Возобновляемые источники энергии: состояние, проблемы, перспективы использования в Республике Беларусь

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ И ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 4
2. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В РБ 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 17

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 18

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 19

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Состояние экономики любых государств во многом определяется эффективностью использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), при этом особую актуальность это приобретает для стран, отрасли  экономики которых в больших  объемах используют импортируемые  энергоресурсы, что в полной мере относиться к Беларуси.

По результатам за 2009г. импорт энергоресурсов в Беларусь составил 43,4 млн. т у.т. при экспорте 14,6 млн. т у.т. и валовом потреблении ТЭР в республике 34,4 млн. т у.т. Обеспеченность местными энергоресурсами составила 16,3%.

В Беларусь импортируется 99,2 % потребляемого  природного газа (годовое потребление  примерно 20,4 млн. т у.т.), 14 млн. тонн нефти (при добыче в республике 1,8 млн. тонн). Полностью импортируется уголь (около 0,3 млн. тонн).

Тема «Возобновляемые источники энергии: состояние, проблемы, перспективы использования в Республике Беларусь» для работы была выбрана в связи с ее актуальностью на сегодняшнем этапе развития нашей страны. Данная работа рассматривает вопросы, связанные с эффективностью использования источников энергии, которыми располагает Республика Беларусь.

Цель работы: анализ состояния возобновляемых источников энергии, их эффективность и целесообразность использования в Республике Беларусь. В работе анализируется политика государства в области энергосбережения и внедрения нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии в энергетику страны, также рассмотрена целесообразность использования того или иного источника энергии.

 

 

 

СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ И ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

Беларусь – это страна с высокоразвитым аграрным сектором. Особенно велик удельный вес в  нем животноводства и птицеводства. В стране  насчитывается  около  9000  животноводческих  ферм,  комплексов и птицефабрик. Ежегодно в стране образуется около 30 млн м3 животноводческих стоков и отходов растениеводства, что позволило бы получить биогаз  потенциалом около 2 млн т у. т. Теплотворная способность 1 м3 биогаза  составляет  в зависимости от  содержания  метана  от  20  до 25 МДж/м3. Кроме того, переработанные в биогазовых установках органические  отходы  превращаются  в биомассу,  которая содержит  значительное  количество  питательных веществ и может быть  использована в качестве биоудобрения и кормовых добавок. Потенциально возможное получение товарного биогаза от всех источников оценивается в 160 тыс. т у. т. в год.

Примером  успешного  использования  биогазовых  технологий в Беларуси является биогазовый энергетический комплекс в РУП «Племптицезавод «Белорусский» г. Заславля.

По состоянию на 2010 г., согласно Стратегии развития энергетического  потенциала в Беларуси действовали: 51 ферма крупного рогатого скота  (200  тыс. голов),  69 свинокомплексов  (1,2  млн голов),  17 птицефабрик и 48 птицеводческих комплексов (21 млн голов) [1].

В настоящее время функционирует 4 биогазовых комплекса (в том числе – РУСН  СГЦ «Западный»  (электрическая мощность  – 0,5  МВт); ОАО «Гомельская птицефабрика» (электрическая мощность – 0,33 МВт); «Племптицезавод «Белорусский» (электрическая мощность – 0,33 МВт) и 1  электростанция  на  свалочном газе  (полигон утилизации  ТБО «Тростенецкий»).

Постановлением Совета Министров  Республики Беларусь № 885 от 9 июня 2010 г. была утверждена Программа строительства  энергоисточников, работающих на биогазе, на 2010–2012 гг. Программа предусматривает введение  в эксплуатацию 39 биогазовых  установок суммарной электрической мощностью 40,4 МВт,  электрическая мощность  отдельной установки – от  0,15  до 5 МВт, что позволит ежегодно вырабатывать около 340 млн кВт·ч электрической энергии и замещать импортируемый природный газ в объеме более 145 тыс. т у. т. Оценочный объем производства биогаза может составить 503,7 млн м3  в год,  что эквивалентно  433,2  тыс. т у. т.  К числу объектов,  предусматриваемых Программой,  относятся биогазовые  комплексы в СПК «Рассвет» им. К. П. Орловского, Кировский район (электрическая мощность – 5,0 МВт), ОАО «Гастелловское», Минский район (электрическая мощность – 3,0 МВт), СПК «Агрокомбинат «Снов», Несвижский  район (электрическая мощность  2,0  МВт)  и др.,  а также ряд проектов по строительству биогазовых комплексов на очистных сооружениях, в том числе КУП «Минскводоканал», г. Минск (электрическая мощность – 2,8 МВт) [6].

     Для условий  Республики Беларусь характерны  относительно слабые континентальные  ветры со средней скоростью  4–6 м/с, поэтому при выборе  площадок ветроэнергетических установок требуются специальные исследования и тщательная проработка технико-экономических обоснований по их внедрению.

