Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Инновационное энергосбережение

энергетика инновационный нетрадиционный

Энергоэффективность и энергосбережение - сегодня оказались актуальны для всех нас, как никогда ранее!

Почти все сайты об альтернативных источниках энергии, рассказывающие об инновационных технологиях в энергосбережении и эффективности использования энергоресурсов, предлагающие ветрогенераторы, солнечные батареи и солнечные коллекторы, почему-то чаще всего концентрируют внимание на технических характеристиках.

Мы же хотим предложить вам в первую очередь более широкий взгляд на эту тему, показать направление движения этого важнейшего вектора развития нас с вами, как части человечества.

И наилучшим вступлением к дальнейшему нашему материалу мы считаем прекраснейший фильм о гениальнейшем представителе человечества - Николе Тесле, который считал, что мы сможем получать природное электричество в неограниченных количествах и пользоваться им бесплатно, как мы сейчас еще пользуемся воздухом. Это электричество продвинет весь наш мир к поистине фантастическим вершинам всеобщего прогресса.

Энергия! Это слово всегда соответствовало понятию Силы. Еще со времен Прометея человечество продолжает учиться искусству овладения, сохранения и использования энергии-силы.

Мечты о вечном двигателе, вечной силе, дающей бессмертие. В этой энергии-силе нуждаются все - от каждой клеточки живого организма до промышленных гигантов и космических кораблей.

Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израсходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше.

Эксперты считают, что человечество в целом преодолело уже три волны своего развития и вступает в четвертую, которая берет свое начало в прошлом. ХХ веке. Очень важно отметить, что все аспекты жизни во время первых трех волны развития напрямую зависели от орудий и средств производства, а не от имеющейся в распоряжении энергии. Первая волна развития человечества была обусловлена кочевым способом жизни, поэтому главным орудием производства был конь и охотничье оружие. Во время второй волны - оседлой сельскохозяйственной жизни главным средством производства была земля и работники на ней. Во время третьей волны - индустриально-промышленной все зависело от станков и промышленных технологий.

А вот особенности четвертой волны, в которую мы ступили, имеет существенные качественные отличия от предыдущих трех и выражаются они в том, что уже не орудия труда и средства производства обуславливают характеристики жизни, а информация и энергия становятся условным стержнем, вокруг которого развиваются другие аспекты хозяйствования и жизни в целом. Если в конце XIX века энергия играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже перед Второй мировой войной в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым пользовался первобытный человек для согревания, то есть при сжигании топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. Правда, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее.

Возросшие требования к защите окружающей среды потребовали нового подхода к энергетике. В разработке Энергетической программы принимают участие виднейшие ученые и специалисты различных сфер.

С помощью новейших математических моделей электронно-вычислительные машины рассчитываются сотни вариантов структуры будущего энергетического баланса. Рассматриваются новые принципиальные решения, определяющие стратегию развития энергетики на грядущие десятилетия. Должно сократиться использование нефти. Существенно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях и мощнейшее развитие получат технологии получения альтернативной электроэнергии из возобновляемых природных источников.

По информации американского издания Washington Profile, в 2009 году Экспертный проект TechCast опубликовал набор наиболее вероятных сценариев развития человечества на ближайшие десятилетия. В этом авторитетном прогнозе среди многих важнейших аспектов жизни человечества, рассмотрены и тенденции развития мирового хозяйства в области использования возобновляемых природных источников электроэнергии.

Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что уже в ближайшие 5-10 лет оценка «состоятельности» государств будет производиться не в пересчете на баррель нефти, как это делается сейчас, а в пересчете на кВт получаемой и используемой электроэнергии.

Это важнейшее изменение базовой расчетной единицы во всем мире повлечет за собой реорганизацию рейтингов мирового авторитета и влияния именно в зависимости от возможностей стран уделять достаточное и даже первоочередное внимание развитию и внедрению инновационных технологий в проектах по выработке собственной электроэнергии.

Бурное развитие получат как совершенно новые сферы применения источников альтернативной энергетики, так и новые, неожиданные возможности такого использования возобновляемых энергоресурсов в уже известных областях хозяйствования.

