Экономические аспекты применения альтернативных источников энергии в Республике Казахстан

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казахский национальный исследовательский технический университет им. Сатпаева К.И.

Экономические аспекты применения альтернативных источников энергии в республике Казахстан

С.Б. Абдыгаппарова, Б.А. Байтанаева

Мировая энергетика сегодня базируется в основном на использовании органических видов топлива, что увеличивает загрязнение окружающей среды, приводит к нарушению теплового баланса атмосферы, постепенным глобальным изменениям климата. Неравномерность распределения ископаемых запасов, невозможность прироста добычи углеводородов в таком объеме, который бы соответствовал прогнозируемым потребностям электрической и тепловой энергии, вызывают экономические и политические кризисы и создают напряженность в мире. Кроме того, в результате использования углеводородного топлива происходит более 50 % всех вредных антропогенных выбросов в окружающую среду, в том числе парниковых газов (ПГ).

В связи с вышеизложенными последствиями применения углеводородного сырья, необходима диверсификация первичных источников энергии, в том числе за счет разумного использования перспективных возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Основное преимущество ВИЭ перед другими энергоносителями - возобновляемый характер (в обозримой перспективе они являются практически неисчерпаемыми) и их экологическая чистота. К тому же большинство видов возобновляемых энергоресурсов широко распространены и безопасны в поставке.

В настоящее время не только большинство экономически высокоразвитых стран стали на путь интенсивного развития возобновляемой энергетики, но и развивающиеся страны. Такие страны, как Китай и Индия, показывают наиболее высокие темпы развития возобновляемой энергетики в мире. Согласно отчету «The Renewables 2014 Global Status Report», первое место по генерации энергии на основании альтернативных источников занимает Китай, после него, на втором месте, разместились США.

Казахстан на сегодняшний день значительно отстает от мировых лидеров в сфере производства электроэнергии на базе альтернативных источников.

На законодательном уровне принят ряд мер по развитию альтернативной энергетики, но в основном до сих пор они имеют декларативный характер. В стране осуществляется ряд проектов области ВИЭ, в частности, ветроэнергетических комплексов. Но большой вклад в развитие производства электроэнергии они не внесли. Если в 2010 году доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в производстве электроэнергии по республике составляла 0,5 %, то за пять последующих лет она поднялась всего на 0,1 %. Хотя географические, климатические условия, немногочисленное население обеспечили Казахстану первое место в мире по потенциалу ветроэнергетических ресурсов на душу населения. Климатические условия также благоприятствуют развитию солнечной энергетики.

По данным проекта ПРООН/ГЭФ «Казахстан - инициатива развития рынка ветровой энергии» было отобрано 15 перспективных площадок из 93 в стране для исследования их ветропотенциала [1]. Из обследованных площадок следует отдельно выделить два района, которые наиболее интересны с точки зрения наличия большого ветрового потенциала (ветер до 70 метров/сек). Это район Джунгарских ворот, расположенный в Алматинской области на границе с Китаем и Шелекский коридор, находящийся возле Алматы.

Джунгарские ворота (Алматинская область) представляют собой межгорную долину длиной около 20 км и шириной около 10-15 км, где наблюдаются сильные и продолжительные бури. Продолжительность отдельных бурь составляет 50-100 часов, достигая в отдельных случаях 250-300 часов. Значительная доля ветрового потенциала приходится на холодное время года, когда дефицит на электроэнергию в южном регионе возрастает. Максимальные скорости ветра в данном районе составляют 40-70 м/с.

Среднегодовая скорость ветра в Шелекском коридоре (Алматинская область) - 8,01 м/с на высоте 80 м (расчетно) и 7,8 м/с на высоте 50 метров (измерено). Плотность ветрового потока - 310 Вт/м2, количество работы ВЭС с полной нагрузкой - 3100 ч/год, что дает возможность вырабатывать порядка 3200 кВтч электроэнергии в год на 1 кВт установленной мощности ВЭС. Шелекский коридор расположен между горными хребтами Заилийского Алатау и Жетысуйского на расстоянии 150 км от г. Алматы [2].