Ветроэнергетический потенциал  Беларуси, технологически возможный  для  использования  выпускаемыми  ветроэнергетическими  установками  (ВЭУ)  при  среднегодовой  скорости  ветра  5,7  м/с,  составляет 15,65 млрд кВт·ч [1].

Исследованиями  по  244  контрольным  точкам,  включая  54 метеостанции и 190 контрольных пунктов, на территории Республики Беларусь ветроэнергетический  потенциал страны оценен в 220 млрд кВт·ч. Определен ветроэнергетический ресурс по областям и каждому району.  В настоящее время уточнены фоновые среднегодовые скорости ветра в различных регионах  Республики  Беларусь,  проведены расчеты по определению технических ветроэнергоресурсов Беларуси на высотах 10, 40, 50 и 70 м над поверхностью земли. Для этого территория республики была разделена на 4 ветровые зоны (менее 3,5 м/с, 3,5–4,0; 4,0–4,5; более 4,5 м/с) и 5 регионов с расположением их по высоте над уровнем моря: 100–150 м, 150–200, 200–250, 250–300, 300–350 м (рис. 3.13) [3].

По  причине  относительно  небольших  среднегодовых  скоростей  ветра в настоящее время перспективным  следует считать использование  автономных  ветроэнергетических  и  ветронасосных  установок  малой  мощности, в основном в сельскохозяйственном секторе. Должны найти применение ВЭУ  в диапазоне 100–150 кВт, хорошо зарекомендовавшие  себя в эксплуатации в странах  со сходными с Беларусью условиями. При выборе  конкретных  образцов  ВЭУ  необходимо  дополнительно  учитывать ряд факторов, связанных  с величиной фактического ветроэнергетического  ресурса  в  месте  непосредственного  размещения  ВЭУ.  К  таким факторам относятся абсолютная высота местности, высота возвышения площадок  и  их  открытость,  удаленность  предполагаемого  места  размещения ВЭУ от потребителя  и особенно от линий передач и  т. д. Выработка в случае строительства  ВЭУ на территории регионов со среднегодовой  скоростью 7,0  м/с и выше  (регионы III,  IV,  V)  составит более 20,0 млрд кВт·ч в год. Этот потенциал наиболее эффективно может быть освоен в случае подключения ВЭУ к общей сети. ВЭУ целесообразно объединять в ВЭС из расчета 5–9 и более ВЭУ на 1 км2.

Чрезвычайно важными факторами  при использовании ВЭУ являются  себестоимость  производимой  электрической  энергии  и  окупаемость установки. Основными факторами окупаемости  являются:

1. энергоэффективность ВЭУ в месте ее размещения, т. е. выработка электроэнергии;
2. надежность работы;
3. стоимость создания ВЭУ, включая эксплуатационные сроки окупаемости.

 В 2009 г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок составила 1,2 МВт. К наиболее мощным из функционирующих в Беларуси ветроустановок  относятся работающие  в п. Дружный Мядельского  района  Минской области ветронергетические установки фирмы Nordex мощностью 250 кВт (рис.  3.14, а)  (ввод  в эксплуатацию  – 2000 г.)  и фирмы Yakobs (ввод в эксплуатацию – 2001 г.) мощностью 600 кВт.

К другому имеющемуся на сегодняшний день в Республике Беларусь  ветроэнергетическому  оборудованию  относятся  ветроэнергетическая  станция  ВЭС-200  (3 Ч 77 кВт  производства  ООО «Аэролла», СПК «Свитязянка  2003» Кореличского  района  Гродненской области, ввод  в эксплуатацию  – 2008 г.)  и ветроэнергетическая установка ВЭУ-250  (Международный инновационный экологический парк  «Волма» МГЭУ им. А. Д. Сахарова, производства ООО «Аэролла»). Последняя на сегодняшний день  находится в стадии  ремонта и модернизации  и используется только в учебных или демонстрационных целях.

  В 2011 г. начала функционировать первая в Беларуси ветроэнергетическая установка мегаваттного класса. Ветроэнергетическая установка мощностью 1,5  МВт установлена в п. Грабники  Новогрудского  района.  Проект  реализован  с участием  китайской компании  HEAG, которая поставила оборудование для ВЭУ. 

Среднегодовая  выработка  электроэнергии  ВЭУ  в  Новогрудском районе  составит  3,8  млн кВт∙ч,  что соответствует экономии  условного топлива около 1,1–1,25 тыс. т у. т. Общая стоимость проекта оценивается в 8–9 млрд бел. рублей. По  результатам обследования  площадки  в районе  п. Грабники в дальнейшем  здесь возможно  размещение  ветропарка  из  семи–восьми ветроэнергетических установок.  Суммарная ориентировочная среднегодовая выработка электроэнергии такого ветропарка составит около 25–30 млн кВт∙ч.