По словам экспертов, уже примерно к 2020 году ощутимо проявятся результаты начала новой высокотехнологической революции. Ее движущими силами станут «зеленый» бизнес, альтернативная энергетика и иные практики, направленные на улучшение качества жизни человека, не угрожающее окружающей среде. Большой бизнес в массе своей перейдет на экологические рельсы.

А к 2030 году примерно треть энергии будут получать из возобновляемых источников. Бурное развитие ожидает сельское хозяйство, все виды транспорта, будет широко распространен космический туризм. Электроэнергия перестанет быть дефицитом, аварии на линиях электропередач и подстанциях, оставляющие без света сотни тысяч человек, уйдут в прошлое. Правда, им на смену могут прийти аналогичные аварии в информационных сетях.

В то же время, произойдет кризис индустриализации. Многие государства столкнутся с проблемой невозможности дальнейшего развития промышленных производств. Вероятны экологические кризисы, которые усилят внимание ведущих компаний к природным источникам энергии. С аналогичными прогнозами аналитики TechCast выступали и ранее, заявляя, что в ближайшие 10-15 лет человечество перейдет на использование энергии Солнца, ветра, прибоя, термальных источников и других, даже не предполагаемых сегодня, природных ресурсов.

В специальной комиссии ООН также разработана Концепция устойчивого развития человечества, которая была сформулирована еще в 1992 году на Конференции в Рио-де-Жанейро.

Участники Конференции пришли к выводу, что человечество не может продолжать развиваться традиционным путем, который характеризуется нерациональным использованием природных ресурсов и прогрессирующим негативным воздействием на окружающую среду. Если развивающиеся страны пойдут тем же путем, каким развитые страны достигли своего благополучия, то глобальная экологическая катастрофа будет неизбежна. Требования неисчерпаемости используемых энергетических ресурсов и экологической чистоты, заложенные в Концепции, удовлетворяют двум важнейшим принципам устойчивого развития - соблюдение интересов будущих поколений и сохранение окружающей среды. Анализируя остальные принципы и особенности концепции устойчивого развития, можно заключить, что к энергетике в данном случае следует предъявить, как минимум, два дополнительных требования:

- обеспечение энергопотребления (в том числе, энергетических услуг населению) не ниже определенного социального минимума;

- развитие национальной энергетики (так же, как и экономики) должно быть взаимно скоординировано с развитием ее на региональном и глобальном уровнях.

Первое вытекает из принципов приоритета социальных факторов и обеспечения социальной справедливости: для реализации права людей на здоровую и плодотворную жизнь, уменьшения разрыва в уровне жизни народов мира, искоренения бедности и нищеты, необходимо обеспечить определенный прожиточный минимум, в том числе, удовлетворение минимально необходимых потребностей в энергии населения и экономики.

Второе требование связано с глобальным характером надвигающейся экологической катастрофы и необходимостью скоординированных действий всего мирового сообщества по устранению этой угрозы. Даже страны, имеющие достаточные собственные энергетические ресурсы, не могут изолированно планировать развитие своей энергетики из-за необходимости учитывать глобальные и региональные экологические и экономические ограничения.

В этой связи можно привести выводы разработок иркутских ученых, сделанные с учетом исследования перспектив развития энергетики мира и его регионов в XXI веке, в которых наряду с обычно ставящимися целями определения долгосрочных тенденций в развитии энергетики, сделана попытка проверки получаемых вариантов развития энергетики на устойчивость.

В 1998-2000 гг. сотрудниками ИСЭМ СО РАН презентуется довольно реалистичное представление о будущем энергетики, ее возможном влиянии на окружающую среду, необходимых экономических затратах и др. Основным инструментом исследований являлась Глобальная энергетическая модель GEM-10R. Эта модель - оптимизационная, линейная, статическая, многорегиональная.

Как правило, мир делился на 10 регионов: Северная Америка, Европа, страны бывшего СССР, Латинская Америка, Китай и др. Модель оптимизирует структуру энергетики одновременно всех регионов с учетом экспорта-импорта топлива и энергии по 25-летним интервалам - 2025, 2050, 2075 и 2100 гг.

Оптимизируется вся технологическая цепочка, начиная с добычи (или производства) первичных энергоресурсов, кончая технологиями производства четырех видов конечной энергии (электрической, тепловой, механической и химической).

