Libmonster ID: UA-1770

 Автор: П. П. БЕЗРУКИХ

Кандидат технических наук П. П. БЕЗРУКИХ, начальник управления Министерства энергетики РФ

В последнее время интерес к возобновляемым источникам энергии резко возрос. В первую очередь это связано с надвигающимся энергетическим кризисом. Действительно, балансовые запасы нефти на планете составляют сегодня всего 400 млрд. т, а ежегодная ее добыча - около 3 млрд. т. То есть с учетом современных технологий разработки месторождений и при существующих ценах на нефть этих запасов хватит максимум на 50 - 75 лет. Аналогичная ситуация и с природным газом. И только угля хватит примерно на 400 - 500 лет. Вывод напрашивается сам собой: необходимо максимально быстро развивать возобновляемую энергетику.

Создание и использование возобновляемых источников энергии актуально для всех государств. Для одних, особенно промышленно развитых, зависящих от импорта топливно-энергетических ресурсов, - это прежде всего энергетическая безопасность. Для других, богатых природными ресурсами, наоборот, - важнее экологическая составляющая. Для развивающихся же стран наиболее существенен быстрый, надежный и экологичный путь развития промышленности, одновременно обеспечивающий улучшение социально- бытовых условий населения. Ну, а человечеству в целом использование возобновляемых источников энергии гарантирует выход на устойчивую траекторию развития. По данным Международного энергетического агентства (IEA) общее энергопроизводство в мире в 1999 г. достигло 10,64 млрд. т в нефтяном эквиваленте, или 15,2 млрд. т условного топлива (усл. т.). Доля же истощаемых его видов составила 81,3% или 12,63 млрд. т усл. т. Вместе с тем, по оценкам экспертов, мировой экономический потенциал возобновляемых источников энергии равен 19,5 млрд. т усл. т. Выходит, он в 1,55 раза больше, чем ежегодная добыча истощаемого топлива. Однако, к примеру, в 1999 г. в странах Европейского Союза доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии (без гидростанций) составила 2,69%, в США - 2,21, в России - 0,24%. А к 2010 г. в ЕС поставлена цель получить 22% электроэнергии с помощью возобновляемых источников.

Каковы же состояние и перспективы развития отдельных видов возобновляемых источников энергии?

МАЛАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА

Сначала отметим, что по российской классификации к микро-ГЭС относят станции или отдельные агрегаты мощностью до 100 кВт включительно, а к малым - от 100 кВт до 30 МВт. В настоящее время на всей планете они вырабатывают порядка 10% (70 ГВт в 2000 г.) электроэнергии от производимой на больших ГЭС.

Гидроэнергетика, имеющая уже вековую историю, - одно из самых эффективных направлений использования возобновляемых источников энергии. При удельной стоимости создаваемой в малой гидроэнергетике единицы мощности ГЭС 1200 - 3000 долл./кВт, цена на элект-

стр. 25


роэнергию - в пределах 3 - 5 центов за кВт/ч.

По данным Госкомстата, в России в 2000 г. было 59 малых гидростанций. Их общая установленная мощность равнялась 513 МВт, а годовая выработка электроэнергии составляла 2,3 млрд. кВт/ч.

В ближайшие годы ведущую роль в развитии малой гидроэнергетики станут играть Россия, Китай, Индия, страны Латинской Америки. И Европа тоже рассчитывает увеличить производство электроэнергии на таких ГЭС. В нашей стране в этой связи предстоит решить следующие задачи: найти конструктивные решения, обеспечивающие работу ГЭС на небольших реках в зимний период; обосновать возможности функционирования малых станций в условиях глубокого промерзания русла этих водопотоков; создать свободнопоточные погружные и наплавные микро-ГЭС мощностью 1,2, 5,10 кВт; разработать конструктивные и схемные решения для снижения удельной стоимости сооружения подобных ГЭС, а также обеспечивающие минимальное отрицательное воздействие на стада рыб, идущих на нерест.

СОЛНЕЧНАЯ ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА

В этом случае энергия нашего светила, преобразованная в тепловую, используется для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, сушки сельскохозяйственных продуктов и т.д. Осуществляется данный процесс с помощью специальных коллекторов (жидкостных или воздушных). В 2000 г. в мире в эксплуатации их находилось свыше 70 млн. м 2 , а к 2005 г. эта цифра удвоится.

Не удивляют масштабы использования солнечных коллекторов в странах, где много безоблачных дней в году: США (18 млн. м 2 ), Япония (11), Китай (17,5), Израиль (4,35),

Австралия (3,9), Греция (2,815), Кипр (0,75 млн. м 2 ). Однако и там, где светлых дней немного, масштабы использования коллекторов также значительны: Германия (3,1 млн. м 2 ), Австрия (1,6), Дания (0,297 млн. м 2 ).