Безусловно,  при  развитии  ветровой  энергетики  возникают  определенные проблемы. Главным образом  они связаны с дополнительным использованием территорий и изменением ландшафтов. Но следует отметить,  что  существующие  обычные  энергоустановки  сегодня  гораздо сильнее загрязняют окружающую среду. Так, например, разработка бурого  угля  открытым  способом  или  строительство  нефтедобывающей  скважины. В то же время одна ветровая установка мощностью 1,5 МВт в течение  своей эксплуатации  (около  20 лет)  заменяет  в  среднем  около 80 000 т бурого угля. 

Определенные  вопросы  связаны  непосредственно  с  работой  станции, в частности, с повышенным шумом, ультразвуком и световыми  эффектами при прохождении солнечного света через вращающиеся лопасти  турбины. Поэтому санитарными нормами  устанавливается минимально-допустимое расстояние до жилых селений от отдельных ветроустановок и ветропарков (в некоторых странах (Германия) – не ближе чем 800 м). При размещении ветропарков учитываются также установившиеся пути миграции перелетных птиц.

В Беларуси, не обладающей значительными  геотермальными ресурсами, наиболее благоприятные  условия для развития этого направления  возобновляемой энергетики приходятся на Подлясско-Брестскую впадину (Брестская область) и Припятский прогиб (Гомельская область). Однако существенной проблемой является высокая минерализация подземных вод.

Концепцией энергетической безопасности Республики Беларусь определена потенциальная мощность всех водотоков  Беларуси – 850 МВт, в том числе  технически доступная – 520 МВт, экономически целесообразная – 250 МВт [2].

По состоянию на 2010 г. в  Республике Беларусь эксплуатировалась 41 ГЭС суммарной мощностью 16,1 МВт, что составляет около 3 % от технически доступного потенциала [4]. Дальнейшее использование гидропотенциала будет осуществляться путем сооружения новых, реконструкции и модернизации малых гидроэлектростанций.

Мощность самой крупной  в стране на сегодняшний день ГЭС  составляет 2,175 МВт (Осиповичская ГЭС, ввод в эксплуатацию – 1953 г.).

В настоящее время на объектах Вилейско-Минской водной системы эксплуатируется ряд малых ГЭС, в т.  ч.  две – на  гидроузле Вилейского вдхр.  Также малые ГЭС работают  на  насосной  станции № 6  и на вдхр. ТЭЦ-2.

В 2010 г. была введена в  эксплуатацию ГЭС на водосбросе Минской  ТЭЦ-3 (Чижовское вдхр.) мощностью 320 кВт. Общая стоимость проекта составила около 5  млрд  руб.  Срок  окупаемости проекта составляет около 10 лет. Возведением объекта занимались специалисты предприятия «Минскводстрой»,  проектированием  –  НП  ООО  «Малая энергетика» (Минск).

На  территории  УНК  «Волма»  МГЭУ им. А. Д. Сахарова  имеется  микрогидроэлектростанция  с установленной мощностью  агрегата  0,4–1,1 кВт. Микро-ГЭС является источником переменного электрического  тока  и  состоит  из  гидроагретата  МГА-1-0,25  производства НПО «Ранд», г. Санкт-Петербург, и подводящих устройств. Микро-ГЭС используется в учебном процессе, а вырабатываемая ею электроэнергия применяется для освещения прилегающей территории. 

Вместе с тем, сезонный характер работы малых гидроэлектростанций  в Беларуси требует наличия дублирующих  источников энергии, поэтому малые  ГЭС имеют преимущественно локальное  значение.

Гидроэнергетика  оказывает  негативное  влияние  на  окружающую природную среду и на условия  проживания людей в зонах влияния  ГЭС. Это, прежде всего, выражается в  затоплении и подтоплении земель водохранилищами ГЭС, образовании  мелководий, усилении антропогенного воздействия на природу в районе строительства ГЭС. Также происходит  переформирование  берегов  водохранилищ,  изменяется  качество  воды, гидрологический  и  температурный  режимы  водотоков,  микроклимат прилегающей  территории.  Для  уменьшения (предотвращения) негативного их воздействия на природу основным  положением  рационального  использования  располагаемых  гидроэнергоресурсов в природных условиях Беларуси, с характерным для нее равнинным рельефом территории, является проведение технической политики в гидроэнергостроительстве, направленной на минимизацию площадей затопления и подтопления. Это достигается путем соответствующего выбора створов и водоподпорных отметок гидроузлов, а также ограничения площади образующихся  мелководий  водохранилища и степени регулирования речного стока, чем достигается уменьшение периода водообмена и тем самым обеспечивается достаточная проточность водоема, улучшение качества воды в нем.

Можно привести немало примеров успешного применения фотоэлектрических  модулей и солнечных тепловых коллекторов в нашей стране.