Столл и др., 2019) должным образом учитываются эти региональные различия (при этом также вводится новый метод локализации майнеров на основе IP-адресов), но при этом определяется средневзвешенная углеродоемкость. 480-500 гCO2экв на кВтч для всей сети Биткойн (в соответствии с предыдущими и более приблизительными оценками).
 Используя аналогичный подход, Кембридж в 2020 году представил более подробную информацию о локализации биткойн-майнеров с течением времени.Нанося эти данные на диаграмму и добавляя цвета на основе углеродоемкости соответствующих энергосистем, мы можем выявить значительную добычу полезных ископаемых в сильно загрязняющих регионах мира во время засушливого сезона в Китае (как показано ниже). Таким образом, в годовом исчислении средний вклад возобновляемых источников энергии остается низким. Когда Кембридж впоследствии опросил горняков (также в 2020 году), респонденты указали, что только 39% их общего энергопотребления фактически приходятся на возобновляемые источники энергии.
 Ключевые проблемы использования возобновляемых источников энергии 
 Важно понимать, что, хотя возобновляемые источники энергии являются непостоянным источником энергии, биткойн-майнеры имеют постоянную потребность в энергии.Биткойн-майнер ASIC после включения не будет выключен до тех пор, пока не выйдет из строя или не станет неспособным добывать биткойны с прибылью. Из-за этого биткойн-майнеры увеличивают потребность в базовой нагрузке в сети. Они не просто потребляют энергию при избытке возобновляемых источников энергии, но по-прежнему нуждаются в энергии во время производственного дефицита. В последнем случае майнеры биткойнов исторически заканчивали тем, что использовали энергию на основе ископаемого топлива (которое, как правило, является более стабильным источником энергии).
 Дальнейшее обоснование того, почему Биткойн и возобновляемые источники энергии подходят для худшего совпадения, можно найти в рецензируемой академической статье «Возобновляемая энергия не решит проблему устойчивости Биткойна», опубликованной на Joule.Поскольку изменение климата приводит к нестабильности производства гидроэлектроэнергии в таких местах, как Сычуань, вряд ли ситуация улучшится в будущем.
 Сравнение энергопотребления Биткойна с другими платежными системами 
 Чтобы оценить энергию, потребляемую сетью Биткойн, мы можем сравнить ее с другой платежной системой, например, с VISA. По данным VISA, компания потребила в общей сложности 740 000 гигаджоулей энергии (из различных источников) во всем мире для всех своих операций.Это означает, что VISA нуждается в энергии, равной примерно 19 304 домохозяйствам в США. Мы также знаем, что VISA обработала 138,3 миллиарда транзакций в 2019 году. С помощью этих цифр можно сравнить обе сети и показать, что биткойн чрезвычайно энергоемкий на транзакцию, чем VISA. Разница в углеродоемкости на транзакцию еще больше (см. Следы), поскольку энергия, используемая VISA, относительно «зеленее», чем энергия, используемая сетью майнинга биткойнов. Углеродный след на транзакцию VISA составляет всего 0.45 граммов CO2eq.
  Сравнение электроэнергии 
  1,158,710 
Количество  транзакций VISA , которые могут быть обеспечены энергией, потребляемой для одной транзакции биткойнов  в среднем  (1722,19 кВтч).
  Сравнение углеродного следа 
  1,813,063 
Количество  транзакций VISA  с углеродным следом, равным объему одной транзакции биткойнов   (818.04 кгCO2) с учетом соответствующего баланса энергии  .
 Конечно, VISA не совсем подходит для глобальной финансовой системы. Но даже сравнение со средней безналичной транзакцией в обычной финансовой системе все же показывает, что средняя биткойн-транзакция требует в несколько тысяч раз больше энергии.