В модели представлено несколько сот технологий производства, переработки, транспорта и потребления первичных энергоресурсов и вторичных энергоносителей. Предусмотрены экологические региональные и глобальные ограничения (на выбросы CO_2, SO₂ и твердых частиц), ограничения на развитие технологий, расчет затрат на развитие и функционирование энергетики регионов, определение двойственных оценок и др. Первичные энергетические ресурсы (в том числе, возобновляемые) в регионах задаются с разделением на 4-9 стоимостных категорий.

Анализ результатов показал, что полученные варианты развития энергетики мира и регионов по-прежнему трудно реализуемы и не вполне отвечают требованиям и условиям устойчивого развития мира в социально-экономических аспектах. В частности, рассматривавшийся уровень энергопотребления представился, с одной стороны, трудно достижимым, а с другой стороны - не обеспечивающим желаемого приближения развивающихся стран к развитым по уровню душевого энергопотребления и экономического развития (удельному ВВП).

В связи с этим был выполнен новый прогноз энергопотребления (пониженного) в предположении более высоких темпов снижения энергоемкости ВВП и оказания экономической помощи развитых стран развивающимся.

Высокий уровень энергопотребления определен исходя из удельных ВВП, в основном соответствующих прогнозам Мирового банка. При этом в конце XXI века развивающиеся страны достигнут лишь современного уровня ВВП развитых стран, т.е. отставание составит около 100 лет. В варианте низкого энергопотребления размер помощи развитых стран развивающимся принят исходя из обсуждавшихся в Рио-де-Жанейро показателей: около 0,7 % ВВП развитых стран, или 100-125 млрд. дол. в год. Рост ВВП развитых стран при этом несколько уменьшается, а развивающихся - увеличивается. В среднем же по миру душевой ВВП в этом варианте увеличивается, что свидетельствует о целесообразности оказания такой помощи с точки зрения всего человечества. Душевое потребление энергии в низком варианте в промышленно развитых странах стабилизируется, в развивающихся - возрастет к концу века примерно в 2,5 раза, а в среднем по миру - в 1,5 раза по сравнению с 1990 г.

Использование отдельных видов первичных энергоресурсов характеризуется следующими особенностями. Нефть во всех сценариях расходуется примерно одинаково - в 2050 г. достигается пик ее добычи, а к 2100 г. дешевые ресурсы исчерпываются полностью или почти полностью Природный газ - добыча непрерывно увеличивается в течение всего века, достигая максимума в его конце. Две наиболее дорогие категории (нетрадиционный метан и метаногидраты) оказались неконкурентоспособными. Газ используется для производства всех видов конечной энергии, но в наибольшей степени - для производства тепла. Уголь и ядерная энергия подвержены наибольшим изменениям в зависимости от вводимых ограничений. Будучи примерно равноэкономичными, они замещают друг друга, особенно в "крайних" сценариях. В наибольшей мере они используются на электростанциях. Значительная часть угля во второй половине века перерабатывается в синтетическое моторное топливо, а ядерная энергия в сценариях с жесткими ограничениями на выбросы CO₂ в больших масштабах используется для получения водорода. Очень важно, что дополнительные затраты на уменьшение выбросов CO₂ должны нести, главным образом, развивающиеся страны. Между тем, эти страны, с одной стороны, не виновны в создавшемся с тепличным эффектом положении, а с другой - просто не имеют таких средств. Получение же этих средств от развитых стран, несомненно, вызовет большие трудности и это - одна из серьезнейших проблем достижения устойчивого развития. Возобновляемые источники энергии - их использование существенно различается в разных сценариях. Устойчиво используются лишь традиционные гидроэнергия и биомасса, а также дешевые ресурсы ветра и солнца. Остальные виды ВИЭ развиваются по мере необходимости. Рассмотрим более подробно выводы ученых о нетрадиционных источниках энергии.

Итак, к сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет, израсходованы они будут за сотни.

Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Однако, многие нефтедобывающие страны живут исключительно сегодняшним днем. Они нещадно расходуют подаренные им природой нефтяные запасы. Что же произойдет, когда неизбежно месторождения нефти и газа будут исчерпаны? Вероятность скорого истощения мировых запасов топлива, а также ухудшение экологической ситуации в мире, (переработка нефти и довольно частые аварии во время ее транспортировки представляют реальную угрозу для окружающей среды) заставили более внимательно отнестись к другим видам топлива, способных заменить нефть и газ.