Обе площадки - Джунгарские ворота и Шелекский коридор - расположены в районах с большим дефицитом электроэнергии. Шелекский коридор выглядит в этом плане наиболее привлекательным ввиду близости воздушной линии электропередачи 220 кВ и строящейся ВЛ-220 кВ от Мойнакской ГЭС, что позволит выдавать сотни мегаватт от ВЭС в энергосистему. В отличие от него, несмотря на больший потенциал, Джунгарские ворота расположены в районе, где находится ВЛ-110 кВ, которая способна принять не более 40-50 МВт. В связи с этим для полной реализации потенциала данного района потребуется строительство дорогостоящей протяженной ВЛ-220 кВ, что не выглядит достаточно привлекательным для инвесторов, которые вынуждены будут включать затраты на строительство линий электропередачи в стоимость и, соответственно, значительно увеличивать сроки окупаемости своих проектов. Ураганные ветры и климатические условия в районе Джунгарских ворот не позволят в полной мере реализовать потенциал данного района за счет традиционных лопастных ветроустановок.

Если разделить территорию Казахстана в широтном направлении, то для солнечной энергетики рекомендуется разделять ее на южный, центральный и северный регионы. Наиболее предпочтительный регион для размещения солнечных электростанций в Казахстане - южный, где количество солнечных часов составляет 2200-3000 часов в год, а энергия солнечного излучения около 1800 кВтч на 1 кв. м в год. Измеренный потенциал солнечной энергии в 5 городах Казахстана, расположенных «южном» и «центральном регионах» солнечной энергетики, представлен в таблице 1.

Таблица 1. Потенциал солнечной энергии в 5 городах Казахстана

Данные измерения (таблица 1) подтверждают, что наибольшего значения энергия солнечного излучения достигает в южном секторе (Шымкент - юг, Талдыкорган - юго-восток), затем в центральном (Астана, Семей Астаны, Актау). В таких энергодефицитных южных регионах, как Кзылординская и Шымкентская области, районы Аральского моря, солнечные фотоэлектрические (ФЭ) и нагревательные установки смогут работать с максимальной эффективностью. Отражение от освещенной солнцем поверхности пустынных земель и степей, включая покрытую снегом поверхность, позволит получать дополнительную освещенность панелей за счет увеличения отражающей поверхностей и сбора энергии, особенно в зимнее время года, когда номинальное горизонтальное освещение солнцем меньше. теплоснабжение солнечный энергия

Также следует отметить, что Казахстан обладает крупнейшими запасами кремниевого сырья (по оценкам экспертов 85 млн тонн) [3], являющегося первичным сырьем для производства фотоэлектрических (ФЭ) элементов.

Соответственно, в стране имеются технические и экономические предпосылки для развития производства солнечных фотоэлектрических элементов, панелей и тепловых солнечных коллекторов для производства тепла на собственной базе, используя новейшие международные технологии и собственные разработки.

С другой стороны, большая территория Казахстана (2 млн 724,9 тыс. кмІ) и низкая плотность населения, особенно в сельской местности (2,6 человека на 1 км2), обуславливают рассеянность многих населенных пунктов на значительных расстояниях от крупных электростанций. Строительство и содержание электрических сетей большой протяженности, с учетом потерь при транспортировке электроэнергии для малочисленных потребителей, экономически нерентабельно.

В таких условиях развитие альтернативной энергетики должно идти по индивидуальному плану, который, по нашему мнению, должен быть направлен на разработку и создание систем автономного электро- и теплоснабжения потребителей, развитие малой распределенной энергетики. Именно в этом случае энергоустановки на базе возобновляемых источников энергии могут быть конкурентоспособными, т. е. смогут обеспечить положительный экономический, социальный и экологический эффекты.

Библиографический список

1. Отчет АО «Национальный инновационный фонд» - Исследование отрасли альтернативной энергетики Республики Казахстан (тома 1-4). - Астана, 2011.

2. Отчет АО «Казахстанский институт развития индустрии» Министерства по инвестициям и развитию РК. - Астана, 2014. - 163 с.

3. Месторождения горнорудного сырья Казахстана: справочник / под ред. А.А. Абдулина. - Алматы: Информационно аналитический центр геологии и минеральных ресурсов РК, 2000. - 532 с.

Аннотация

В статье показано, что благодаря наличию соответствующих географических и климатических условий, Казахстан обладает значительным потенциалом для производства электроэнергии на основе энергии ветра и солнца. Однако доля ВИЭ в производстве электроэнергии по республике за последние пять поднялась всего на 0,1 %. Одной из проблем использования альтернативных источников энергии является рассеянность многих населенных пунктов на значительных расстояниях от крупных электростанций. По мнению авторов, для достижения экономического эффекта в этих условиях развитие альтернативной энергетики в РК должно идти по индивидуальному плану, направленному на разработку и создание систем автономного электро- и теплоснабжения потребителей, развитие малой распределенной энергетики.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, ветроэнергетика, солнечные фотоэлектрические установки, экономический эффект.

Размещено на Allbest.ru