Направления альтернативной энергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Экологически чистая альтернативная энергетика - ключевой вопрос устойчивого развития сегодня и безопасного будущего для следующих поколений. Времени для решения этой проблемы осталось совсем не много - всего одно поколение, и мы либо решим эту проблему, либо исчезнем в результате климатической катастрофы - так считают ученые. То, что она приближается, не видят только слепые…

Раньше то, что сейчас называется «альтернативной» энергетикой сейчас, было «безальтернативной» энергетикой в прошлом - и цивилизация была сбалансирована с биосферой, и ее функционирование не разрушало биоту, атмосферу и гидросферу. Белорусы использовали то, что бесплатно дает Бог - энергию Солнца, ветра и воды для решения повседневных нужд.

Бытующее ныне мнение «о бесперспективности» развития альтернативной энергетики в Беларуси и низком природном потенциале не соответствует исторической действительности. После трагедии на Чернобыльской АЭС выяснилось, что собственные запасы нефти почти полностью выбраны, и страна полностью зависима от поставок газа и нефти из России (где эти запасы не беспредельны - кончатся максимум через 50 лет), от альтернативной энергетики почти ничего не осталось. Причин этому много, одна из них в том, что белорусские организации и ученые в течение нескольких десятилетий (еще при существовании БССР) так и не создали ничего работоспособного (в отличие от тракторостроителей, например), не говоря уже о конкурентоспособности белорусской продукции на мировом рынке, а лоббированием развития нетрадиционной энергетики никто, кроме общественных объединений, серьезно не занимается.

1. Возобновляемые источники энергии в Республике Беларусь

Интерес к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) повышается в последние годы во всем мире. Развитие возобновляемой энергетики вызвано, прежде всего, двумя основными факторами: во-первых, это требование природоохранного характера, значение которого возрастает с точки зрения законодательства и условий, принятых Конвенцией по климату в декабре 1997 г.; во-вторых, это требование в отношении мощности производства энергии, согласно которому отдается предпочтение таким формам выработки, которые можно создавать быстрыми темпами и постепенно наращивать. Кроме того, развитие ВИЭ во многих случаях напрямую связано с обеспечением энергетической безопасности страны, от которой напрямую зависит ее суверенитет и независимость.

Проблемы энергетической безопасности Республики Беларусь в значительной мере определяются «слабыми» местами в ее экономике и большой долей импорта энергоресурсов. Основные внутригосударственные направления обеспечения энергетической безопасности включают ряд принципиальных возможностей предотвращения соответствующих угроз, снижения вероятности их возникновения и ослабления последствий. С одной стороны, в стране сложились в значительной мере энергорасточительные производственная и коммунально-бытовая сферы, а с другой - имеются существенные резервы энергосбережения (включая использование ВИЭ) как в самой энергетике, так и в других отраслях народного хозяйства. Вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии является составной частью энергосбережения, целью которого является реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов.

Республика Беларусь не располагает достаточным количеством собственных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) для обеспечения потребностей народного хозяйства. Национальные запасы доступного ископаемого топлива невелики и выбраны практически на 90 %,; устаревающие основные фонды в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве и жилье изношены на 70-90 % и являются энергозатратными, инвестиционный климат в экономике оставляет желать лучшего.

Поэтому вопросы энергетической безопасности для страны вследствие низкой обеспеченности собственными энергоносителями (на уровне 15-18 % от общей потребности) являются важнейшими компонентами национальной и экономической безопасности.

Самая важная, структурообразующая отрасль экономики любой развитой страны - энергетика, динамика ее развития отражает процесс экономического состояния и развития страны, геополитические ситуации и исторические перспективы. Основными причинами резкого снижения потребления энергоресурсов в Республике Беларусь явились снижение промышленного производства, структурные изменения в отраслях народного хозяйства, а также жесткая политика Правительства на всемерную экономию энергоресурсов. При этом весьма существенно изменилась структура используемого топлива по видам. Задачи, стоящие перед энергетиками в настоящее время, можно разделить на две части: внедрение новых технологий при использовании ископаемого топлива и развитие нетрадиционной энергетики, прежде всего ветровой и сезонной солнечной, использование биомассы и отходов местных видов топлива. В качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии с учетом природных, географических и метеорологических условий республики рассматриваются дрова и древесные отходы, гидроресурсы, ветроэнергетический потенциал, биогаз из отходов животноводства, солнечная энергия, фитомасса, твердые бытовые отходы, отходы растениеводства, геотермальные ресурсы. Их динамичное широкое применение в республике очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта; во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми; в-третьих, развитие таких источников повышает энергетическую безопасность государства.

2. Дрова и древесные отходы

Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Прогнозируется систематический и устойчивый рост ресурсов лесного сырья (до 2 раз к 2020 г.) при одновременном улучшении возрастного и породного состава лесов. Централизованная заготовка дров и отходов осуществляется предприятиями Минлесхоза и концерна «Беллесбумпром».

Табл. 1 - Экономический потенциал использования дров и древесных отходов для производства тепловой и электрической энергии

Следует отметить, что древесно-топливными ресурсами обладают все области Республики Беларусь. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить исходя из естественного годового прироста древесины. Для использования древесины из загрязненных районов Гомельской области в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. 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.

3. Гидроэнергетические ресурсы

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.