Сейчас в мире все больше ученых инженеров занимаются поисками новых, нетрадиционных источников которые могли бы взять на себя хотя бы часть забот по обеспечению человечества энергией.

Известные на сегодня нетрадиционные возобновляемые источники энергии включают солнечную, ветровую, геотермальную энергию, биомассу и энергию Мирового океана.

Энергия Солнца. В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможности отдельно. Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0,0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5% - полностью покрыть потребности на перспективу. Но, к сожалению, нынешними технологиями невозможно реализовать эти огромные потенциальные ресурсы в больших масштабах.

Но если не можешь съесть торт целиком, кушай его по кусочкам.

Сегодня солнечные батареи и солнечные коллекторы позволяют достаточно устойчиво получать электрическую энергию и тепло.

Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы. Быстрое развитие гелиоэнергетики стало возможным благодаря снижению стоимости фотоэлектрических преобразователей в расчете на 1 Вт установленной мощности с 1000 долларов в 1970 году до 3-5 долларов в 1997 году и повышению их КПД с 5 %до 35%, а в лабораториях - свыше 43%.

Уменьшение стоимости солнечного ватта до 50 центов позволит гелиоустановкам конкурировать с другими автономными источниками энергии. Первые попытки использования солнечной энергии на коммерческой основе относятся к 80-м годам прошлого столетия. Крупнейших успехов в этой области добилась фирма Loose Industries (США). Ею в декабре 1989 года введена в эксплуатацию солнечно-газовая станция мощностью 80 МВт. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующим в ней теплоносителем. Нагретый за счёт солнечной энергии, поглощённой коллектором, теплоноситель поступает для непосредственного использования. Здесь же, в Калифорнии, в 1994 году было введено еще 480 МВт электрической мощности, причем, стоимость 1 кВт/ч энергии - 7-8 центов. Это ниже, чем на традиционных станциях. В ночные часы и зимой энергию дает, в основном, газ, а летом и в дневные часы - солнце. Электростанция в Калифорнии продемонстрировала, что газ и солнце, как основные источники энергии ближайшего будущего, способны эффективно дополнять друг друга. Поэтому не случаен вывод, что в качестве партнера солнечной энергии должны выступать различные виды жидкого или газообразного топлива. Наиболее вероятной “кандидатурой” предположительно может быть водород. Его получение с использованием солнечной энергии, например, путем электролиза воды может быть достаточно дешевым, а сам газ, обладающий высокой теплотворной способностью, легко транспортировать и длительно хранить. Отсюда вывод: наиболее экономичная возможность использования солнечной энергии, которая просматривается сегодня - направлять ее для получения вторичных видов энергии в солнечных районах земного шара. Полученное жидкое или газообразное топливо можно будет перекачивать по трубопроводам или перевозить танкерами в другие районы. С тех пор человечество накопило уже огромный опыт продвижения в использовании солнечной энергии. Примеры об этом вы найдете на нашем сайте, как и среднемесячные данные о солнечном излучении на территории Украины.

Ветровая энергия. Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить наши потребности в электроэнергии! Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику во многих регионах (карту ветров Украины смотри здесь). Почему же столь обильный, доступный да и экологически чистый источник энергии так слабо используется?

В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Техника XX века открыла совершенно новые возможности для ветроэнергетики, задача которой - получение электроэнергии.

В начале века Н.Е. Жуковский разработал теорию ветродвигателя, на основе которой могли быть созданы высокопроизводительные установки, способные получать энергию от самого слабого ветерка. Появилось множество проектов ветроагрегатов, несравненно более совершенных, чем старые ветряные мельницы.

