Энергосбережение в Республике Беларусь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменением климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.

Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут;

Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, - все это увеличивает социальную напряженность.

Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Для РБ как государства, экономика которого базируется преимущественно на импорте энергоресурсов, эффективность использования или замены последних является одним из определяющих факторов производства конкурентоспособной продукции и, в конечном итоге, благосостояния общества.

Какие энергообъекты следует относить к малой, а какие - к нетрадиционной энергетике? Согласно Постановлению СМ РБ №400 от 24 апреля 1997 г., к объектам малой энергетики относятся источники электрической или тепловой энергии, использующей котельные, теплонасосные, пара- и газотурбинные, дизель- и газогенераторные установки единичной мощностью до 6 МВт; к объектам нетрадиционной энергетики - возобновляемые и нетрадиционные источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.

Малая и нетрадиционная энергетика предназначены для решения одной и той же задачи - непосредственного удовлетворения бытовых и производственных нужд населения в электрической и тепловой энергии на базе местных энергоресурсов. Тем самым обеспечивается истинная энергетическая автономия региона, что особенно важно для стран с низким потенциалом энергетической самообеспеченности или высокой степени зависимости от импорта энергоносителей.

1. Ветроэнергетика

Ветровая энергетика -- это получение механической энергии от ветра с последующим преобразованием ее в электрическую. Имеются ветровые двигатели с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Энергию ветра можно успешно использовать при скорости более 5 м/с. Недостатком является шум.

Стоимость ветровой энергии снижается на 15 % в год и даже сегодня может конкурировать на рынке, а главное -- имеет перспективы дальнейшего снижения в отличие от стоимости энергии, получаемой на АЭС (последняя повышается на 5 % в год); при этом темпы роста ветроэнергетики в настоящее время превышают 25 % в год. Использование энергии ветра в различных государствах набирает силу.

Опыт освоения энергии ветра в развитых государствах показывает, что наиболее оптимальными являются ветроустановки мощностью более 100 кВт, особенно в диапазоне 200--500 кВт. При этом в Дании, например, стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, произведенной на ветроэлектростанции, дешевле, чем на теплоэлектростанции.

Хотя средняя скорость ветра в Республике Беларусь считается недостаточной для массового развития ветроэнергетики, у нас существуют сотни отдельных мест и территорий, на которых можно устанавливать современные ветроустановки.

По оценкам комитета экономики ТЭК и химпрома Минэкономики Республики Беларусь потенциал ветровой энергии в Беларуси составляет 150 МВт. Однако средняя скорость ветра в нашей стране -- 4,1 м/с (в Голландии -- до 15 м/с). Кроме того, энергия ветра -- величина непостоянная, помимо ветряков, необходимо ставить резервные мощности по производству электроэнергии. В настоящее время кадастр ветроэнергетических площадок включает 800 позиций на территории Республики Беларусь.

Например, в Гродненской области вблизи деревень Богуши Сморгонского, Житрополь Новогрудского и Дебеси Островецкого районов, где скорость ветра колеблется от 3 до 4,7 метров в секунду, запланировано строительство ветроэнергетических установок (ВЭУ). Под Минском уже установлена и работает ВЭУ мощностью 100 кВт. Роторная ветроэнергетическая установка по использованию энергетического потенциала ветра на сегодняшний день пока является нетрадиционным источником энергии, своего рода ноу-хау в области энергосбережения. По своим техническим характеристикам она не имеет аналогов в мире. Установка способна работать при скорости ветра 3 метра в секунду, что характерно для континентального климата Беларуси.

На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт/ч.

На 1 сентября 2005 г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок составила 1,1МВт, а объем замещения - 0,4 тыс. т усл. т. Реально в 2005 г. в Республике Беларусь функционировали 3 лопастные установки (НПО «Экодом», Нарочь-2, УП «Аэрола», Минск-1) (общая мощность 850 кВт) и роторная ветроэнергетическая установка мощностью 250 кВт на территории учебно-исследовательской станции «Волма» МГЭУ им. А. Д. Сахарова.

Расчеты, выполненные специалистами НАН РБ, НПО "Ветроэн", НИИ Белэнергосетьпроект показали, что энергия ветра может позволить ежегодно производить 6,5--7,0 млрд. кВт-ч электрической энергии, что эквивалентно использованию около 2 млн. т у.т. в год.