Установки солнечного отопления и горячего водоснабжения - это экологически чистый источник энергии, не имеющий ограничений ни в различных климатических условиях, ни в применении (жилые помещения, душевые, бассейны и т.д.).

В России ныне солнечная тепловая энергетика развита недостаточно. Вот почему для нас в обозримом будущем будут актуальны совершенствование и удешевление установок, выполненных на базе жидкостных солнечных коллекторов; разработка воздушных коллекторов и на их основе - систем отопления, горячего водоснабжения (такие устройства наиболее нужны для условий Сибири и Дальнего Востока); создание установок с концентраторами солнечного излучения для выработки горя-

стр. 26


чей воды и электричества на пароводяных машинах.

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Тепло Земли давно используется для производства электро- и тепловой энергии (отопление, горячее водоснабжение и т.д.). С 1940 по 2000 г. мощность геотермальных электростанции в мире увеличилась со 130 до 7974 МВт, или в 61 раз. При этом с 1995 по 2000 г. ее рост составил 17%, т.е. немногим более 3% в год. Безусловными лидерами тут являются США (2228 МВт), Филиппины (1909), Италия (785), Мексика (755), Индонезия (589,5), Япония (546,9) и Новая Зеландия (437 МВт).

В России же показатели геотермальной энергетики пока незначительны. Тем не менее в 1997 г. на ее территории были введены в эксплуатацию три энергоблока, расположенных на Камчатке, Верхне-Мутновской ГеоЭС (12 МВт), а в октябре 2002 г. - еще два (по 25 МВт каждый). Для расширения использования этого вида энергетики следует создать соответствующее оборудование и соорудить геотермальную установку, работающую по двухконтурной схеме; системы геотермального теплоснабжения на базе тепловых насосов.

ЭНЕРГИЯ БИОМАССЫ

Установленная мощность электростанций на биомассе ныне в мире составляет около 30 ГВт. И по прогнозам специалистов, к 2010 г. она утроится.

Существует несколько технологий выработки этой энергии: сжигание биомассы, газификация, получение жидкого топлива и биогаза. Последнее ведется на малых установках по переработке сельскохозяйственных и бытовых отходов индивидуальных фермерских хозяйств. Общее число подобных установок превысило 6 млн. (наибольшее их количество - в Китае и Индии). Впрочем, сегодня крупных установок по переработке

городских и промышленных сточных вод насчитывается уже свыше 10 000. В последние годы появилось немало мощных комбинированных фабрик по переработке отходов продукции животноводства и крестьянских хозяйств. Биогаз, полученный на названных выше установках, применяется в быту, в водонагревательных и паровых котлах, а также в дизель-генераторах, газотурбинных машинах, производящих электроэнергию.

Среди других технологий использования биомассы широкое распространение получили электростанции, в которых сжигают твердые бытовые отходы городского населения (США, Дания, Италия). В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся установки, сырьем для которых являются специально выращенные так называемые "энергетические" леса. Сегодня уже широко используют отходы лесопереработок и лесозаготовок для производства

стр. 27


тепла и электричества (Скандинавские страны) как при прямом сжигании, так и через их газификацию.

В эксплуатации (Германия, Чехия и др.) ныне находятся десятки механических устройств по "изготовлению биодизельного топлива" из семян рапса. Строят опытно-промышленные установки по производству жидкого топлива по методу "быстрого пиролиза" биомассы. При ее нагревании со скоростью более 10 3 С/с оно образуется в объеме до 75% от веса исходного сырья по сухому веществу.

Словом, среди возобновляемых источников энергии основная доля приходится на биомассу. В будущем она может сыграть решающую роль в замещении нефтепродуктов. Ее применение особо важно в сельском хозяйстве, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, а также в коммунальном хозяйстве крупных городов.

ФОТОЭНЕРГЕТИКА

Из всех возобновляемых источников энергии наиболее бурно развивается фотоэнергетика. Лишь за последние пять лет годовой прирост выпуска необходимых для этого фотоэлементов достигает 25 - 30%. В 2000 г. мощность произведенных солнечных фотоэлектрических модулей в мире составила 260 МВт. Через 5 лет она увеличится в 2,5 раза, а еще спустя 10 лет - утроится. Лидируют Япония (80 МВт в 2000 г.), США (60), Германия (50), Индия (47 МВт). В России, к сожалению, их выпуск не превышает 3 МВт.

