Альтернативные источники энергии

 США, Швеция, Канада и  другие страны с климатом, как  в России, уже давно отапливают  административные здания и жилые  помещения при помощи ТН. Практическое  использование ТН в России  на сегодняшний день не велико, общая тепловая мощность всех  тепло-насосных установок в России составляет порядка 100 МВт, а их количество не превышает 150 образцов. А в мире к настоящему времени масштабы внедрения тепловых насосов ошеломляют:

• В Швеции 50% всего отопления обеспечивают тепловые насосы;

• В Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок за каждый кВт установленной мощности;

• В Японии ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов;

• В США ежегодно производится около 1 млн. тепловых насосов;

• В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла Балтийское море с температурой +8 °С.

Используя ТН, мы можем преобразовывать тепло низко-потенциального источника в тепло с температурой, нужной потребителю. При этом ТН затрачивает относительно небольшое количество тепла на его привод. Отношение количества тепла, отданного потребителю, к энергии, затраченной на его привод, (коэффициент трансформации ТН) тем выше, чем выше температура источника низко-потенциального тепла. В современных системах этот коэффициент составляет 3 и более.

Наибольший интерес из природных источников низко-потенциального тепла представляют незамерзающие водоемы или источники геотермального тепла. Геотермальные флюиды, с температурой не ниже 20-30о С, имеются на умеренных глубинах во многих регионах страны. Такие флюиды могут играть роль эффективных источников низко-потенциального тепла для ТН. Использование тепла грунта также представляет интерес. Для этого создаются неглубокие скважины (до 100 м), которые служат подземными теплообменниками, по которым циркулирует теплоноситель ТН. В зависимости от типа грунта, наличия подземных вод и других факторов с 1 м длины современного теплообменника можно снять до 300 Вт энергии.

Также экономически выгодно применение комбинированных схем, в которых, например, наряду с использованием ФЭП, работают ТН, вырабатывающие тепло за счет вентиляционного воздуха помещения.

Но, кроме экономии первичной энергии, главнейшим фактором применения ТН является денежная экономия по сравнению с традиционными способами отопления и теплоснабжения городских объектов. Экономическая выгодность ТН в первую очередь зависит от его стоимости, которая на данный момент высока. С увеличением масштабов производства будет уменьшаться и стоимость ТН. На сегодняшний день в России производятся преимущественно компрессионные ТН тепловой мощностью от 10 кВт до 5 МВт. Оснащенность и производственная мощность существующей машиностроительной базы по выпуску ТН средней и большой мощности может считаться достаточной при малом масштабе производства, но она недостаточна для удовлетворения рынка ТН со средней тепловой мощностью 20 кВт. Для этого нам необходимо выпускать до 10000 агрегатов в год. Чтобы достичь таких результатов, на надо существенно расширить производственную базу. Особенно в сфере производства компрессоров для тепловых насосов, так как на данный момент они в большинстве своем приобретаются за рубежом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Политика России в области альтернативных источников энергии

Положительным фактором  для  развития АИЭ  в  России  является  создание законодательной базы. Так, федеральным законом РФ от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» установлена правовая основа применения электрогенерирующих  установок  на  АИЭ,  состоящая  в  праве  независимых  производителей этой  электроэнергии  на  подсоединение  к  сетям  энергоснабжающих  организаций. Государственной Думой и Советом Федерации принят Закон «О государственной политике в сфере использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии». Этот правовой акт устанавливает минимально допустимые в современных условиях экономические и организационные основы развития. Ведется разработка федеральной программы по использованию АИЭ. Правительством России в 2003г. Принята  «Энергетическая  стратегия  России  на  период  до 2020  г.». (Российская Газета от 07.10.2003г.). Одним  из  направлений данного документа  является  рассмотрение  возможностей использования  возобновляемых источников энергии. 

Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива являются:

1. сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов;
2. снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса;
3. обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива;
4. снижение расходов на дальнепривозное топливо.