В новейших проектах используются достижения многих отраслей знания. В наши дни к созданию конструкций ветроколеса - сердца любой ветроэнергетической установки привлекаются специалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти, исследовать его в аэродинамической трубе. Усилиями ученых и инженеров созданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок. Не все знают, что первой лопастной машиной, использовавшей энергию ветра, был парус. Парус и ветродвигатель кроме одного источника энергии объединяет один и тот же используемый принцип. Исследования Ю.С. Крючкова показали, что парус можно представить в виде ветродвигателя с бесконечным диаметром колеса. Парус является наиболее совершенной лопастной машиной, с наивысшим коэффициентом полезного действия, которая непосредственно использует энергию ветра для движения. Ветроэнергетика, использующая ветроколеса и ветрокарусели, возрождается сейчас, прежде всего, в наземных установках. Во многих передовых странах уже построены и эксплуатируются коммерческие установки. Проекты наполовину финансируются из государственного бюджета. Вторую половину инвестируют будущие потребители экологически чистой энергии.

Первые разработки теории ветродвигателя относятся к 1918 г. В. Залевский заинтересовался ветряками и авиацией одновременно. Он начал создавать полную теорию ветряной мельницы и вывел несколько теоретических положений, которым должна отвечать ветроустановка. В начале ХХ века интерес к воздушным винтам и ветроколесам не был обособлен от общих тенденций времени - использовать ветер, где это только возможно. Первоначально наибольшее распространение ветроустановки получили в судоходстве и сельском хозяйстве. Воздушный винт использовали для привода судовых механизмов. На всемирно известном “Фраме” он вращал динамомашину. На парусниках ветряки приводили в движение насосы и якорные механизмы.

В России к началу прошлого века вращалось около 2500 тысяч ветряков общей мощностью миллион киловатт. После 1917 года мельницы остались без хозяев и постепенно разрушились. Правда, делались попытки использовать энергию ветра уже на научной и государственной основе. В 1931 году вблизи Ялты была построена крупнейшая по тем временам ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт, а позднее разработан проект агрегата на 5000 кВт. Но реализовать его не удалось, так как Институт ветроэнергетики, занимавшийся этой проблемой, был закрыт.

Неудавшиеся попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике сороковых годов XX века не были случайны. Нефть оставалась сравнительно дешевой, резко снизились удельные капитальные вложения на крупных тепловых электростанциях, освоение гидроэнергии, как тогда казалось, гарантирует и низкие цены, и удовлетворительную экологическую чистоту. Хотя в нашей стране далеко не все убеждены в необходимости развивать альтернативную энергетику вообще и ветроэнергетику в частности, на Западе ей придается большое значение. В Швеции, Швейцарии, Австрии, Норвегии, Канаде вклад возобновляемых источников энергии в энергетику стран уже превысил 25%.

На западе ветряки устанавливают не только на суше, но и на мелководье в море. Особенно популярны такие ВЭС в Дании, где земля очень дорогая. В стране с населением 5,1 млн. человек сейчас действуют 6000 экологически чистых ветроэлектростанций, построенных за последние десять лет. Их суммарная мощность 1800 мВт, уже сейчас они покрывают 12% потребности Дании в электричестве

Существенным недостатком энергии ветра является ее изменчивость во времени, но существуют способы и технические решения его компенсации. Например, для ВЭС (ветро-энергетических станций) можно этот недостаток скомпенсировать за счет расположения ветроагрегатов. Если в условиях полной автономии объединить несколько десятков крупных ветроагрегатов, то средняя их мощность будет постоянной. Для отдельных автономно работающих ВЭУ (ветро-энергетических установок) существуют другие технические решения, которые показывают также прекрасные результаты. Ветрогенераторы могут работать как самостоятельные источники электроэнергии, дополнительно-аварийные или комбинированные (гибридные) При наличии других источников энергии ветрогенератор может существенно дополнять существующие. Очень хорошие результаты дают сочетания ветровых установок с солнечными батареями. И, наконец, от ветродвигателя можно непосредственно получать механическую энергию.

Термальная энергия земли. Мощность извержения многократно превышает мощность самых крупных энергетических установок, созданных руками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических извержений говорить не приходится - нет пока у людей возможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к счастью, извержения эти достаточно редкие события. Но это проявления энергии, таящейся в земных недрах, когда лишь крохотная доля этой неисчерпаемой энергии находит выход через огнедышащие жерла вулканов.