 Ограниченная масштабируемость приводит к чрезмерному увеличению объема транзакций 
 Одна ключевая причина, по которой выбросы CO2 на транзакцию Биткойн могут быть такими экстремальными, заключается в том, что базовая цепочка блоков не только построена на энергозатратном алгоритме, но и чрезвычайно ограничена с точки зрения возможностей обработки транзакций.Блок для блокчейна Биткойна может содержать 1 мегабайт данных. Поскольку новый блок будет генерироваться в среднем только один раз в 10 минут, этот лимит данных не позволяет сети обрабатывать более 7 транзакций в секунду. Таким образом, при самом оптимистичном сценарии Биткойн теоретически может обрабатывать около 220 миллионов транзакций ежегодно. Между тем, глобальная финансовая система обрабатывает более 700 миллиардов цифровых платежей в год (а такой поставщик платежей, как VISA, может обрабатывать более 65000 платежей в секунду, если это необходимо).Максимальная транзакционная емкость Биткойна составляет всего 0,03% от этого (быстро растущего) числа. Это меньше, чем общее количество электронных платежей, обрабатываемых в такой стране, как Венгрия (более 300 миллионов в год), даже если не учитывать, что наличные деньги по-прежнему составляют две трети всех платежных транзакций здесь. С таким невероятно низким лимитом Биткойн просто неспособен достичь какой-либо формы массового принятия в качестве глобальной валюты и / или платежной системы. В отличие от лимита транзакций сети, потребление энергии в сети не ограничено.Цена биткойнов является основным фактором воздействия сети на окружающую среду, и нет предела тому, насколько высока она. Из-за этого сеть Биткойн может потреблять в несколько раз больше электроэнергии, чем вся Венгрия (которая потребляет 43 ТВт-ч ежегодно).
 К сожалению, для Биткойна также нет реального решения этой проблемы масштабируемости. Сторонники цифровой валюты утверждают, что так называемые решения второго уровня, такие как Lightning Network, помогут масштабировать Биткойн, отвергая при этом, что заставить такое решение работать в значительном масштабе практически невозможно.Чтобы в первую очередь переместить любую сумму средств в Lightning Network, по-прежнему требуется транзакция финансирования в основной сети. Сети Биткойн потребуется 35 лет, чтобы обработать одну транзакцию финансирования для всех 7,7 миллиарда человек (2021 год) на этой планете, игнорируя при этом любое другое возможное использование основной сети и дальнейший рост населения. Единственное практическое решение проблемы масштабируемости Биткойна до сих пор заключалось в использовании доверенных третьих сторон, поскольку они могут обрабатывать транзакции внутри себя без необходимости фактического использования цепочки биткойнов.Очевидная проблема заключается в том, что он просто заново изобретает систему, которая у нас уже есть.
 Другая перспектива 
 Из-за вышеупомянутых проблем масштабируемости часто утверждается, что Биткойн больше похож на «цифровое золото», чем на платежную систему. Следовательно, мы также можем сравнить добычу биткойнов с добычей золота. Ежегодно добывается около 3 531 тонны золота, а общие выбросы составляют 81 миллион метрических тонн CO2. Сравнивая это с углеродоемкостью добычи биткойнов, мы можем заметить, что последняя превышает таковую при добыче настоящего золота (см. Ниже).Обратите внимание, что это включает в себя плату за добычу, которую нельзя сравнивать с добычей настоящего золота (поскольку нам придется закапывать добытое ранее золото обратно в землю). Точно так же сравнение также ошибочно, потому что мы можем прекратить добычу настоящего золота, тогда как Биткойн просто перестанет существовать без активного майнинга.
  След от добычи золота 
  13 тонн CO2 
Углеродный след добытого золота на один биткойн.
  След добычи биткойнов 
  211 тонн CO2 
Углеродный след одного добытого биткойна (вкл.сборы).
 Кто-то может возразить, что это просто цена транзакции, для которой не требуется доверенная третья сторона, но эта цена не должна быть такой высокой, как будет обсуждаться ниже.
 Альтернативы 
 Proof-of-work был первым консенсусным алгоритмом, которому удалось зарекомендовать себя, но это не единственный консенсусный алгоритм. В последние годы разрабатываются более энергоэффективные алгоритмы, такие как доказательство доли владения. В Proof-of-Stake владельцы монет создают блоки, а не майнеры, поэтому им не нужны энергоемкие машины, производящие как можно больше хэшей в секунду.Из-за этого потребление энергии Proof-of-Stake незначительно по сравнению с Proof-of-Work. Биткойн потенциально может переключиться на такой алгоритм консенсуса, что значительно улучшит экологическую устойчивость. Подсчитано, что переход на Proof-of-Stake может сэкономить 99,95% энергии, которая в настоящее время требуется для работы системы на основе Proof-of-Work.
