Альтернативные источники энергии и возможность их использования в беларуси. Белорусская альтернативная энергетика: с квотами на ветер и солнце. Эффективное энергоснабжение экономит деньги и CO2

В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источников энергии стали важнейшими задачами, стоящими перед энергетиками республики. Вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии является основной частью энергосбережения. Развитие и использование собственных возобновляемых источников энергии является ключевым элементом повышения энергетической безопасности и энергосбережения.

Гидроэнергетика. Важнейшую роль в обеспечении потребностей республики в энергоресурсах может сыграть малая гидроэнергетика. Основной гидроэнергетический потенциал Беларуси сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. В ближайшие годы запланировано сооружение ряда малых ГЭС на притоках основных рек, а также на тепловых электростанциях с использованием энергетического потенциала охлаждающей воды.

В развитии малой гидроэнергетики преобладает сооружение новых, реконструкция и восстановление существующих ГЭС. Мощность построенных гидроагрегатов будет находиться в диапазоне от 50 до 5000 кВт, при этом предпочтение будет отдаваться быстромонтируемым гидроагрегатам капсульного типа. Как правило, все восстанавливаемые и вновь сооружаемые ГЭС должны работать параллельно с существующей энергосистемой.

Гидроэлектростанции включают в себя: водохранилище, подводящий водопровод, регулятор расхода воды, гидротурбину, электрораспределительную систему. Водохранилище, как источник потенциальной энергии, создают с помощью плотины,
которая обеспечивает стабильный расход воды через турбину. Для микро-ГЭС водохранилища не создаются, а располагаются они в стороне от основного русла реки и соединяются с ним подводящим и отводящим каналами. Опыт использования ГЭС в Беларуси насчитывает более 50 лет, еще в начале 60-х годов XX в. в республике действовало примерно 180 ГЭС мощностью 21 МВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 88 млн. кВт-ч. В 1988 г. еще работали свыше 170 ГЭС, в том числе 5 малых ГЭС суммарной мощностью 3,5 тыс. кВт и годовой выработкой 16,5 млн. кВт-ч электроэнергии. Для притоков первого и второго порядка бассейнов рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днепр, Припять и Западный Буг проведена оценка эффективности строительства новых малых ГЭС.

В перспективе на этих реках может быть установлено около 50 малых ГЭС суммарной мощностью 50 тыс. кВт и среднегодовой выработкой электроэнергии 160 млн. кВт-ч. На прудах и малых водохранилищах, напор на которых обычно составляет 2-5 м, применяются гидроагрегаты малой мощности. Такие микро-ГЭС мощностью 10-50 кВт могут устанавливаться на существующих гидротехнических сооружениях водоемов мелиоративных и водохозяйственных систем.

По ориентировочной оценке общая мощность микро-ГЭС на водохозяйственных системах республики может составить до 1 МВт. Однако, развитие большой энергетики и курс на индустриализацию Беларуси привел к консервации и прекращению эксплуатации многих действующих ГЭС. На конец 2005 г. в энергосистеме Беларуси эксплуатировалось 15 малых ГЭС общей мощностью 20 МВт со среднегодовой выработкой электроэнергии 53 млн. кВт-ч. что составляет 0,1% от общего потребления электроэнергии в стране. В Беларуси функционируют построенные в 50-е годы XX в. Чигиринская и Осиповичская ГЭС с общей мощностью 3,7 МВт и сеть ГЭС, восстановленных в 1992-94 гг., общей мощностью около 2 МВт, что обеспечивает среднегодовую выработку электроэнергии около 20 млн кВт ч, т. е. всего 1 % от возможного использования гидроэнергетического потенциала республики. Недавно введено еще несколько мини-ГЭС (Вилейская, Солигорская, в поселке Новоельня). Суммарная установленная мощность малых гидроэлектростанций на реках бассейнов Немана и Припяти оценивается в 93 тыс. кВт, а выработка электроэнергии может составить 390 млн кВт. ч., что обеспечит получение экономии 140 тыс. т условного топлива на тепловых электростанциях. Мировой уровень стоимости 1 кВт установленной мощности для микро-ГЭС составляет 2000-2500 долларов.

Строительство новых крупных ГЭС технически целесообразно и экономически оправдано на водохранилищах (объемом более 1 млн м³), где имеется возможность использования готового напорного фронта и существующих гидротехнических сооружений. Как показал анализ, общая установленная мощность таких ГЭС на 17 крупных водохранилищах республики неэнергетического назначения составит около 6 МВт, что обеспечит выработку электроэнергии порядка 21 млн кВтч в год.