Одним из основных направлений использования ветроэнергетических установок на ближайшую перспективу будет их применение для привода насосных установок небольшой мощности (5-8 кВт) и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Эти области применения характеризуются минимальными требованиями к качеству электрической энергии, что позволяет резко упростить и удешевить ветроэнергетические установки.

Однако следует учитывать, что ветроагрегаты используют не весь потенциал энергии ветра, поэтому при внедрении важно определить количественные показатели ВЭУ по степени утилизации ветроэнергоресурсов.

2. Гелиоэнергетика

Гелиоэнергетика -- получение энергии от Солнца. Имеется несколько технологий солнечной энергетики. Фотоэлектрогенераторы для прямого преобразования энергии излучения Солнца, собранные из большого числа последовательно и параллельно соединенных элементов, получили название солнечных батарей.

Получение электроэнергии от лучей Солнца не дает вредных выбросов в атмосферу, производство стандартных силиконовых солнечных батарей также причиняет мало вреда. Но производство в широких масштабах многослойных элементов с использованием таких экзотических материалов, как арсенид галлия или сульфид кадмия, сопровождается вредными выбросами.

Солнечные батареи занимают много места. Однако в сравнении с другими источниками, например с углем, они вполне приемлемы. Более того, солнечные батареи могут помещаться на крышах домов, вдоль шоссейных дорог, а также использоваться в богатых солнцем пустынях.

Особенности солнечных батарей позволяют располагать их на значительном расстоянии, а модульные конструкции можно легко транспортировать и устанавливать в другом месте. Поэтому солнечные батареи,' применяемые в сельской местности и в отдаленных районах, дают более дешевую электроэнергию. И, конечно, солнечных лучей по всему земному шару найдется больше, чем других источников энергии.

Главной причиной, сдерживающей использование солнечных батарей, является их высокая стоимость, которая в будущем, вероятно, снизится благодаря развитию более эффективных и дешевых технологий. Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 дол. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1 кВт-ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива. Когда же цена производства солнечной энергии сравняется с ценой энергии от сжигания топлива, оно получит еще более широкое распространение, причем с начала 90-х гг. темпы роста гелиоэнергетики составляют16 % в год, в то время как мировое потребление нефти растет на 1,5 % в год.

Возможно использование солнечной энергии для получения тепловой, в частности, для отопления жилищ.

Однако в условиях нашей страны 80 % энергии Солнца приходится на летний период, когда нет необходимости отапливать жилье, кроме того, солнечных дней в году недостаточно, чтобы использование солнечных батарей стало экономически целесообразным.

На основании двадцатилетнего периода наблюдения установлено, что средняя продолжительность солнечного сияния в Беларуси составляет 1815 часов в год. Годовой приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность -- 980--1180 кВтч/м². Наиболее благоприятным для применения теплосистем является период с апреля по сентябрь. Проведенный сравнительный анализ продолжительности солнечного сияния и прихода суммарной солнечной радиации в странах Западной Европы с умеренным климатом, расположенных между 50 и 60 °с.ш., показал, что Беларусь по продолжительности солнечного сияния имеет близкие значения с этими странами, а по приходу среднемесячной солнечной радиации даже превосходит северную часть Германии, Швецию, Данию, Великобританию. Эти государства наряду с "солнечными странами" считаются лидирующими в Европе по выпуску и применению гелиоэнергетического оборудования.

В Республике Беларусь целесообразны три варианта использования солнечной энергии:

* пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов "солнечной архитектуры". Расчеты показывают, что количество энергии, падающей на южную сторону крыши домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже для отопления зимой (при том, что 10 % солнечной энергии аккумулируется летом и затраты на отопление квадратного метра в отопительный сезон составляют 70 кВт-ч при хорошей теплоизоляции стен, полов, потолков). Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом при этом вполне приемлемы: 10 х 10 х 1,5 м³. Однако в настоящее время полностью игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа -- немецкий Международный Образовательный Центр (IBB) в Минске;

использование солнечной энергии для целей горячего водоснабжения и отопления с помощью солнечных коллекторов;

использование солнечной энергии для производства электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

На теплоснабжение зданий используется около 40 % всего расходуемого топлива. В Беларуси существующие дома имеют теплопотребление более 250 кВт-ч/м². Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20--60 %. Так, строительство на принципах "солнечной архитектуры" может снизить удельное годовое теплопотребление до 70--80 кВт-ч/м².

В настоящее время финансируется создание отечественной установки на фотоэлементах. Одна солнечная электростанция установлена в Беловежской пуще и отапливает два дома, еще несколько установлено в чернобыльской зоне. Солнечные коллекторы, вырабатывающие тепло, рекомендуется устанавливать в коттеджах и загородных домах. Они экономичнее традиционных угольных котлов.

Кроме того, в Республике Беларусь организовано производство гелиосистем для нагрева воды. Они представляют собой легкие, компактные конструкции, собираемые по модульному принципу. В зависимости от конкретных условий можно получить установку любой производительности. Основой гелиосистем является пленочно-трубочный адсорбирующий коллектор. Он обладает высокой адсорбирующей способностью, благодаря чему даже небольшие дозы солнечного излучения превращаются в полезную тепловую энергию. Теплообменники, входящие в состав систем, изготовляются из специальных материалов, исключающих коррозию или замерзание. Пробные гелиосистемы устанавливают на земле, плоских и скатных крышах, в вагонах-бытовках и т.д. Гелиоустановки могут , подключаться к централизованной системе отопления или работать автономно с заправкой бака-накопителя требуемой емкости. Приблизительная цена систем составляет 400 дол. США. Однако в целом в ближайшее время на значительное увеличение доли солнечной энергетики в Беларуси рассчитывать не приходится. Но специалисты убеждены, что к 2060 году доля энергии Солнца на мировом энергетическом рынке превысит 50 %.

3. Биоэнергетика

биоэнергетика гидроэнергетика нетрадиционный ветровой

Биоэнергетика -- это энергетика, основанная на использовании биотоплива. Она включает использование растительных отходов, искусственное выращивание биомассы (водорослей, быстрорастущих деревьев) и получение биогаза. Биогаз -- смесь горючих газов (примерный состав: метан -- 55--65 %, углекислый газ -- 35--45 %, примеси азота, водорода, кислорода и сероводорода), образующаяся в процессе биологического разложения биомассы или органических бытовых расходов. Способы промышленного получения биогаза известны с конца прошлого века (1885 г.). В мире эксплуатируется более 8 млн. установок для получения биогаза.

Биомасса -- наиболее дешевая и крупномасштабная форма аккумулирования возобновляемой энергии. Под термином "биомасса" подразумеваются любые материалы биологического происхождения, продукты жизнедеятельности и отходы органического происхождения. Биомасса будет на Земле, пока на ней существует жизнь.

Источники биомассы, характерные для нашей республики, могут быть разделены на несколько основных групп.

Продукты естественной вегетации (древесина, древесные отходы, торф, листья и т.п.).

Отходы жизнедеятельности людей, включая производственную деятельность (твердые бытовые отходы, отходы промышленного производства и др.).

Отходы сельскохозяйственного производства (навоз, куриный помет, стебли, ботва и т.д.).

4.Специально выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения.

Однако наличие биомассы даже в большом количестве еще не означает решения проблемы получения из нее различных продуктов и веществ, в том числе топлива. Непереработанная же биомасса приносит непоправимый вред окружающей среде.

Переработка биомассы в топливо осуществляется по трем основным направлениям.

Первое: биоконверсия, или разложение органических веществ растительного или животного происхождения в анаэробных (без доступа воздуха) условиях специальными видами бактерий с образованием газообразного топлива (биогаза) и/или жидкого топлива (этанола, бутанола и т.д.).

Этанол является хорошим заменителем бензина, при этом в отличие от нефти биомасса является достаточно быстро возобновляемым ресурсом. К биоконверсии относится также получение тепловой энергии при аэробном микробиологическом окислении органических веществ. Так по научному называется компостирование и биоподогрев, о чем знает каждый огородник.

Второе: термохимическая конверсия (пиролиз, газификация, быстрый пиролиз, синтез) твердых органических веществ (Дерева, торфа, угля) в "синтез-газ", метанол, искусственный бензин, древесный уголь.

Третье: сжигание отходов в котлах и печах специальных конструкций. В мире сотни миллионов тонн таких отходов сжигаются с регенерацией энергии. Прессованные брикеты из бумаги, картона, древесины, полимеров по теплотворной способности сравнимы с бурым углем.

