Libmonster ID: UA-1770

Share this article with friends

 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

Permanent link to this publication:

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

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Бельбек ТахумовContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Scientist

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Проблемы. Поиск. Решения. ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-ПЕРСПЕКТИВЫ-ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ-ЭНЕРГЕТИКИ (date of access: 27.07.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
ЗАРУБЕЖНАЯ ИСТОРИОГРАФИЯ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ ПРАВИТЕЛЬСТВ М. ТЭТЧЕР И ДЖ. МЭЙДЖОРА (1980 - 1990-Е ГОДЫ)
Catalog: История 
24 hours ago · From Україна Онлайн
ЛОРД ПАЛЬМЕРСТОН В ЕВРОПЕЙСКОЙ ДИПЛОМАТИИ
Catalog: История 
24 hours ago · From Україна Онлайн
ОБЩЕЕ СОБРАНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ ИСТОРИКО-ФИЛОЛОГИЧЕСКИХ НАУК РАН
Catalog: История 
24 hours ago · From Україна Онлайн
ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ИСТОРИИ США XIX ВЕКА
Catalog: История 
24 hours ago · From Україна Онлайн
ИМПЕРАТОР БОКАССА I И ВЛАСТЬ В ПОСТКОЛОНИАЛЬНОЙ АФРИКЕ
Catalog: История 
4 days ago · From Україна Онлайн
СРАЖЕНИЕ ЗА КРИТ В МАЕ 1941 ГОДА
Catalog: История 
4 days ago · From Україна Онлайн
ОЧЕРКИ ОБ ИСТОРИКАХ ФРАНЦИИ. ПО СТРАНИЦАМ "ФРАНЦУЗСКОГО ЕЖЕГОДНИКА"
4 days ago · From Україна Онлайн
НЕОМАЛЬТУЗИАНСКИЙ ЦИКЛ НА ПРИМЕРЕ ИСПАНИИ XVI - XVII ВЕКОВ
Catalog: История 
4 days ago · From Україна Онлайн
Пришельцы, Земли нашей Гости — посланцы не мира сего, а Иного, Огня за чертой. Выход к нам из него — шаг один из Эфирного царства как Глуби Земли.
Catalog: Философия 
5 days ago · From Олег Ермаков
ЭТНОПОЛИТИЧЕСКИЙ КОНФЛИКТ В СЕВЕРНОЙ ИРЛАНДИИ: ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ
Catalog: История 
6 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Проблемы. Поиск. Решения. ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones