Направления развития возобновляемой энергетики в Украине

Размещено на http://www.allbest.ru/

Днепропетровский Государственный Аграрный Университет

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В УКРАИНЕ

А.С. Дьяченко, аспирант

Аннотация

В статье рассмотрено современное состояние возобновляемой энергетики. Дан анализ возможных путей развития с учетом украинской специфики. Возобновляемые источники энергии могут не только усилить энергонезависимость своей страны и ее экологию, но и, перенаправить средства на развитие регионов, а не экономик соседних государств.

Ключевые слова Энергосбережение, энергонезависимость, биомасса, солнечная энергия

Введение

Сегодня в Украине одним из приоритетных направлений энергосектора является возобновляемая энергетика и энергосбережение. Не смотря на достаточно высокий потенциал возобновляемых источников энергии и ряда, успешно реализованных проектов в этой области, в Украине существует ряд политических и финансовых барьеров. Главной проблемой торможения развития ВИЭ является не только отсутствие действующего законодательства, но и традиционная зависимость от энергетического бизнеса. С каждым годом в стране появляются все больше новых предприятий, производящих оборудование для возобновляемой энергетики, большая часть которого сегодня экспортируется за рубеж, не находя спроса в Украине.

Проблемам использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в Украине начали непосредственно уделять внимание лет двадцать назад, но программы государственной поддержки ВИЭ появились лишь после провозглашения независимости, тогда как в развитых странах стимулирование новых экоэнерготехнологий, вызванное нефтяным кризисом, имеет тридцатилетнюю историю. Тем не менее, реальной финансовой и государственной поддержкой данной сферы в нашей стране пока нет. Большинство принятых в Украине программ и законодательных документов носят скорее декларативный характер. Сдерживающими факторами здесь выступают более низкие, чем в Европе, цены на тепло и электроэнергию и менее жесткие экологические требования к производителям. Кроме того, для ряда технологий использования ВИЭ (например, производство биогаза из сточных вод, отходов животноводства и птицеводства, утилизация метана с полигонов твердых бытовых отходов) главный эффект обеспечивается экологическими факторами, а не производством топливно-энергетических ресурсов. Некоторые технологии (в первую очередь использование энергии ветра) могут лишь дополнять традиционную энергетику, поскольку требуют резервных мощностей для обеспечения бесперебойности электропоставок [1].

По статистике Минтопэнерго, в Украине использование ВИЭ составляет довольно незначительную долю в общем энергоснабжении -- порядка 3% (включая большую гидроэнергетику) хотя энергетический потенциал основных видов возобновляемых источников достаточно высок [2]. Достижимый энергетический потенциал возобновляемых и вторичных источников энергии составляет 73 млн. т условного топлива (в перерасчете на газ цифра составляет 62,7 млрд. кубометров). Согласно проекту Энергетической стратегии Украины до 2030 года и дальнейшую перспективу, основными направлениями развития ВИЭ являются:

- использование энергии ветра и гидроэнергии для производства электроэнергии,

- солнечной и геотермальной энергии -- для производства тепла,

- утилизация отходов биомассы, твердых бытовых отходов и т. п. -- путем сжигания или получения биогаза для производства тепла и электроэнергии,

- использование биогаза в качестве моторного топлива.

Кроме того, как моторное топливо предусматривается использование биодизельного топлива из рапса и сои.

энергия возобновляемый энергетика источник

Перспективные направления и уровни освоения энергии возобновляемых источников в Украине до 2030 года

Цель исследования

Целью и основными задачами данного исследования является рассмотрение фактического состояния возобновляемых источников энергии и анализ возможных путей их развития.