Фактические и прогнозируемые объемы использования гидроресурсов для производства электрической энергии в Республике Беларусь отражены в табл. 2.

Табл. 2

Основными направлениями развития малой гидроэнергетики в Республике Беларусь являются: сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС. Особого рассмотрения требуют вопросы сооружения каскадов ГЭС на реках Сож, Днепр, Припять, так как возможные масштабы затопления прилегающих территорий ограничены зоной загрязнения радионуклидами.

4. Биогаз из отходов животноводства

Результаты испытаний установок для производства биогаза из отходов животноводческих комплексов подтвердили требование комплексной оценки их эффективности, так как использование их только для получения биогаза экономически неконкурентоспособно с другими видами топлива. Основная составляющая эффекта состоит в том, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистое высококачественное органическое удобрение и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях.

энергия беларусь отходы биогаз

5. Ветроэнергетический потенциал

На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок.

Табл. 3 - Фактические и прогнозируемые годовые объемы использования ветроэнергетического потенциала для производства электрической энергии

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

6. Геотермальные ресурсы

В республике обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод с температурой 50°С на глубине 2 км и 90-100°С на глубине 4 км. Однако высокая минерализация, низкая производительность имеющихся скважин, их малое количество и в целом слабая изученность ситуации не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии на ближайшие 10-15 лет.

Солнечная энергия

По метеорологическим данным в стране в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 - с переменной облачностью и 30 - ясных. Для удовлетворения потребности республики в электроэнергии потребуется большая площадь гелиостатов, что при их стоимости $450/мІ соответствует стоимости $203 млрд. С учетом опыта создания солнечной электростанции в Крыму, а также зарубежного опыта, удельные капиталовложения и себестоимость получаемой электроэнергии пока десятикратно превышают ее производство на других источниках.

Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводонагреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. В республике разработаны и подготовлены к крупносерийному производству гелиоводонагреватели со сварными полиэтиленовыми коллекторами. Это позволяет отказаться от применения дорогостоящих и тяжелых металлических труб для солнечных коллекторов, делает их производство более технологичным. При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать на самое широкое использование гелиоводонагревателей в южных районах республики.

Коммунальные отходы

В мировой практике получение энергии из коммунальных отходов осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, так как в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы, для решения которых требуются инвестиции, двукратно превышающие стоимость самих сжигающих установок. В стране ежегодно накапливается достаточно много твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и на два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский). При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит не более 20-25%. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы твёрдых бытовых отходов, которые имеются во всех крупных городах и создают проблемы их складирования. Эффективность этого направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной.

Фитомасса

В качестве сырья для получения жидкого и газообразного топлива можно применять периодически возобновляемый источник энергии - фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов, эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Следует отметить, что отсутствие должного опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет в настоящее время сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, так как для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура и т. д.

Отходы растениеводства

Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением в энергосбережении. Практический опыт их применения в качестве энергоносителя накоплен в Бельгии и Скандинавских странах, что пока нельзя сказать о нашей стране. Решения о целесообразных объемах их сжигания для топливных целей следует принимать, сопоставляя конкретные нужды хозяйств в индивидуальном порядке.

Заключение

Табл. 4 - Прогнозируемые годовые объемы использования энергоресурсов для производства тепловой и электрической энергии, тыс. т усл. т.

Для дальнейшего развития и внедрения нетрадиционной энергетики в Беларуси необходимо проведение комплекса работ по освоению потенциала, включая образовательные программы для лиц, принимающих решения, и пользователей технологий.

Рис. 1

Характеризует перспективы развития возобновляемой энергетики и местных видов топлива, по оптимистическому с точки зрения неправительственных организаций сценарию и частично основанных на данных Госкомэнергоэффективности, в процентах от суммарного потребления топливно-энергетических ресурсов.

В целом представленные тенденции развития нетрадиционной и возобновляемой энергетики в Республике Беларусь соответствуют аналогичным тенденциям в Европе. Внедрение новых технологий производства биотоплива из возобновляемой биомассы - рапсового масла для дизельных двигателей - и этанола для карбюраторных двигателей - является весьма перспективным для Беларуси. Опыт ряда сельхозпредприятий Гродненской и Гомельской областей показал экологическую целесообразность использования этих технологий. Целесообразно в ближайшее время провести доработку этих технологий до промышленного уровня для местных условий.

Список литературы

1. Программа увеличения использования местных видов топлива и нетрадиционных источников энергии на 2003-2005 годы, и на период до 2010 года, одобренная постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 27 декабря 2002 г. № 1820, с изменениями и дополнениями, внесенными 29 декабря 2003 г. № 1699.

2. Русан В.И. Энергетическая безопасность села: как ее обеспечить // Энергетика и ТЭК. 2005. № 7.

3. Тарасенко В.В. Использование возобновлямых источников энергии в Республике Беларусь // Мат, V Международ, науч. конф. «Сахаровские чтения: экологические проблемы XXI века» / Под. ред. С.П. Кундаса, А.Е. Океанова, В.Е. Шевчука. Минск, 20-21 мая 2005 г. Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2005.

4. Тарасенко В., Позняк С. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в Республике Беларусь // Сейбiт. Журнал о современном аграрном производстве. 2005. № 2.

5. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ № 12(44) (2006)

6. Reenergy.by

Размещено на Allbest.ru