 Модель энергопотребления и основные допущения 
 Несмотря на то, что общий хешрейт сети можно легко вычислить, невозможно сказать, что это означает с точки зрения энергопотребления, поскольку нет центрального регистра со всеми активными машинами (и их точным потреблением энергии).В прошлом оценки энергопотребления обычно включали предположение о том, какие машины все еще были активны и как они были распределены, чтобы получить определенное количество ватт, потребляемых на гигахеш / сек (GH / s). Подробное изучение реальной биткойн-шахты показывает, почему такой подход, безусловно, приведет к недооценке энергопотребления сети, поскольку он игнорирует важные факторы, такие как надежность оборудования, климатические условия и затраты на охлаждение. Таким образом, такой произвольный подход привел к широкому набору оценок энергопотребления, которые сильно отличаются друг от друга, иногда без учета экономических последствий выбранных параметров.Таким образом, индекс потребления энергии в биткойнах предлагает решить проблему и подойти к энергопотреблению с экономической точки зрения.
 Индекс основан на предположении, что доход и затраты майнеров связаны. Поскольку затраты на электроэнергию являются основным компонентом текущих затрат, из этого следует, что общее потребление электроэнергии в сети Биткойн также должно быть связано с доходом майнеров. Проще говоря, чем выше доходы от майнинга, тем больше энергоемких машин можно поддерживать.Как Индекс потребления энергии биткойнами использует доход майнеров для получения оценки энергопотребления, подробно объясняется здесь (также в рецензируемой академической литературе здесь) и резюмируется в следующей инфографике:
 Прибыль и (оценочные) расходы майнеров биткойнов выглядят следующим образом:
 Годовой доход
  $ 9,592,267,266 
Общая сумма вознаграждений за майнинг (включая комиссии) в год.
 Ann. Затраты на электроэнергию
  $ 6,755,868,299 
При фиксированной ставке  5 центов за киловатт-час .
 Процент затрат
  70,43% 
Расчетное соотношение затрат на электроэнергию к общему доходу майнеров.
 Обратите внимание, что можно прийти к разным выводам, применяя разные допущения (здесь доступен калькулятор, позволяющий проверять разные допущения). Выбранные допущения были выбраны таким образом, чтобы их можно было рассматривать как интуитивно понятные и консервативные на основе информации о реальных горных работах. В конце концов, цель Индекса состоит не в том, чтобы произвести точную оценку, а в том, чтобы произвести экономически достоверную повседневную оценку, которая является более точной и надежной, чем оценка, основанная на эффективности выбранных горнодобывающих машин.
 Потребление энергии по странам 2021 
 Мало кто может утверждать, что электричество не является одним из величайших изобретений нашего мира. В конце концов, электричество позволяет освещать наши дома без свечей или фонарей, позволяет нам смотреть телевизор и даже используется для зарядки или питания компьютера или смартфона, которые вы используете, чтобы прочитать это.
 У электричества есть свои преимущества, но есть и недостатки. Это включает в себя потребность в крупной дорогостоящей инфраструктуре, миллионах проводов и кабелей и опасностях в доме, таких как электрические пожары.Электростанции также создают загрязнение, которое ухудшает качество воздуха, которым мы дышим, а также способствует глобальному потеплению.
 В этой статье мы собираемся изучить основных потребителей электроэнергии по всему миру. Первое место в этом списке занимает Китай. По данным за 2017 год, Китай ежегодно потребляет более 6,3 триллиона киловатт энергии в час. Однако самое высокое потребление энергии на душу населения не в Китае. Вместо этого эта честь достается Исландии. В целом Исландия занимает 73-е место в мире по общему потреблению энергии, составляющему 17 миллиардов киловатт в час в год.Однако среднее потребление энергии на душу населения составляет около 50 613 человек в год. Сравните это с Китаем, в котором гораздо больше населения и среднее потребление энергии составляет 4 475 киловатт на человека в год.
 Соединенные Штаты являются вторым по величине потребителем электроэнергии в мире, ежегодно потребляя более 3,9 триллиона киловатт в час. Другие страны, которые используют не менее 1 триллиона киловатт в час в год, включают Россию и Индию.
