Основные направления повышения энергетической безопасности регионов России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные направления повышения энергетической безопасности регионов России

Стребков Д.С.

В 2006 году на саммите глав восьми государств G 8 в Санкт-Петербурге в качестве главной темы будет обсуждаться проблема энергетической безопасности.

Осознание проблемы энергетической безопасности в мире впервые произошло в связи с многократным повышением цен на нефть из-за израильско-арабского конфликта. Угроза полного прекращения ее поставок послужила причиной принятия западными странами радикальных мер по обеспечению энергетической безопасности. Тогда, например, Франция очень быстро переориентировала электроэнергетику на атомную, начались поиски альтернативных источников снабжения нефтью, не зависящих от Ближнего Востока, были реализованы крупные программы по энергосбережению.

Энергетическая безопасность регионов России может быть обеспечена при наличии новых технологий, разумной государственной политики и программ по стимулированию использования новых энергетических технологий, привлекательной инвестиционной и налоговой политики для развития новых отраслей промышленности и производства новых материалов. Сегодня энергетическая безопасность для России - важнейшая составляющая национальной безопасности.

Энергетика влияет на национальную безопасность не только напрямую, когда дефицит энергоресурсов или их стоимость тормозят жизнедеятельность регионов, но и косвенно, когда из-за снижения продажи нефти, газа, электроэнергии энергетические предприятия и государственный бюджет недополучают необходимые средства.

Основные направления повышения региональной энергетической безопасности: энергетический безопасность нефть

1. Распределенное производство энергии при сохранении общей энергосистемы. Увеличение объема децентрализованного производства энергии до 50% от общего производства энергии.

2. Бестопливное производство энергии. Увеличение объема энергетического использования биомассы, доли гидроэнергетики, солнечной, ветровой и геотермальной энергетики до 50%.

3. Диверсификация внутреннего рынка топлива с заменой 50% потребления нефти и природного газа на биотопливо и пиролизный газ из энергетических плантаций биомассы.

4. Создание защищенных местных и региональных энергосистем заменой воздушных линий электропередач на подземные резонансные волноводные системы электроснабжения.

5. Сокращение потребления моторного топлива на транспорте за счет использования гибридных автомобилей и высокочастотного бесконтактного электрического транспорта.

6. Энергосбережение.

Рассмотрим эти направления более подробно на примере конкретных инновационных проектов.

1. Распределенное производство энергии при сохранении объединенной энергосистемы

Цель: Увеличение объема децентрализованного производства и потребления энергии до 50% от общего объема потребления.

Пути решения:

1.1. Рассредоточенное строительство когенерационных электростанций малой мощности 30 кВт - 3МВт с использованием газотурбинных и газопоршневых установок.

1.2. Замена всех газовых котельных и котельных на твердом и жидком топливе на когенерационные энергетические установки

Реализация этого направления увеличивает коэффициент использования топлива до 80% и снижает потери на транспорт энергии.

2. Бестопливное производство энергии

Цель: Увеличение объема энергетического использования биомассы, доли малой гидроэнергетики, солнечной, геотермальной и ветровой энергетики до 50% в общем объеме производства энергии. Реализация этой цели частично решает задачи распределенного производства энергии и энергосбережения.

Пути решения:

2.1 Освоение новых технологий экологически чистой возобновляемой энергетики [1];

2.2. Создание новой отрасли промышленности по производству солнечного кремния 1 млн. т/год и фотоэлектрических модулей 10 ГВт/год, замещающих за 30 лет работы 1 млрд. тонн нефти;

2.3. Программы: Один миллион крыш с возобновляемыми источниками энергии (рис. 1);

2.4. Малоэтажное строительство с обязательным использованием возобновляемых источников энергии;

2.5. Создание региональных энергосистем с использованием возобновляемых источников энергии с круглосуточным производством электрической энергии

3. Диверсификация внутреннего рынка топлива с заменой 50% потребления нефти и природного газа на биотопливо и пиролизный газ из энергетических плантаций биомассы

Цель: Замена 50% объема внутреннего потребления нефти и газа на биотопливо и пиролизный газ из энергетических плантаций, в первую очередь, в аграрной энергетике.

Пути решения:

Освоение новых технологий быстрого пиролиза получения жидкого и газообразного топлива из биомассы и растительных отходов с выходом биотоплива 50-70% по массе сырья.

На 30 млн. га заброшенных земель в России можно вырастить энергетические плантации с годовым объемом сухой биомассы 450 млн. тонн и получить 200 млн. тонн биотоплива (рис 2, 3).