Маленькая европейская страна Исландия полностью обеспечивает себя помидорами, яблоками и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы получают энергию от тепла земли - других местных источников энергии в Исландии практически нет. Зато очень богата эта страна горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанами горячей воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя не исландцам принадлежит приоритет в использовании тепла подземных источников, жители этой маленькой северной страны эксплуатируют подземную котельную очень интенсивно.

Все о тепловых насосах можно посмотреть здесь.

Энергия внутренних вод. Раньше всего люди научились использовать энергию рек. Но в золотой век электричества, произошло возрождение водяного колеса в виде водяной турбины. Электрические генераторы, производящие энергию, необходимо было вращать, а это вполне успешно могла делать вода. Можно считать, что современная гидроэнергетика родилась в 1891 году. Преимущества гидроэлектростанций очевидны - постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Да и опыт постройки и эксплуатации водяных колес мог бы оказать немалую помощь гидроэнергетикам.

Гидроэлектростанции являются наиболее экономически выгодным источником энергии. Но имеют недостатки - при транспортировке электроэнергии по линиям электропередач происходят потери до 30% и создаётся экологически опасное электромагнитное излучение. Пока людям служит лишь небольшая часть гидроэнергетического потенциала земли. Ежегодно огромные потоки воды, образовавшиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными. Если бы удалось задержать их с помощью плотин, человечество получило бы дополнительно колоссальное количество энергии.

Энергия биомассы. В США в середине 70-х годов группа специалистов в области исследования океана, морских инженеров и водолазов создала первую в мире океанскую энергетическую ферму на глубине 12 метров под залитой солнцем гладью Тихого океана вблизи города Сан-Клемент. На ферме выращивались гигантские калифорнийские бурые водоросли. По мнению директора проекта доктора Говарда А. Уилкокса, сотрудника Центра исследования морских и океанских систем в Сан-Диего (Калифорния), "до 50 % энергии этих водорослей может быть превращено в топливо - в природный газ метан. Океанские фермы будущего, выращивающие бурые водоросли на площади примерно 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, которой хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности американского города с населением в 50 000 человек". К биомассе, кроме водорослей, можно также отнести и продукты жизнедеятельности домашних животных.

Выводы экспертов и ученых можно выделить ряд общих тенденций и особенностей в развитии энергетики мира в нынешнем столетии.

1. В XXI в. неизбежен значительный рост мирового потребления энергии, в первую очередь, в развивающихся странах. В промышленно развитых странах энергопотребление может стабилизироваться примерно на современном уровне или даже снизиться к концу века.

2. Человечество в достаточной мере обеспечено энергетическими ресурсами на XXI век, но удорожание энергии неизбежно. Ежегодные затраты на мировую энергетику возрастут в 2,5-3 раза к середине века и в 4-6 раз к концу его по сравнению с 1990 г. Средняя стоимость единицы конечной энергии увеличится в эти сроки, соответственно, на 20-30 и 40-80 % (увеличение цен на топливо и энергию может быть еще значительнее).

3. Введение глобальных ограничений на выбросы CO₂ (наиболее важного тепличного газа) очень сильно повлияет на структуру энергетики регионов и мира в целом. Попытки сохранения глобальных выбросов на современном уровне следует признать нереальными из-за трудно разрешимого противоречия: дополнительные затраты на ограничение выбросов СО₂ должны будут нести преимущественно развивающиеся страны, которые, между тем, "не виновны" в создавшейся проблеме и не имеют необходимых средств; развитые же страны вряд ли захотят и смогут оплатить такие затраты. Реалистичным с точки зрения обеспечения удовлетворительных структур энергетики регионов мира (и затрат на ее развитие) можно считать ограничение во второй половине века глобальных выбросов CO₂ до 12-14 Гт С/год, т.е. до уровня примерно в два раза выше, чем было в 1990 г. При этом сохраняется проблема распределения квот и дополнительных затрат на ограничение выбросов между странами и регионами.

4. Развитие ядерной энергетики до последних событий в Японии представлялось наиболее эффективное средство получения электроэнергии и снижения выбросов CO₂. Ранее расчеты по безопасности АЭС предполагали вероятность крупных аварий едва ли не один случай на тысячи лет. Однако, Чернобыль и Фукусима - две крупные катастрофы всего за 25 лет, а также поломки АЭС на юге Чехии и другие менее известные нештатные ситуации в атомной энергетики свидетельствуют о необходимости постепенной замены этих опасных технологий на более экологичные во всех отношениях способы получения энергии. Как, например, готовится это сделать Германия.