Например, в нашей стране, на Поставском льнозаводе освоена японская технология производства теплобрикетов из отходов переработки льна, которые по теплоотдаче не уступают каменному углю. Кстати, технология позволяет делать теплобрикеты из древесных опилок, бытового мусора. А к настоящему времени на свалках в Беларуси скопилось столько отходов, что если их перевести в нефтяной эквивалент, то получится около 600--700 тыс. т нефти в год. К этому направлению можно было бы отнести и сжигание дров в бытовых печах. Но дрова почему-то выведены из понятия биомассы, хотя одна шестая часть годового потребления топлива в мире приходится на древесину и около трети всех срубленных деревьев используется для приготовления пищи и отопления. Реальное потребление древесного топлива в три раза превышает уровень, который показывает статистика. Около половины населения мира использует для приготовления пищи (а это 4/5 расхода энергии в домашнем хозяйстве) и отопления главным образом дрова.

В условиях Беларуси развитие биоэнергетики наиболее экономически целесообразно и технически осуществимо, так как биомасса -- вид топлива, которого у нас с избытком и не использовать который было бы непростительной ошибкой.

Под биомассой ученые и специалисты нашей страны понимают, в первую очередь, древесную кору, стружку, опилки, мусор, деревья на зараженных радиацией территориях. Специалисты БелТЭИ указывают, что при нынешнем использовании древесных отходов как топлива экономически оправдано увеличение объема использования древесных отходов в качестве топлива до 2 млн т условного топлива. В Институте проблем энергетики Национальной Академии наук Республики Беларусь завершается серия исследований по возможности использования радиоактивной древесины в качестве топлива.

Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Общая площадь лесного фонда на 1 января 2001 г. составила 9248 тыс. га, запас древесины 1340 млн. мі. Ежегодный текущий прирост составляет -- 32,37 млн. мі, средний прирост за вычетом отпада -- 25 млн. мі. Прогнозируется систематический и устойчивый рост ресурсов лесного сырья (до 1,8 раза к 2020 г.) при одновременном улучшении возрастного и породного состава лесов.

Централизованная заготовка дров и отходов осуществляется предприятиями Минлесхоза и концерна «Беллесбумпром». Годовой объем использования дров, отходов лесопиления и деревообработки в качестве котельно-печного топлива в 2003 г. составил 1,4 млн. т усл. т. (Табл. 1)4. Расход древесного топлива для производства электрической и тепловой энергии стационарными энергогенерирующими установками не превышает в настоящее время 600 тыс. т усл. т. в год.

Возможности республики по использованию древесины в качестве топлива оцениваются на уровне 3,5-3,7 млн. т усл. т. в год, что почти в 2,5 раза больше, чем в 2003 г. Следует отметить, что древесно-топливными ресурсами обладают все области Республики Беларусь. В целом по республике годовой объем использования дров и отходов лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн. т усл. т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн. т усл. т.

В качестве топлива древесная масса как за рубежом, так и в Беларуси используется преимущественно в бытовом секторе, где КПД дровяных печей не превышает 10-15%. В то же время промышленные установки могут сжигать древесину с КПД не менее 85%, а в некоторых типах котлов - и выше.

Для сжигания древесных отходов, как и собственно дров, требуется применение специальных топочных устройств, позволяющих осуществить все стадии сжигания: сушку, газификацию, горение. Эффективное сжигание древесных отходов достигается в наклонных и горизонтальных слоевых топках с переталкивающими, механическими или полумеханическими решетками. Как правило, такие котлы имеют тепловую мощность не более 25 МВт. Преимущественно распространены котлы, теплопроизводительность которых составляет около 3-5 МВт.

Заслуживают внимания котлы для сжигания таких видов топлива, как обрезки древесины, древесные опилки, газ и мазут. Другой популярной технологией использования древесного топлива является газификация. Требуемое оборудование - котлы и газогенераторы различной степени механизации и автоматизации, производимые многими белорусскими и совместными предприятиями широкого профиля ("Белкоммунмаш", "Брестсельмаш", "Дантек", "Белоозерский ЭМЗ"), мощностью от 30 до 7000кВт.

Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение древесных отходов гидролизных заводов (лигнина) в топливный баланс республики. В г. Речица Гомельской области запущена в производство промышленная установка по использованию лигнина. Запасы лигнина составляют около 1 млн. т усл. т., а целесообразный объем использования оценивается в 50 тыс. т усл. т. в год. Для решения поставленной задачи требуется инвестиционная поддержка, применение системы фиксированных цен, совершенствование нормативной правовой базы, предусматривающей налоговые преференции предприятиям, производящим электрическую и тепловую энергию из древесного топлива.

4. Малая гидроэнергетика

В настоящее время признанных единых критериев причисления ГЭС к категории малых гидростанций не существует. У нас принято считать малыми гидростанции мощностью от 0,1 до 30 МВт, при этом введено ограничение по диаметру рабочего колеса гидротурбины до 2 м и по единичной мощности гидроагрегата -- до 10 МВт. ГЭС установленной мощностью менее 0,1 МВт выделены в категории микро-ГЭС.

Согласно водноэнергетическому кадастру 1960 г. потенциальная мощность рек Беларуси, подсчитанная на основании данных об их падении и водоносности, составляет 855 МВт или 7,5 млрд кВт-ч в год. Технически возможные к использованию гидроэнергоресурсы оцениваются в 3 млрд кВт-ч в год.

Освоение гидроэнергетического потенциала Беларуси получило существенное развитие в 1950-е гг. за счет строительства малых гидроэлектростанций, в числе которых в 1954 г. введена в эксплуатацию крупнейшая из них, ныне действующая Осиповичская ГЭС на р.Свнслочь мощностью 2250 кВт. Всего в республике в начале 60-х гг. действовало 179 ГЭС общей установленной мощностью 21 тыс. кВт с годовой выработкой электроэнергии в средний по водности год 88 млн кВт-ч.

Однако дальнейшее проектирование и строительство ГЭС в условиях Беларуси было свернуто в конце 50-х гг., к чему в основном побудили представившиеся возможности электроснабжения сельского хозяйства путем подключения сельских потребителей к государственным энергосистемам. Большинство из построенных ГЭС затем были выведены из эксплуатации, поскольку характеризовались относительно высокой себестоимостью вырабатываемой ими электроэнергии, что обычно присуще мелким энергообъектам. Оставшиеся к началу 90-х гг. 6 ГЭС вырабатывали 18,6 млн кВт-ч в год. Имеется возможность дальнейшего освоения потенциала малых рек за счет восстановления ранее действующих ГЭС, строительства новых малых ГЭС без дополнительного затопления земельных угодий и за счет освоения промышленных водосбросов.

В настоящее время начато восстановление и строительство малых мини-ГЭС. В течение 1991--1994 гг. было восстановлено 4ГЭС:

Добромысленская (Витебская обл.) -- 200 кВт;

Гонолес (Минская обл.) -- 250 кВт;

Войтовщизненская (Гродненская обл.) -- 150 кВт;

Жемыславльская (Гродненская обл.) -- 160 кВт.

В Беларуси технически возможно и экономически целесообразно восстановить и соорудить новые ГЭС общей электрической мощностью 100--120 МВт, что эквивалентно ежегодной выработке электроэнергии 300--360 млн кВт-ч или ежегодной экономии 100 тыс. т у.т.

Кроме того, можно использовать гидроэнергетический потенциал существующих на малых реках водохранилищ неэнергетического назначения путем пристройки к ним ГЭС общей установленной мощностью 6 тыс. кВт с годовой выработкой электроэнергии 21 млн кВт-ч.

В планах энергетиков -- строительство каскада гидроэлектростанций на Западной Двине. Начато строительство первой из них мощностью 29 МВт. Запланированы две ГЭС на Немане мощностью 45 МВт, однако сроки строительства пока не определены.

Завершена разработка проекта по сооружению каскада малых ГЭС на реке Котра, что неподалеку от Гродно. На каждой из них намечено установить по 4 турбины мощностью 50 кВт каждая. За последние годы на Гродненщине, которая, кстати, лишь на 30 % обеспечивается собственной электроэнергией, сооружены три малые ГЭС. Еще несколько из числа ранее действовавших восстановлены. В настоящее время реконструируются еще две, на очереди -- строительство так называемой испытательной ГЭС, которая разместится на приграничном Августовском канале и будет использоваться для обучения обслуживающего персонала станций и проверки новых технологий, различных типов и модификаций гидротехнического оборудования. По оценке специалистов, за счет малых ГЭС только на Гродненщине можно получать ежегодно несколько десятков миллионов киловатт-часов электроэнергии. Предусмотрено сооружение более двух десятков малых ГЭС на реках и водохранилищах, а также свыше 10 ветроэнергетических установок.