Рис. 2 Энергетические плантации Сорго в Ростовской области селекции чл-корр. РАСХН Б.Н. Малиновского (справа)

Экономические показатели производства биодизельного топлива методом быстрого пиролиза растительного массы Сорго

Затраты на выращивание Сорго - 2000 руб/га

Урожайность по сухой биомассе - 15 т/га

Производство биодизельного топлива - 7,0 т/га

Себестоимость биодизельного топлива - 6000 руб/т

Продажная цена биодизельного топлива - 10000 руб/т

Годовой объем продаж с 1 га: 10000 руб/т? 7,0 т/га = 70000 руб/га Выращивание пшеницы

Средняя урожайность - 2 т/га

Продажная цена 3500 руб/т

Годовой объем продаж с 1 га 7000 руб/ га

Урожайность 80 т/га, Выход биотоплива 7 т/га

Рис.3 Общий вид установки для получения жидкого и газообразного топлива производительностью 0,5 т/сутки и дизель генератор (справа) электрической мощностью 30 кВт

4. Создание защищенных местных и региональных энергосистем заменой воздушных линий электропередач на подземные резонансные волноводные системы.

Цель:

1. Повышение надежности электроснабжения при воздействии природных и техногенных факторов и террористических актов.

2. Освобождение земли и улучшение экологической обстановки.

Пути решения:

Освоение резонансных технологий передачи электрической энергии по подземным однопроводниковым волноводам на повышенной частоте [2].

Высвобождение земли при замене ЛЭП на кабельные однопроводниковые линии при ширине полосы отчуждения 15-30 м по обе стороны ЛЭП и общей длине ЛЭП 1млн. км составит 3-6 млн.га:

Санкт-Петербург - 776 км ЛЭП - 40 000 ГА

Москва - 1000 км ЛЭП - 60 000 ГА

Стоимость работ в городах: 1500 - 3000 долл/100 м 2

5. Сокращение потребления моторного топлива на транспорте

Цель: Сократить потребление моторного топлива и вредных выбросов при использовании автомобильного транспорта на 50%.

Пути решения:

5.1. Организация производства гибридных автомобилей: ДВС- генератор -аккумулятор -электропривод

5.2. Освоение технологии высокочастотного бесконтактного электрического транспорта: Электрическая подстанция - однопроводниковая резонансная линия - бесконтактный троллей- аккумулятор - электропривод (рис. 4).

Рис. 4. Макетный образец электромобиля с электроснабжением от однопроводниковой кабельной линии, проложенной в дорожном покрытии

Использование электрического бесконтактного привода в сельской энергетике открывает перспективы большой экономии топлива и создания беспилотных, управляемых компьютером со спутниковой навигацией роботов-автоматов для обработки земли, выращивания и уборки сельскохозяйственной продукции. В этом случае сельскохозяйственное производство превратится в фабрики на полях, организованное на принципах автоматизированных промышленных предприятий. Таким образом, могут быть решены еще три современные проблемы энергетики - энергосбережение, снижение вредных выбросов и автоматизация сельскохозяйственного производства и транспортных перевозок

6. Энергосбережение (на примере энергосбережения в зданиях).

Цель: Сократить энергетические затраты в ЖКХ на 25%, что эквивалентно для Москвы отказа от строительства новой ТЭЦ мощностью 3000 МВт

Пути решения:

6.1. Новые технологии активной теплозащиты зданий с использованием вакуумной теплоизоляции позволяют увеличить поступление солнечной тепловой энергии в зданиях на 500 кВт? ч/м 2? год и снизить потери энергии в зданиях на 25 %, в теплицах на 50% (табл.1).

Таблица 1. Сопротивление теплопередачи активной теплозащиты с вакуумной теплоизоляцией зданий, теплиц и солнечных установок

6.2. Замена ламп накаливания на высокоэффективные источники света позволяют снизить затраты на освещение в зданиях на 25 %

6.3. Однопроводная резонансная пожаробезопасная система электроснабжения зданий, исключающее короткое замыкание в проводке

Все рассмотренные направления повышения энергетической безопасности основаны на новых запатентованных Российских технологиях и могут быть реализованы в 21 веке в рамках инновационных и инвестиционных проектов и новой энергетической стратегии России [3].

Литература

1. Безруких П.П., Стребков Д.С. Возобновляемая энергетика; стратегия, ресурсы, технологии. Изд. ВИЭСХ, М. 2005г.

2. Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи электрической энергии. М. 2004г. 185 стр.

3. Каталог инновационных и инвестиционных проектов ВИЭСХ. М. Издание ВИЭСХ, 2005, 84 стр.

Размещено на Allbest.ru