Одновременно в мире снижается удельная стоимость фотоэнергетики. Так, за последние 50 лет она упала с 1000 долл./Вт (1950 г.) до 4 - 5 долл./Вт (2000 г.). Это колоссальный прогресс. Однако и по настоящее время она - наиболее дорогой источник возобновляемой энергетики, хотя работы по снижению ее удельной себестоимости интенсивно ведут специалисты многих стран.

Развитие этого возобновляемого источника энергии не в последнюю очередь обусловлено тем, что он в состоянии обеспечить электроснабжение разных потребителей (потребляющих от долей ватта до сотен киловатт, т.е. от малого бытового прибора до электроснабжения маяков, радио-и телеретрансляционных станций,

жилых домов, офисов, освещения деревень и т.п.). У него высокие эксплуатационные характеристики: надежность фотобатарей из-за отсутствия в них вращающихся частей; долговечность фотоэлементов (25- 30 лет); полная автоматизация; отсутствие шума; сравнительная легкость и простота монтажа (не нужны мощные краны); малые эксплуатационные расходы; экологическая чистота (фотобатареи - единственный источник электричества, который без всяких ограничений может быть применен в заповедниках, заказниках, зонах отдыха) и т.д.

Успешное развитие российской фотоэнергетики может быть достигнуто при освоении промышленностью дешевых экологически чистых технологий получения кремния "солнечного" (чистота 0,999) качества с уменьшением стоимости кремния-сырца в два и более раз; повышение кпд солнечных элементов до 20 - 25%; создание установок с концентраторами, не требующих слежения за Солнцем.

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

За последние 16 лет суммарная мощность ветровых энергетических установок в мире возросла с 1097 до 24000 МВт. В 2001 г. был установлен рекорд: она увеличилась на 35% к уровню 2000 г. Последние четыре года характеризуются тем, что недавний безусловный лидер в данном направлении - США - утратил свои позиции. На первое место вышла Германия: общая установленная мощность таких установок здесь в 2001 г. составила 8,754 ГВт, на втором - Испания (3,337), на третьем США (2,525), далее следуют Дания (2,417) и Индия (1,248 ГВт).

Довольно оптимистическая картина наблюдается и по ценовым показателям. Например, с 1981 по 2000 г. в среднем удельная стоимость установленной мощности ветроустановок снизилась с 4000 до 950 долл./кВт. Словом, этот вид возобновляемой энергетики развивается ускоренными темпами, опережая все прогнозы, являясь конкурентоспособным, экологически чистым источником производства электроэнергии. И в этом ее огромное преимущество.

В России, к сожалению, в отличие от других отраслей возобновляемых источников энергии, развитие этого направления вызывает определенную тревогу. Так, из шести существующих у нас ветряных электростанций общей мощностью 7 МВт на более или менее приличном уровне работает одна - ветро- дизельная на острове Беринга (село Никольское, Камчатская область). Коэффициент использования установленной ее мощности составил 18,9%. Эффективность остальных намного ниже.

Для исправления положения в ближайшее время, видимо, необходимо сконструировать установки мощностью 16, 30, 50 и 100 кВт для автономного функционирования или в составе ветро-дизельных электростанций; создать систему аккумулирования электроэнергии, вырабатываемой соответствующими установками; осуществить внедрение в промышленность технологии производства средней (от 100 до 1000 кВт) и большей мощности; разработать инверторы * мощностью 1, 2, 5 и 10 кВт для гарантированного автономного энергоснабжения на базе ветро- и фотоэлектрических установок.

В заключение хотелось бы обратить внимание на следующее. Россия с 2,4% населения Земли обладает 12% мировых запасов нефти, 35 - газа, 16 - угля и 14% урана, что создает иллюзию, будто энергетический кризис нашей стране не грозит. Однако это не так, поскольку общеизвестны острейшие энергетические проблемы, периодически возникающие в ряде ее регионов. Вот почему и в нашей стране необходимо активно развивать возобновляемую энергетику с тем, чтобы к 2010 г. получить 1200 МВт электрической и 8200 МВт тепловой мощности. Если это будет реализовано, то в значительной степени удастся сохранить запасы истощаемых органических топлив для будущих поколений, существенно улучшить энергоснабжение удаленных от электросетей населенных пунктов многих субъектов федерации, оздоровить обстановку в экологически напряженных районах.


* Инвентор - электронное устройство, преобразующее постоянный ток в переменный (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Постоянный адрес данной публикации:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-ПЕРСПЕКТИВЫ-ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ-ЭНЕРГЕТИКИ

Похожие публикации: LУкраина LWorld Y G


Публикатор:

Бельбек ТахумовКонтакты и другие материалы (статьи, фото, файлы и пр.)