Результаты исследования

Ветроэнергетика. Суммарная мощность ветровых электрических установок (ВЭУ) в Украине к концу 2005 года достигла 75 МВт. Страна продолжает оставаться лидером среди государств бывшего СССР и Восточной Европы по суммарной установленной мощности ветроэлектростанций. [ 3, 4 ]. Еще в 1993 году предприятие «Уиндэнерго» получило лицензию от американской фирмы «Кенетек Виндпауэр» на производство турбин мощностью 107,5 кВт. С 1997 года в стране действует Комплексная программа строительства ветровых электростанций, в рамках которой сегодня полностью освоено производство установок мощностью 107,5 кВт (100% узлов этих машин изготавливаются в Украине). В их производстве участвуют 23 завода бывшего военно-промышленного комплекса, а сборку ветротурбин для ВЭУ осуществляет Южный машиностроительный завод (Днепропетровск). С июня 2003 г. в Украине введены в эксплуатацию пять новых ВЭУ мощностью 600 кВт бельгийской фирмы «Турбовиндс», а «Южмаш» начал переоснащение производства для выпуска 600-киловаттных ветроустановок. Первые башни и углепластиковые лопасти, изготовленные украинским предприятием, успешно сочетаются с бельгийскими ветрогенераторами, пока еще импортируемыми в Украину. Главной проблемой пока остается плановое финансирование ветроэнергетической отрасли. Действие Комплексной программы строительства ВЭС в Украине предусматривало финансирование ветроэнергетики за счет так называемой целевой надбавки (0,75% к действующему тарифу электроэнергии, которая продается производителями на оптовом рынке). Объем финансирования оценивался ежегодно в сумму до 120 млн. грн. (около 20 млн евро) Реально таких средств ветроэнергетическая отрасль никогда не получала. Например, в 2005 г. на ветроэнергетику было потрачено всего 28 млн. грн., (4,6 млн евро) в связи с чем Комплексная программа выполнена не была.

До недавнего времени существовала еще одна проблема -- отсутствие методик по правильному выбору площадок для установки ВЭС. Например, Донузлавская ВЭС практически вдвое меньше вырабатывала электроэнергии, только из-за неправильного выбора площадки. Сегодня эта проблема решена благодаря работам, проведенным Межотраслевым научно-техническим центром НАН Украины. Пример - Судакский участок Донузлавской ВЭС на котором 100-кВт машины вырабатывают больше электроэнергии, чем их европейские аналоги.

Правда, были не только «лицензионные» проекты, но и собственные, украинские разработки ВЭУ типа АВЭ 250. Но, к сожалению, их судьба была обречена на неудачу. Во-первых, в их основе лежали датские разработки 60-годов прошлого века и, не смотря на финансирование их создания и опытной эксплуатации на протяжении более 10 лет, эти ВЭУ так и небыли доведены до серийного производства. А опыт создания ВЭУ с вертикальными лопастями закончился аварией: ветроагрегат мощностью 420 кВт в сентябре 2004 года разлетелся на куски, так и не выработав ни 1 кВт часа электроэнергии.

Так что же сегодня необходимо для развития ветроэнергетики. Требует доработки и законодательство. Сегодня в парламенте ждет своего рассмотрения очередной вариант проекта о «зеленых» тарифах (зарегистрирован в середине января 2006 г.). Введение таких тарифов (порядка 7 евроцентов за 1 кВт*ч электроэнергии) позволило бы не только ускорить развитие ветроэнергетики в Украине и перейти на более современный уровень мощностей ВЭУ - мегаватного класса, но и привлечь к нам западных инвесторов.

Биоэнергетика. К понятию биомасса относят углеродосодержащие органические вещества растительного и животного происхождения (дерево, солома, растительные остатки сельского хозяйства, органическая часть твердых бытовых отходов и т. п.). Еще в 1995 г. в странах ЕС на долю биомассы приходилось более 60% потребления энергоносителей, полученных из возобновляемых источников (которые составили 6% общего потребления первичных энергоносителей). В некоторых государствах доля биомассы в общем потреблении первичных энергоносителей значительно превышает среднеевропейские показатели: в США -- 3,2%, в Дании -- 8%, в Австрии -- 12%, в Швеции -- 18%, в Финляндии -- 23%. А согласно программе развития ВИЭ в странах ЕС, до 2010 года доля биомассы в общем вкладе ВИЭ составит 74%, что будет равно 9% общего потребления первичных энергоносителей. В Украине технологии утилизации биомассы находятся на начальном этапе развития и обладают хорошими перспективами для коммерциализации, особенно в свете увеличения стоимости природного газа. Энергетическое использование биомассы дает возможность, кроме электричества, вырабатывать еще и тепловую энергию, а также жидкие (биодизель и биоэтанол) и газообразные (биогаз) топлива. При производстве тепловой энергии из биомассы в большинстве случаев происходит прямое замещение потребления природного газа (на 100%). Для сравнения: при производстве электроэнергии из возобновляемых источников замещается лишь 17% потребления природного газа, поскольку только около 17% электроэнергии вырабатывается за счет его сжигания.