 Другие страны с высоким уровнем потребления электроэнергии включают (перечислены в порядке наибольшего количества киловатт в час в год):
 С другой стороны, есть страны, которые в целом потребляют очень мало электроэнергии.Самым низким является сектор Газа, который потребляет около 200 000 киловатт в час в год. Другие страны с низким потреблением энергии включают:
 Энергопотребление в США 
 Энергетический баланс 
  Динамика выбросов CO2 с 1960 по 2018 год в млн тонн 
 Производственные мощности на один источник энергии 
 Приведенные производственные мощности по электроэнергии имеют теоретическое значение, которое может можно получить только в идеальных условиях.Они измеряют количество генерируемой энергии, которое могло бы быть достигнуто при постоянном и полном использовании всех мощностей всех электростанций. На практике это невозможно, потому что, например, солнечные коллекторы менее эффективны под облаками. Также ветряные и гидроэлектростанции не всегда работают с полной нагрузкой. Все эти значения полезны только по отношению к другим источникам энергии или странам.
 Тенденция к возобновляемым источникам энергии 
 Во всем мире наблюдается явно заметный, но медленный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, а также геотермальной энергии.Всего 20 лет назад около половины энергии в США приходилось на сжигание угля. В то время как большинство европейских стран переходят на возобновляемые источники энергии, в США их заменила добыча природного газа — еще одного ископаемого топлива. В США почти нет государственных программ субсидирования использования возобновляемых источников энергии. Вместо этого отдельные штаты (особенно Калифорния) решили принять политику региональных субсидий. Первоначально президент Трамп уделял приоритетное внимание ядерной энергии и добыче угля, но добыча природного газа становилась все более жизнеспособной.Кроме того, начиная с нефтяного кризиса 1973 года, уже было принято во внимание, что запасы нефти и газа, расположенные в основном в Техасе, скоро будут исчерпаны.
 Что касается энергии ветра и солнца, США имеют значительное преимущество благодаря своему географическому положению. Большие участки земли внутри необитаемы и подходят для крупных фотоэлектрических и ветроэнергетических парков. В солнечных штатах Аризона, Колорадо, Флорида и Нью-Мексико несколько энергетических компаний решили закрыть старые угольные электростанции, а не заменять их электростанциями, работающими на природном газе.Вместо этого они полагаются на огромные ветряные и солнечные фермы из соображений стоимости. Tucson Electric Power планирует закрыть все угольные электростанции к 2031 году. Имея мощность более 300 000 терраватт, энергия ветра в настоящее время составляет наибольшую долю возобновляемой энергии.
 Однако проблема, особенно в огромной стране Соединенных Штатов, заключается в значительных потерях в линии, которые возникают, когда электричество передается по кабелям на сотни или даже тысячи километров. В то время как степи, пустыни и соленые озера подходят для крупных ветряных электростанций и электростанций, потребители находятся далеко.Общие воздушные линии имеют напряжение 380 кВ на большие расстояния. В зависимости от расстояния между линиями и изоляцией по-прежнему наблюдаются потери в однозначном процентном диапазоне на 100 км.
 Использование возобновляемых источников энергии 
 Возобновляемые источники энергии включают источники энергии ветра, солнца, биомассы и геотермальной энергии. Это означает, что все источники энергии обновляются за короткое время или постоянно доступны. Энергия гидроэнергетики лишь частично является возобновляемой энергией. Это, безусловно, относится к речным или приливным электростанциям.В противном случае многочисленные плотины или водохранилища также образуют смешанные формы, например закачивая воду в свои резервуары ночью и извлекая из них энергию днем, когда существует повышенный спрос на электроэнергию. Поскольку невозможно точно определить количество произведенной энергии, все энергии гидроэнергетики отображаются отдельно.
 В 2015 году на возобновляемые источники энергии приходилось около 8,7 процента фактического общего потребления в Соединенных Штатах. На следующей диаграмме показана процентная доля с 1990 по 2015 год:
 Производство и потребление энергии 
 Энергия  
 
 
  Общее производство энергии
 относит  к общему объему производства
 первичной энергии всеми энергопроизводящими предприятиями страны в заданном
 промежуток времени.Это комплексный индикатор, показывающий емкость, масштаб,
 состав и развитие энергетики страны. Производство
 первичной энергии включает уголь, сырую нефть, природный газ, гидроэнергетику.