5. Непременное условие перехода к устойчивому развитию - помощь (финансовая, техническая) наиболее отсталым странам со стороны развитых стран. Для получения реальных результатов такая помощь должна быть оказана в самые ближайшие десятилетия, с одной стороны, для ускорения процесса приближения уровня жизни развивающихся стран к уровню развитых, а с другой - чтобы такая помощь еще могла составить заметную долю в быстро увеличивающемся суммарном ВВП развивающихся стран.

Украинские реалии развития альтернативной энергетики.

В Украине сложились условия для развития нетрадиционной энергетики. Зависимость Украины от импорта основных энергоносителей вынуждает правительство и бизнес развивать альтернативную энергетику, которая сейчас занимает всего 0,2% в общем энергобалансе страны. Спрос на возобновляемые источники энергии в Украине увеличился весной 2009 года с принятием Верховной радой Украины «зеленых» тарифов для разных видов нетрадиционной энергии. Компании, получившие лицензию Нацкомиссии регулирования электроэнергетики (НКРЭ), имеют право продавать электроэнергию в общую сеть с коэффициентом 0,8-4,6 от розничного тарифа для потребителей второго класса напряжения (свыше 35 кВт). А привязка тарифа к курсу евро позволила снизить валютные риски инвесторов. Аналитик НИЦ «Укрбиоэнергия» Виталий Винниченко: «До утверждения «зеленых» тарифов генерировать нетрадиционную энергию было невыгодно, поскольку такие проекты требуют серьезных инвестиций. При отсутствии спроса на дорогую энергию на внутреннем рынке компании не были заинтересованы во вложениях. Сейчас участники рынка имеют возможность продавать в энергосеть произведенную электроэнергию по высоким ценам. 24 февраля 2010 года Национальная комиссия регулирования электроэнергетики (НКРЭ) повысила тарифы на производимую из альтернативных источников электроэнергию ("зеленые тарифы") в марте по сравнению с февралем на 0,34%, или на 0,29-1,72 коп/кВт-час до 84,47-506,81 коп/кВт-час. НКРЭ повысила также тариф на производство электроэнергии из энергии ветра на 0,34%, или 0,42 коп/кВт-час до 123,19 коп/кВт-час. Кроме того, комиссия повысила тарифы на производство электроэнергии из энергии солнца для наземных установок на 0,34%, или 1,72 коп/кВт-час до 506,81 коп/кВт-час, на объектах, расположенных на крышах домов на 0,34% до 464,58 коп/кВт-час. Введение «зеленых» тарифов снизило срок окупаемости таких проектов с 15-18 лет до 6-8 лет. Развитию рынка способствуют и вступившие в силу с 1 января 2011 года налоговые льготы для производителей альтернативной энергетики - до 2020 года они освобождены от уплаты налога на прибыль. Компании еще 10 лет смогут ввозить энергосберегающее оборудование без уплаты НДС и таможенных пошлин. Инвесторам стоит поторопиться.

Установки, введенные в эксплуатацию после 2014 года, смогут поставлять электроэнергию в общую энергосеть по сниженному на 10% «зеленому» тарифу, после 2019 года - на 20%, а с 2024 года - на 30%. Наиболее перспективными регионами для развития ветровой и солнечной электроэнергетики являются Запорожская, Херсонская, Донецкая, Луганская области и Крым, а также ряд областей на Западной Украине. Эти регионы имеют также и достаточно высокий уровень солнечного излучения - 3-3,5 кВт/кв. м, силы ветра - 15-25 м/сек. До принятия «зеленых» тарифов около 30 компаний, специализирующихся на альтернативной энергетике, не могли аккумулировать средства на модернизацию мощностей. Но, несмотря на установленные государством высокие «зеленые» тарифы, таможенные и налоговые льготы, рынок производства и сбыта энергии, полученной из нетрадиционных источников, еще не сформирован. Хотя законодательством предусмотрена возможность продажи альтернативной электроэнергии потребителям напрямую, ее единственным покупателем пока является госпредприятие «Энергорынок». Сейчас еще отсутствуют экономические стимулы, которые заставят потребителей выкупать у участников рынка более дорогую экологически чистую энергию. Расширить рынок сбыта позволит обязательное квотирование потребления альтернативной электроэнергии.