Официальная страница автора на Либмонстре: https://elibrary.com.ua/Scientist

Искать материалы публикатора в системах: Либмонстр (весь мир)GoogleYandex

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Проблемы. Поиск. Решения. ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ // Киев: Библиотека Украины (ELIBRARY.COM.UA). Дата обновления: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-ПЕРСПЕКТИВЫ-ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ-ЭНЕРГЕТИКИ (дата обращения: 28.03.2024).

Комментарии:



Рецензии авторов-профессионалов
Сортировка: 
Показывать по: 
 
  • Комментариев пока нет
Похожие темы
Публикатор
Бельбек Тахумов
Donbass, Украина
667 просмотров рейтинг
18.06.2014 (3571 дней(я) назад)
0 подписчиков
Рейтинг
0 голос(а,ов)
Похожие статьи
VASILY MARKUS
Каталог: История 
3 дней(я) назад · от Petro Semidolya
ВАСИЛЬ МАРКУСЬ
Каталог: История 
3 дней(я) назад · от Petro Semidolya
МІЖНАРОДНА КОНФЕРЕНЦІЯ: ЛАТИНСЬКА СПАДЩИНА: ПОЛЬША, ЛИТВА, РУСЬ
Каталог: Вопросы науки 
7 дней(я) назад · от Petro Semidolya
КАЗИМИР ЯҐАЙЛОВИЧ І МЕНҐЛІ ҐІРЕЙ: ВІД ДРУЗІВ ДО ВОРОГІВ
Каталог: История 
7 дней(я) назад · от Petro Semidolya
Українці, як і їхні пращури баньшунські мані – ба-ді та інші сармати-дісці (чи-ді – червоні ді, бей-ді – білі ді, жун-ді – велетні ді, шаньжуни – горяни-велетні, юечжі – гутії) за думкою стародавніх китайців є «божественним військом».
9 дней(я) назад · от Павло Даныльченко
Zhvanko L. M. Refugees of the First World War: the Ukrainian dimension (1914-1918)
Каталог: История 
12 дней(я) назад · от Petro Semidolya
АНОНІМНИЙ "КАТАФАЛК РИЦЕРСЬКИЙ" (1650 р.) ПРО ПОЧАТОК КОЗАЦЬКОЇ РЕВОЛЮЦІЇ (КАМПАНІЯ 1648 р.)
Каталог: История 
17 дней(я) назад · от Petro Semidolya
VII НАУКОВІ ЧИТАННЯ, ПРИСВЯЧЕНІ ГЕТЬМАНОВІ ІВАНОВІ ВИГОВСЬКОМУ
Каталог: Вопросы науки 
17 дней(я) назад · от Petro Semidolya
ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА ЕС В СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ: УСПЕХИ И НЕУДАЧИ
Каталог: Экономика 
26 дней(я) назад · от Petro Semidolya
SLOWING GLOBAL ECONOMY AND (SEMI)PERIPHERAL COUNTRIES
Каталог: Экономика 
32 дней(я) назад · от Petro Semidolya

Новые публикации:

Популярные у читателей:

Новинки из других стран:

ELIBRARY.COM.UA - Цифровая библиотека Эстонии

Создайте свою авторскую коллекцию статей, книг, авторских работ, биографий, фотодокументов, файлов. Сохраните навсегда своё авторское Наследие в цифровом виде. Нажмите сюда, чтобы зарегистрироваться в качестве автора.
Партнёры Библиотеки

Проблемы. Поиск. Решения. ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
 

Контакты редакции
Чат авторов: UA LIVE: Мы в соцсетях:

О проекте · Новости · Реклама

Цифровая библиотека Украины © Все права защищены
2009-2024, ELIBRARY.COM.UA - составная часть международной библиотечной сети Либмонстр (открыть карту)
Сохраняя наследие Украины


LIBMONSTER NETWORK ОДИН МИР - ОДНА БИБЛИОТЕКА

Россия Беларусь Украина Казахстан Молдова Таджикистан Эстония Россия-2 Беларусь-2
США-Великобритания Швеция Сербия

Создавайте и храните на Либмонстре свою авторскую коллекцию: статьи, книги, исследования. Либмонстр распространит Ваши труды по всему миру (через сеть филиалов, библиотеки-партнеры, поисковики, соцсети). Вы сможете делиться ссылкой на свой профиль с коллегами, учениками, читателями и другими заинтересованными лицами, чтобы ознакомить их со своим авторским наследием. После регистрации в Вашем распоряжении - более 100 инструментов для создания собственной авторской коллекции. Это бесплатно: так было, так есть и так будет всегда.

Скачать приложение для Android