В настоящее время мощности белорусской энергосистемы составляют более 7,8 тыс. МВт. В белорусской энергосистеме задействованы 25 электростанций, шесть мини-ТЭЦ, 35 крупных котельных, 20 гидроэлектростанций, около 1,3 тыс. электроподстанций, а также около 265 тыс. км линий электропередачи.

Установленная мощность имеющихся в республике 20 ГЭС на 1 января 2004 г. составила 10,9 МВт. Ежегодно за счет использования гидроресурсов вырабатывается около 28 млн. кВт-ч электроэнергии, что эквивалентно вытеснению импортного топлива в размере 7,9 тыс. т усл. т. Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси составляет 850 МВт, в том числе технически доступная - 520 МВт, а экономически целесообразная - 250 МВт5.

В настоящее время в Беларуси общая мощность малых ГЭС составляет около 0,8 % ее возможных к техническому использованию гидроэнергоресурсов. Для сравнения: в Китае их освоено 12 %.

В современных условиях Беларуси использование энергии течения рек представляется перспективным путем решения проблемы уменьшения зависимости энергетики республики от импорта топлива, что также будет способствовать улучшению экологической обстановки.

5. Малая теплоэнергетика

Данный раздел представлен в основном высокоэкономичными блок-ТЭЦ, оборудованными паротурбинными, газотурбинными и парогазовыми установками мощностью до 6000 кВт, обеспечивающими выработку электроэнергии по теплофикационному циклу с минимальными удельными расходами топлива. 1 МВт установленной мощности на таких ТЭЦ при 5000 часов использования этой мощности дает экономию органического топлива в размере 800-900 тонн условного топлива в год. В расчете на 1 Гкал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ экономия топлива составляет порядка 300 т у.т./год, для высокотемпературной ГТУ - 800 т у. т./год, для ПГУ - 1400 т у. т./год.

В предшествующие 20-25 лет в условиях технического прогресса крупных тепловых электростанций, развития ядерной энергетики и низкой стоимости топлива мелкие ТЭЦ потеряли свою конкурентоспособность, и строительство их было прекращено. В настоящее время с изменением экономической конъюнктуры малые ТЭЦ вновь обретают свои преимущества. Кроме высокой экономичности, их важными достоинствами являются быстрота сооружения, небольшие единовременные капиталовложения и возможность строительства за счет всех отраслевых министерств и ведомств. Прежде всего, они рассматриваются как источники экономии энергоресурсов. Но при быстром развороте потенциала малой энергетики она может существенно смягчить дефицит мощности в энергосистеме, что исключительно актуально для Беларуси.

Основная сфера применения малых ТЭЦ - это промузлы, а также средние и малые города, имеющие определенную концентрацию и продолжительность использования тепловых нагрузок, прежде всего промышленных. В ряде случаев малые теплофикационные установки могут устанавливаться на действующих и новых промышленных и промышленно-отопительных котельных.

Учитывая отсутствие в Беларуси энергомашиностроительной базы и наличие в России заводов по производству основного оборудования для паротурбинных и газотурбинных мини- и малых ТЭЦ, следует ориентироваться на создание подобных ТЭЦ с паротурбинными противодавленческими (отопительными, промышленными) агрегатами низких и средних начальных параметров пара.

Российским АО "Калужский турбинный завод" создаются блочные турбоагрегаты малой мощности, рассчитанные на начальные параметры пара промышленных котлов 1,3-1,4 МПа. Отработанный пар после турбины давлением 0,4-0,12 МПа используется на технологические нужды предприятия либо для нагрева воды системы теплоснабжения.

Турбогенератор ТГ 0,6/0,4 Р 12/4 мощностью 600 кВт уже запущен в производство. Первые четыре агрегата установлены и эксплуатируются с 1996 г. в котельных Старобинского и Усяжского торфобрикетных заводов Беларуси. Сегодня выпускаются модификации этого базового турбогенератора, соответствующие 400, 500, 600 и 750 кВт с расходом свежего пара от 10 до 22 т/ч в зависимости от величины противодавления.