Не способствует увеличению спроса на возобновляемую энергию и сложная процедура подключения производителей к энергосети. Согласно законодательству, процесс получения разрешительной документации на генерацию и сброс в энергосеть должен занимать месяц, но на практике госрегулятор затягивает процедуру до полугода. Кроме того, развитие рынка сдерживает необходимость значительных инвестиций. Стоимость строительства ВЭС мощностью 100 МВт составляет $200-250 млн. евро, а установка солнечных модулей на 100 МВт - $350-500 млн. евро. В Украине иностранные банки чаще вкладывают в менее дорогие проекты. При этом иностранные компании охотнее становятся соинвесторами украинских промышленных групп, чем небольших и менее надежных компаний. Эксперты считают, что наиболее привлекательным для инвесторов станет сегмент ветроэнергетики, который до 2015 года займет 1,5% в структуре энергобаланса страны. Еще 1,3% займет солнечная энергетика. При этом работа одной ветроэлектростанции мощностью 2 МВт позволит сэкономить 4,7-5 тыс. кубометров природного газа. Развивать энергогенерацию намерены такие крупные компании, как ДТЭК, «Смарт-холдинг», «Луганское энергетическое объединение». «ДТЭК планирует построить первую ВЭС мощностью 200 МВт на востоке Украины в период 2011-2014 годов. Объем инвестиций в проект превысит 300 млн. евро. В планах компании - сформировать портфель проектов ВЭС общей мощностью более 1 тыс. МВт». В «Смарт-холдинге», помимо реализации пилотного проекта в Херсонской или Николаевской области мощностью 25 МВт, заинтересованы в выпуске комплектующих, производстве отдельных элементов ветроэнергетических установок на базе собственных машиностроительных и судостроительных активов. 18 февраля 2011 г. Американский представитель фирмы «Euvroсape» П. Брайан выступал перед депутатами Приазовского района Запорожской области с презентацией программы по ветроэнергетике. Это уже третья компания, желающая внедрить альтернативные технологии в этом регионе. «Euvroсape» вышла на украинский рынок в 2008 г., сейчас активно работает в Запорожской области. Депутаты приняли к сведению информацию Питера Брайана. Не понравилось им только одно - продавать электроэнергию «Euvroсape», в соответствии с законодательством, будет не населению, а облэнерго, монополисту на нашем рынке. Для ветроэнергетики предусмотрены более четкие процедуры утверждения проекта на национальном уровне и оплаты «зеленого» тарифа. Тогда как для солнечной энергогенерации подобные механизмы почти не прописаны. Согласно законодательству, начиная с 2012 года удельный вес материалов, оборудования работ и услуг украинского производства в стоимости проектов должен составлять не менее 30%, а с 2014 года - 50%. А это означает, что необходимо развивать собственное производство энергооборудования для генерации электроэнергии и тепла в Украине, а также использовать энергию и теплоносители украинского производства.

Интерес к сегменту солнечной энергетики обусловлен, прежде всего, экономически выгодными «зелеными» тарифами и возможностью размещения солнечных батарей непосредственно в густонаселенных районах, где ветровые станции установить затруднительно. Наземные объекты солнечной электроэнергетики в Украине сегодня могут получать на уровне 6,06 грн. за кВт*ч (с учетом НДС), или около 60 евроцентов. Рынок же считается интересным при тарифе от 28 евроцентов. Себестоимость получения солнечной энергии постоянно снижается на фоне роста тарифов по другим источника энергии. Рост цен на энергоносители может привести к тому, что доля альтернативной энергетики в энергобалансе увеличится до 4,5-5% к 2015 году. В своем выступлении в феврале 2011 года на инвестиционном Форуме глава нашего государства Янукович В.Ф. заявил о необходимости создания в Украине нового государственного регулятора в сфере энергообеспечения с новыми функциями и новыми полномочиями. Бухгалтерия «зеленых тарифов и экономическая эффективность будет освещена на сайте в ближайшее время.

Размещено на Allbest.ru