Как показывают результаты технико-экономического анализа, производство тепла из биомассы является конкурентоспособным даже при использовании импортного оборудования. При использовании котлов украинского производства сроки окупаемости составляют около года при сжигании древесины и 2-4 года при сжигании соломы. Так, водонагревательные котлы ЗАО «Житомирремпищемаш» мощностью 300-820 кВт, работающие на отходах древесины, приблизительно в 4-5 раз дешевле заграничных аналогов (средняя стоимость $20-30 за 1 кВт мощности).

Солома вместо природного газа. Одним из проектов внедрения системы теплоснабжения в сельской местности за счет сжигания соломы был датско-украинский проект, который осуществлялся с марта 2000 года по февраль 2001 в агрофирме «ДіМ» в с. Дрозды (Киевская обл.). В рамках проекта хозяйству был предоставлен пресс для сбора и прессования соломы в тюки по 500 кг. Излишек соломы, который не использовался, ежегодно составлял 1500 т. После установки котла для сжигания соломы мощностью 980 кВт, впервые за предыдущие 9 лет температура на объектах, подключенных к теплосети, стала отвечать нормам. В период с 1 декабря 2000 г. по 28 января 2001 г. было сожжено 122,5 т соломы и выработано 388 МВт часов тепловой энергии. Для того чтобы выработать аналогичное количество теплоты нужно было бы сжечь 48 тыс. куб. м природного газа. При его стоимости ($115/ 1 тыс. куб. м) общие затраты на топливо составили бы 27,8 тыс грн. (около 4,6 тыс евро) Общая стоимость соломы составила 4,5 тыс (0,75 тыс евро), что в 6 раз дешевле, чем использование природного газа.

Тепло за счет отходов древесины

Начиная с 1999 года, в Украине был реализован проект технической помощи, который финансировался агентством SENTER министерства экономики Нидерландов. В его рамках на заводе по производству фанеры «ОДЕК Украина» (с. Оржив, Ровенская обл.) был установлен 5-мегаваттный котел для сжигания древесных отходов. После запуска в эксплуатацию в 2000 году он полностью заменил газовые котлы для получения технологического пара. К тому же была решена проблема, как и куда вывозить древесные отходы (22 тонны ежедневно). За сутки котел вырабатывает в среднем 84 т технологического пара, что эквивалентно затратам 6150 кубометров природного газа. Взяв в расчет цену в $115 за 1 тыс. куб. м, полученная экономия на сегодняшний день составляет $708 в сутки (поскольку цена древесных отходов как топлива практически равна нулю). В случае полной загрузки котла срок окупаемости инвестиций составляет 1,5 лет [5].

Потенциал биомассы и торфа в Украине

Солнечная энергия. По расчетам экспертов Проблемного института нетрадиционных энерготехнологий (Киев) в Украине экономично обоснованный потенциал солнечной энергии составляет для производства электроэнергии порядка 2 млрд. кВт*ч в год, для теплоснабжения -- около 26 млрд. кВт*ч в год. Солнечная теплоэнергетика в нашей стране в основном развивается через внедрение солнечных коллекторов для горячего водоснабжения. Их производство налажено в Крыму, Харькове, Киеве, Запорожье, Днепропетровске и других городах, а средняя стоимость составляет $100-150 за 1 кв. м.

В области фотоэнергетики Украина имеет большие возможности для организации производства фотобатарей. Во времена СССР на ее территории добывалось почти 80% сырья для производства полупроводникового кремния, здесь же были сосредоточены основные производители -- завод чистых металлов в Светловодске и титаново-магниевый комбинат в Запорожье (работавшие на потребности космоса). Сегодня круг интересов фотоэлектрической промышленности расширился и до решения социально-бытовых задач -- энергообеспечения домов, систем охраны, резервного и бесперебойного питания объектов, далеко удаленных от линий электропередач. Так, на заводе «Квазар» освоено промышленное производство фотобатарей общим объемом 2 МВт в год, а фотоэлектрических мультикремниевых пластин только в 2005 году было произведено 120 МВт (хотя производственная база уже сегодня позволяет выйти на уровень 500 МВт в год). Неразвитость спроса на фотоэлектрическую продукцию пока приводит к тому, что около 98% сырья и готовых изделий сегодня импортируются в Европу [1].