Агрегаты намечены к установке в районных отопительных котельных Минтопэнерго. В частности, речь идет о РК-1 в Молодечно, РК-1 в Бресте, котельной "Северная" в Гродно, котельной "Восточная" в Витебске.

Ведется работа над созданием турбин аналогичной серии мощностью 1,2-1,5 и 2-2,5 МВт.

Предварительно потенциальные возможности малой тепловой энергетики РБ могут быть оценены следующим образом. Наиболее предпочтительными для установки турбин являются примерно 170 котельных, где можно использовать 185 турбин общей мощностью 212 МВт при следующей единичной мощности агрегатов: 100 шт. по 400-600 кВт, 50 шт. по 800-1200 кВт, 20 шт. по 2000-2500 кВт, 15 шт. по 3500 кВт.

За ближайшие годы в котельных Минтопэнерго РБ, Минжилкомхоза РБ, Белтопгаза и других отраслей может быть введено до 40 турбоагрегатов мощностью 0,4-3,5 мВт, что будет обеспечивать ежегодную экономию порядка 50 тыс. т у. т. Темпы ввода мощностей будут зависеть в основном от условий и объемов инвестирования.

Срок окупаемости устанавливаемых в котельных энергоустановок зависит от их мощности, режима использования и местных условий. При удельной стоимости турбогенераторных установок $180-220 за кВт и наиболее благоприятных условиях их эксплуатации (использование номинальной электрической и тепловой мощности в течение 7000-8000 часов в год) срок возврата капитала составит 2,5-3 года, а при менее благоприятных условиях - 4-5 лет, что тоже вполне приемлемо для рыночных экономических условий.

Наряду с малыми паротурбинными установками необходимо развернуть работы по созданию дизель-генераторных теплофикационных установок, которые по опыту зарубежных стран найдут широкое применение в энергоснабжении сельских поселений и массивов индивидуальной жилой застройки. Эта актуальная социальная и энергосберегающая проблема требует незамедлительного решения.

Сегодня на белорусском рынке представлено не только российское, но и западное высокоэффективное энергетическое оборудование таких известных фирм, как "Skoda-PBS" (Чехия) и "Simens" (Германия). При этом западные фирмы предлагают поставку оборудования в предельно короткие сроки на вполне приемлемых экономических условиях.

Заключение

За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан. Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного "корма". Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти. И вот новый виток: в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже. Замена? Нужен новый лидер энергетики.

Им, несомненно, станут ядерные источники. Запасы урана, если, скажем, сравнивать их с запасами угля, вроде бы не столь уж и велики. Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь. А итог таков: при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить, считается, в сто тысяч раз меньше средств и труда, чем при извлечении энергии из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю... Всегда было так: следующий источник энергии был и более мощным. То была, если можно так выразиться, "воинствующая" линия энергетики. В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков. Но времена изменились. Сейчас, в начале ХХI века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика "щадящая", построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении. Яркий пример тому - быстрый старт электрохимической энергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная. Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, кварках, "черных дырах", вакууме, - это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать «Завтрашним Днем Энергетики».

Список литературы

1. Самойлов М.В., Паневчик В.В., Ковалев А.Н. Основы энергосбережения: учебное пособие. - Минск: БГЭУ, 2002. - 198 с.

2. Соболь В. Р., Кириленко А. И. К проблеме использования излучения солнца как дополнительного возобновляемого источника энергии: материалы Международной научно-технической конференции, 29-30 ноября 2006 г. - г. Минск: Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет", 2006. - С. 141-144.

3. Тарасенко, В. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь: учебное пособие. - Минск,2005. - № 2. - С. 31-33.

4. Ермашкевич, В. Н. Возобновляемые источники энергии Беларуси: прогноз, механизмы реализации: учебное пособие / В. Н. Ермашкевич, Ю. Н. Румянцева; ред. П. Г. Никитенко, рец. В. В. Кузьмич, рец. А. В. Бережной; Национальная академия наук Беларуси, Институт экономики, Белорусский институт правоведения. - Минск: БИП-С, 2004. - 121 с.

5. Монич, Е. И. Оценка эффективности использования возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь / Е. И. Монич // Труды Белорусского государственного технологического университета. Сер. VII, Экономика и управление / Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет". - Минск, 2009. - Вып. 17. - С. 242-244.

Размещено на Allbest.ru