При проведении региональной энергетической политики важное значение имеет оптимальное использование возобновляемых источников энергии и местных видов топлива.

Необходимость использования указанных видов энергии определяется их существенной ролью при решении следующих проблем:

1. обеспечение устойчивого тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения, в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях. Объем завоза топлива в эти районы составляет около 7 млн. т нефтепродуктов и свыше 23 млн. т угля;
2. обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущерба от аварийных и ограничительных отключений;
3. снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Неистощаемость и экологическая чистота этих ресурсов обусловливают необходимость их интенсивного использования.

Для преодоления отставания России в использовании возобновляемых источников энергии, сохранения запасов истощаемого органического топлива для будущих поколений, существенного улучшения энергоснабжения удаленных от электросетей населенных пунктов, а также улучшения экологической обстановки в экологически напряженных районах, необходимо разработать и принять федеральный закон «О возобновляемых источниках энергии» и соответствующий акт Правительства Российской Федерации.

 

 

 

ВЫВОДЫ

Несмотря на внешнюю привлекательность АИЭ, иногда называемых «малой энергетикой», у них есть ряд недостатков. Само это второе название говорит, прежде всего, о том, что с их помощью пока, на современном уровне развития техники и экономики, невозможно получить так же много электроэнергии, как с помощью тепловой, гидро или атомной энергетики. Но, возможно, этот недостаток преодолим в ближайшие десятилетия.

А главный их недостаток на сегодня – это дороговизна, в большой потребности количества материалов и в очень обширной территории, которая тоже не везде может быть найдена. Строят солнечные станции на крышах домов и в космосе, на орбитальных станциях. При этом используют самые современные солнечные батареи. Но, к сожалению, заменить собой традиционные виды получения электроэнергии в нужном количестве они пока не могут.

На данный момент АИЭ играют ничтожно малую роль в энергетическом балансе России, несмотря на их огромный потенциал.

Независимо от того, что сегодня электроэнергия, получаемая от АИЭ, зачастую более дорогостоящая, чем от невозобновляемых источников энергии, существует огромный рынок, где АИЭ конкурентоспособны. Во-первых, это касается регионов, использующих дорогое привозное топливо, во-вторых, реакционных зон, где в первую очередь важна экология местности. Также строительство электростанций, использующих АИЭ, оправданно в ряде случаев, когда уже имеющиеся объекты и сооружения позволяют сильно сократить расходы на само строительство АИЭ (огромное количество отходов, подлежащих утилизации, гидротехнические сооружения для малых ГЭС, пробуренные скважины для геотермального теплоснабжения).

Состояние базы по производству оборудования для различных АИЭ в России различно. Значительных успехов в создании крупных геотермальных электростанций достигли на Камчатке. Сегодня отечественные предприятия производят небольшими партиями конкурентоспособное оборудование для малых ГЭС, биогазовых установок небольшой мощности, фотопреобразователи, солнечные водонагревательные установки, малые ветроэнергетические установки, тепловые насосы средней мощности. На данный момент, в силу ограниченного платежеспособного спроса, объем этих производств достаточен. Но с ростом экономики потребуется расширение производственной базы по выпуску оборудования для АИЭ.

К сожалению, в разработке и выпуске крупных ветроэнергетических агрегатов Россия существенно отстает от Запада. При нынешнем состоянии экономики, сокращение этого отставания возможно за счет совместного с западными предприятиями производства с дальнейшим увеличением доли России. Подобные решения также целесообразны и в других сферах (оборудование  для брикетирования древесных отходов и изготовления пелеток, тепловые насосы и т. Д.)

Энергетическая стратегия страны предусматривает рост использования АИЭ в России. Стимулировать увеличение доли АИЭ в энергобалансе страны может создание законодательной базы, которая делала бы выгодным производство и потребление АИЭ.

Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя самые новейшие идеи, 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, находящаяся в кварках, «черных дырах», вакууме, - это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абук Магомедов. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Махачкала: Издат. полиграф. объединение «Юпитер», 2007.- 245с.

2. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. - М. Энергоатомиздат. 2010. - 392 с.

3. Сичкарев В.И. Волновые энергетические станции в океане / В.И. Сичкарев, В.А. Акуличев. - М.: Наука, 2008. - 132 с.

4. Бернштейн Л.Б. Приливные электростанции в современной энергетике/ Л.Б. Бернштейн и др.; Под ред. Л.Б. Бернштейна.-М.: 2009.- 256с.

5. Усачев И.Н. Приливные электростанции. - М.: Энергия, 2007.-288 с.

6. Самсонов В.С. Экономика  предприятий энергетического комплекса: Учеб. Для ВУЗов/ В.С. Самсонов, М.А. Вяткин - М.: Высш. Шк., 2001 - 416 с.

7. Водянников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК:Учеб. П. для студентов ВУЗов/ В.Т.Водянников. - М.: ИКФ «ЭКМОС», 2008. -384 с.

8.  Шпильрайн Э.Э., Проблемы и перспективы возобновляемой энергии в России - Источник: Материалы  Пятого Международного Форума «Высокие технологии 21 века»

9.  Энергетический центр  ООО «МегаДом». Информационный материал [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.energycenter.ru/razdel/33/.

10.  ОАО «РусГидро». Возобновляемые источники электроэнергии [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.rushydro.ru/industry/FACF55F/FACF58B.

11.  «Энергосовет». Портал по энергосбережению и энергоэффективности. Каталог энергосберегающих технологий. Возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс]- http://www.energosovet.ru/entech.php?id=20.

12. Атлас ветров России = Russian Wind Atlas / А.Н.Старков, Л.Ландберг, П.П.Безруких, М.М.Борисенко; М-во топлива и энергетики России.: Можайск-Терра, 2010. - 551 с.

13. Мусаев М.  Состояние и мировая практика использования альтернативных источников энергии [Электронный ресурс]- http://energy.econews.uz/index.php/2009-02-15-14-14-09/957-state-and-world-practice-of-using-alternative-power-resourses

14. Панич А. Альтернативные источники энергии [Электронный ресурс]- http://www.nestor.minsk.by/sn/2003/21/sn32118.html

15. Струкова Е. Энергия  будущего: что делать, когда закончатся  нефть, газ и уголь? [Электронный ресурс]- http://www.topaz-s.kz/news/index.php?ELEMENT_ID=334

16. Биотопливо и геотермальная энергия [Электронный ресурс]- http://www.technopark.by/iccee/resources/283.html

17.  А.Н. Проценко,  «Энергия будущего» , М., «Мол. Гвардия», 2008.

18. Е.Б. Борисов, И.И. Пятнова ,«Ключ к Солнцу», М., Мол. Гвардия, 2010.

19. Л.С. Юдасин, «Энергетика: проблемы и надежды», М., «Просвещение», 2009.

20. А.Н. Проценко,  «Энергетика сегодня и завтра», М., «Мол. Гвардия», 2007.

21. Ю.Г. Чирков, «Занимательно об энергетике», М., «Мол. Гвардия», 2011.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Классификация АИЭ :

Источники первичной энергии	Естественное  преобразование энергии	Техническое  преобразование энергии	Вторичная  потребляемая энергия
Земля	Геотермальное  тепло Земли	Геотермальная электростанция	Электричество
Солнце	Испарение  атмосферных осадков	Гидроэлектростанции (напорные и свободнопоточные)
	Движение атмосферного воздуха	Ветроэнергетические установки
	Морские течения	Морские  электростанции
	Движение волн	Волновые  электростанции
	Таяние льдов	Ледниковые  электростанции
	Фотосинтез	Электростанции  на биомассе
		Фотоэлектричество
Луна	Приливы и отливы	Приливные  электростанции