 и электричество, произведенное с помощью ядерной энергии и других средств, таких как энергия ветра
 и геотермальная энергия. Однако исключает производство топлива с низкой
 теплотворная способность, биоэнергия, солнечная энергия и преобразованная вторичная энергия
 от первичной энергии.
  Общее внутреннее потребление энергии относится к общему потреблению 
 различных видов энергии по отраслям материального производства, нематериальные
 производственные секторы и домохозяйства в стране в заданный период времени. Это
 является комплексным индикатором, показывающим масштаб, состав и развитие
 потребление энергии. Общее потребление энергии включает уголь, сырую
 нефть и продукты из них, природный газ и электричество,
 Однако исключает потребление топлива низкой теплотворной способности, биоэнергетики.
 и солнечная энергия.Общее внутреннее потребление энергии можно разделить на три
 части: конечное потребление энергии, потери в процессе преобразования энергии,
 и потеря энергии.
 (1) Финал
 Энергопотребление: это относится к общему потреблению энергии по материалам.
 производственных секторов, секторов нематериального производства и домашних хозяйств в
 страна (регион) в данный период времени, но исключает потребление в
 преобразование первичной энергии во вторичную и потери в
 процесс преобразования энергии.
 (2) Потери в процессе преобразования энергии: это относится к
 общий ввод различных видов энергии для преобразования, за вычетом общей мощности
 различных видов энергии в стране за определенный период времени. Это
 индикатор, показывающий потери, возникающие в процессе преобразования энергии.
 (3) Энергия
 Потеря: Это относится к общей потере энергии во время прохождения энергии.
 транспортировка, распространение и хранение, а также убытки по любой объективной причине
 в заданный период времени.Потеря различных видов газа из-за газа
 сбросы и инвентаризация исключены.
  Коэффициент эластичности производства энергии —  показатель, показывающий
 взаимосвязь между темпами роста производства энергии и темпами роста
 народного хозяйства. Формула:
 Эластичность
 Коэффициент производства энергии = среднегодовой темп роста производства энергии / средний
 Годовой темп роста национальной экономики
 среднегодовые темпы роста национальной экономики можно показать валовой
 национальный продукт, валовой внутренний продукт и другие показатели в зависимости от
 цели или потребности.Валовой внутренний продукт используется при расчете
 соотношение в этой главе.
  Коэффициент эластичности электричества
 Производство 
 индикатор, показывающий взаимосвязь между темпами роста электроэнергии
 производство и темпы роста национальной экономики. Вообще говоря,
 темпы роста производства электроэнергии должны быть выше, чем у
 народное хозяйство.
 Его
 формула:
 Эластичность
 Коэффициент производства электроэнергии = среднегодовой темп роста электроэнергии
 Производство / Среднегодовые темпы роста национальной экономики
  Коэффициент эластичности потребления энергии —  индикатор, показывающий
 взаимосвязь между темпами роста энергопотребления и темпами роста
 народного хозяйства.Формула:
 Эластичность
 Коэффициент потребления энергии = среднегодовой темп роста потребления энергии
 Среднегодовые темпы роста национальной экономики
  Коэффициент эластичности потребления электроэнергии — это  показатель, показывающий
 взаимосвязь между темпами роста потребления электроэнергии и ростом
 темп национальной экономики. Формула:
 Эластичность
 Коэффициент потребления электроэнергии = среднегодовой темп роста электроэнергии
 Среднегодовые темпы роста национальной экономики
  Эффективность обработки и преобразования энергии означает  как отношение общего выхода энергии
 продукты различных видов после обработки и переработки и общий ввод
 энергии различных видов для обработки и преобразования в одном справочнике
 период.Это важный индикатор, показывающий текущее состояние энергетики.
 технологическое и конверсионное оборудование, производственная техника и менеджмент. В
 формула:
 Эффективность использования энергии
 Обработка и преобразование = (Выход энергии после обработки &
 Преобразование / Ввод энергии для обработки и преобразования) 100%
 .