Экологические основы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии

 

Рис. 5. Ветроэнергетическая  установка мощностью 4 кВт (НПК "Ветроток"- ОАО "Завод промавтоматики")

 

5. Биоэнергетика

 

Существующие  технологии получения биогаза из отходов животноводства для Свердловской области позволяют сделать следующую  оценку (табл. 3).

 

Таблица 3. Оценка технологий получения биогаза

Вид животных	Поголовье	Объём биогаза, м3/сут	Замещаемое топливо, т у.т./сут
Птица	11 млн.	214	200
Свиньи	194 тыс.	62	60
Крупный рогатый скот	309 тыс.	750	750

 

Приведенные данные свидетельствуют о возможности  экономии органического топлива ~ 370 тыс.т.у.т./год. Несмотря на кажущуюся  незначительность этой экономии целесообразно  сооружение биогазовых станций на площадках  крупных хозяйств (табл. 4).

 

Таблица 4. Перечень возможных биогазовых станций

Название хозяйства	Вид животных	Поголовье	Замещаемое топливо, т у.т./сут
Свердловская птицефабрика	птица	2,5 млн.	50
Рефтинская птицефабрика	птица	1,7 млн.	30
Ср-Уральская птицефабрика	птица	0,9 млн.	17
Лайский	свиньи	16 тыс.	5
Колхоз "Россия"	крупный рогатый скот	4,7 тыс.	11
Совхоз "Урал"	крупный рогатый скот	4,6 тыс.	11

 

Использование биогаза возможно, как для производства тепловой, так и электрической  энергии. В последнем случае используются ДВС с генератором электроэнергии.

 

6. Использование торфа

 

Запасы торфа  на территории области оцениваются  на уровне 7678 млн.тон 40%-влажности, что  соответствует ~ 2000 млн.т.у.т. Наибольшие запасы торфа сосредоточены в  районах, указанных в табл. 5.

 

Таблица 5. Месторождения  торфа

Наименование месторождения	Количество месторождений	Объём тыс. м3	Эффективность, млн т у. т.
Таборинский	34	12100	713
Гаринский	22	7418	500
Серовский	69	5215	335
Туринский	97	3213	190
Тавдинский	26	3359	182
Ивдель	10	1183	82

 

7. Потенциал сбросовой теплоты энергетики, промышленной и коммунально-бытовой сфер

 

Ежегодные объемы потребления топлива прямого  использования, тепловой и электрической  энергии в энергетике, промышленный и коммунально–бытовой сферах области  достигают 30-35 млн. т.у.т. Существующие технологии их использования, приводят к образованию больших количеств  низкопотенциальных тепловых сбросов  предприятий в окружающую среду  через системы оборотного водоснабжения, вентиляции, с теплотой шлаков и  золы, сбросных вод электростанций и пр. Энергетический потенциал сбросной теплоты достигает 10-15 млн. т.у.т./год, т.е. составляет почти половину всего  поступающего на территорию топлива.

Имеющийся в  мире опыт использования сбросной теплоты  при помощи тепловых насосов показывает, что не менее 30% этой энергии может  быть возвращено в хозяйственный  оборот при капитальных вложениях  не более 30 тыс.руб./кВт (тепл.). Для Свердловской области это соответствует ежегодной  экономии 3-5 млн.т.у.т.

 

8. Лесотехнический комплекс

 

Объем производства древесины в Свердловской области  составил в 1990 году около 10 млн.м³/год. На всех стадиях заготовки и переработки  древесины в виде щепы, стружки, опила  и т.п. образуется и практически  не используется до 5 млн.м³/год, что  эквивалентно около 3 млн.т.у.т./год.

Использование данного энергетического потенциала возможно лишь при разработке технологий подготовки и использования отходов  древесины, например, путём переработки  их в термических газогенераторах  или биореакторах. Возможно прямое сжигание отходов в топках мини и  микро ТЭЦ и в котлах с кипящим  слоем для ЭС большой мощности.

В настоящее  время объёмы лесозаготовки и  лесопереработки снизились до ~ 2.50 млн.м³/год, из них примерно 1.5 млн.м³/год используется для целей энергопотребления.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Общий потенциал  нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и нетрадиционных топлив представлен в табл. 6.

 

Таблица 6

Потенциал нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

Вид источника энергии	Объёмы замещения топлива	Современный уровень капиталовложений
Мини ГЭС	0.1-0.2 млн. т у.т.	10-15 тыс.руб./кВт (эл.)
Ветровая энергетика	0.2-0.3 млн. т у.т.	20-30 тыс.руб./кВт (эл.)
Биоэнергетика	0.3-0.4 млн. т у.т.	10-30 тыс.руб./кВт (тепл.)
Отходы лесопереработки	0.3-0.8 млн. т у.т.	5-10 тыс.руб./кВт (эл.)
Солнечная теплоэнергетика	0.05-0.01 млн. т у.т.	2-5 тыс.руб./кВт (тепл.)
Солнечная электроэнергетика	0.005-0.001 млн. т у.т.	60-150 тыс.руб./кВт (эл.)
Низкопотенциальная теплота (тепловые насосы)	3-5 млн. т у.т.	20-30 тыс.руб./кВт (тепл.)
Торф	1-1.5 млн. т у.т.	2-5 тыс.руб./кВт (тепл.)

 

Потенциал НИВИЭ  области позволяет снизить потребление  органического топлива до 5-8 млн.т.у.т.в  год. Анализ показывает, что полное использование потенциала НИВИЭ  позволит обеспечить устойчивое энергообеспечение  свыше 40% децентрализованных и удалённых  потребителей. При поддержке правительства  области на территории развернуто производство и подготовка к внедрению установок  ветроэнергетики (4, 16, 30 кВт), солнечных  коллекторов, газогенераторной техники, оборудования малой гидроэнергетики. Развертывание работ по НИВИЭ  затруднено отсутствием правовой базы, стимулирующей их создание и внедрение.

В целом очевидно, что в России тормозом развития нетрадиционной энергетики, как, впрочем, и многих других направлений, является хронически неудовлетворительное состояние экономики [1]. Особенную тревогу вызывает сокращение объемов НИОКР в сфере НВИЭ из-за резкого снижения их финансирования. Если и раньше, в бывшем СССР, эти расходы были на порядок меньше, чем во многих развитых странах, то теперь они сократились, по крайней мере, еще на порядок. Недостаточный объем НИОКР не способен обеспечить не только развитие, но и поддержание имеющегося научно-технического уровня в данной сфере.

В России на сегодня есть все предпосылки  развития НВИЭ. С выходом из кризисного экономического состояния, которое  не может быть вечным, станет возможным  развитие многочисленных областей промышленной, научно-технической и иной деятельности, в том числе и альтернативной энергетики. В мире рост применения этих источников энергии необратим. Россия в этом отношении исключением  не является.

В заключение обратимся к известной истине, которая гласит, что все новое - это хорошо забытое старое. Вспомним, что каких-нибудь 200-300 лет назад человечество использовало исключительно возобновляемые источники энергии: растительное топливо, энергию ветра (ветряные мельницы, парус), водных потоков (водяные колеса) да мускульную силу животных. Вспомним также, насколько благополучной была в то время экологическая обстановка. Теперь мы в определенном смысле возвращаемся к истокам, но на новом витке, вооруженные принципиально новой и во много раз более мощной и эффективной техникой. Попробовал бы теперь благородный Дон Кихот сражаться с современной ветроустановкой мощностью 1000 кВт.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