Малая гидроэнергетика. Экономически целесообразный гидроэнергетический потенциал Украины составляет 20 млрд. кВт*ч (из них на сегодня используется 10,8 млрд. кВт*ч). В то же время мощности для сооружения больших ГЭС практически исчерпаны. В период 2000-2004 годов в нашей стране начался процесс возрождения малой гидроэнергетики, реконструкции и возобновления «законсервированных» малых ГЭС (которых к концу 1980-х годов осталось 49, тогда как в 1950-х годах их число составляло 956). На сегодняшний день малая гидроэнергетика, кроме нескольких особо социально важных и мощных объектов, может развиваться практически без вложения государственных средств (за счет внутренних и внешних инвестиций). Однако для этого необходимо разработать долгосрочную энергетическую и тарифную политику, условия доступа МГЭС к централизованной электросети, создать необходимые условия и нормативно техническую базу.

Потенциал геотермальных вод составляет порядка 27 млн. куб. м/сутки со средней температурой 70 ° С (данные геологических исследований). Общий же энергетический ресурс, по различным оценкам, составляет от 51 до 97 ТВт*ч/год. Возможность его практического использования исследовалась с середины прошлого столетия достаточно невысокими темпами. Подобные исследования в рамках академических институтов ускорились лишь с середины 1990-х годов. Мощность созданных в последнее время геотермальных станций составляет 10,9 МВт тепловой и 0,17 МВт электрической энергии (отечественное оборудование составляет от 10 до 30%). Лишь эти промышленно-исследовательские установки достигли годовой экономии 7470 тонн условного топлива. Освоение же доступного геотермального потенциала позволит довести годовую экономию органического топлива до 7,3-13,9 млн. тонн условного топлива (6,3-11,9 млрд. куб. м природного газа).

Выводы

Украина имеет огромный потенциал практически всех видов возобновляемых источников энергии. При желании в ближайшие десятилетия можно решить вопросы электро- и теплоснабжения страны за счет энергии солнца, ветра, биоэнергетических отходов, тепла земли и гидроэнергетических ресурсов. Уже сегодня можно использовать быстроокупаемое оборудование и технологии для возобновляемых технологий, хотя бы для замещения той части природного газа, который мы покупаем в России по $230 за 1000 кубометров. Но политики нашей страны все никак не могут открыть на этот факт глаза. Вероятно, мешает газ.

По утвержденной программе развития ВИЭ - White Paper, в странах Евросоюза решено достичь 12% в общем энергопотреблении за счет ВИЭ в 2010 году (еще в 1997 году эта цифра составляла 5,4%). Хотя сегодня Евросоюз уже обсуждает свои новые цели - достичь части возобновляемой энергии в энергопотреблении своих стран до 20% в 2020 году (в частности, правительство ФРГ предлагает установить для ЕС цель на уровне 30%, а для своей страны - на уровне 40%).

Список литературы

1. Конеченков А.Е., Лубчук И. В. Эксплуатация закона сохранения энергии // Компаньен. 2006. №6. С. 41-45.

2. Гелетуха Г.Г., Кудря С.О. Україна: нетрадиційні та відновлювані джерела енергії // Зелена енергетика. 2005. №2. С. 6-8.

3. Конеченков А.Є. В Україні встановлюють вітротурбіни 600 кВт // Зелена енергетика. 2003. №3. С. 7-9.

4. Конеченков А.Є., Пепелов О.В., Шмідт Г.Б, Ціцікан Р.М. Вітроенергетика України: Десять років згодом / Інтерв'ю з директорами українських ВЕС // Вітроенергетика України. 2004. №3. С. 8-20.

5. Гелетуха Г.Г., Біомаса заміщує газ // Зелена енергетика. 2006. №1. С. 9-11.

Размещено на Allbest.ru