Наиболее значительный объем электроэнергии может быть получен при строительстве каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская) и Неман (Гродненская). Эти гидроэлектростанции при относительно небольшом затоплении пойменной территории позволят получить до 800 млн кВтч в год электроэнергии, при установленной мощности около 240 МВт.

Малая гидроэнергетика является экологически чистой альтернативой ископаемому топливу при производстве электроэнергии и может с успехом применяться для обеспечения нужд народного хозяйства республики.

Ветроэнергетика. Республика Беларусь располагает значительными ветроэнергетическими ресурсами и при среднегодовой скорости ветра, равной 4,3 м/с, удовлетворяет мировым требованиям коммерческой целесообразности внедрения ветротехники.

В нашей стране работы по оценке ветроэнергетического потенциала выполнены Госкомитетом по гидрометеорологии совместно с НПГП Ветромаш и РУН «Белэнергосетьпроект». Исследованиями по 244 контрольным точкам, включая 54 метеостанции, 190 контрольным пунктам на территории Республики Беларусь ветроэнергетический потенциал Беларуси оценен в 220 млрд. кВт ч. Определен ветроэнергетический ресурс по областям и каждому району. На территории Республики Беларусь выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт ч.

По причине 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 абсолютную высоту местности, высоту возвышения площадок и их открытость, удаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя.

Республика Беларусь может покрыть до 50 % потребности в энергии, использовав только 10 % пригодной под ветроэнергетику территории. На этой территории выявлено, как уже упоминалось, 1840 площадок, на которых могут быть размещены ВЭУ, широко используемые в мировой ветроэнергетике. Выявленные площадки - это в основном гряды холмов высотой от 20 до 80 м, где фоновая скорость ветра может достичь 5-8 м/с и на каждой из них можно разместить от 3 до 20 ВЭУ.

Сроки окупаемости ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидростанций, парогазовых и газомазутных электростанций и значительно ниже угольных, атомных и дизельных. По завершению срока окупаемости эксплуатационные затраты ВЭУ неизмеримо ниже электростанций, работающих на источниках жидкого, газообразного, твердого и ядерного топлива, так как не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии.

Наиболее эффективно использовать ветротехнику на территории возвышенных районов большей части севера и северо-запада Беларуси, центральной зоны Минской области, в пределах Витебской возвышенности. Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра на 7% территории составит 20,5 млрд. кВт ч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку-энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд. кВт ч. с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет.

В Беларуси имеется определенный опыт использования зарубежной ветротехники. На протяжении многих лет успешно работают ветроэнергетические установки мощностью 270 кВт и 660 кВт в п. Дружный на берегу оз. Нарочь и в г. Городок Витебской области.

Использование энергии солнца. На географической широте Республики Беларусь солнечное излучение намного меньше, чем в пустыне Сахаре: в республике в год излучается до 1200 кВт-ч на 1 м 2 . Это соответствует количеству энергии, содержащемуся в 60 литрах нефти. В целом, ежегодное солнечное излучение на всей территории Беларуси составляет такое количество энергии, которое превышает в 20 раз потребность в газе для выработки энергии.

Преимуществам солнечной энергии противопоставляется как важный недостаток малая плотность энергии. При полном солнечном излучении солнечная мощность составляет 1000 Вт на квадратный метр, однако среднегодовая составляет только 100 Вт/м 2 . Исходя из этого, гелиоустановки требуют больших площадей.

Другие площади, которые могут быть использованы - это фасады и технические постройки (мосты, шумопоглощающие стены). По метеорологическим данным, в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 дней с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 240 кал на 1 см 2 за сутки, что эквивалентно 2.8 кВт-ч/м 2 . Согласно многолетним наблюдениям максимально возможное количество солнечных часов в году на широте Минска составляет 4464 ч, а фактическое -1815 ч.

Солнечные термические установки . Солнечные термические установки используют для получения горячей воды и обогрева помещений. Принцип их работы относительно прост. Попадающее на коллектор солнечное излучение нагревает находящуюся в коллекторе смесь из воды и антифриза. С помощью насоса подогретая жидкость поступает в накопитель. Через теплообменник солнечное тепло от жидкости в коллекторе передается воде. Охлажденная жидкость снова поступает в коллектор. Обычный отопительный котел обеспечивает необходимое количество тепла для подогрева.воды и обогрева помещения. Годовая потребность в горячей воде семей, проживающих в Северном полушарии, может быть на 60-70 % обеспечена за счет бесплатной солнечной энергии с помощью термических установок современного поколения.

Общий потенциал солнечной энергии в Республике Беларусь оценивается в 2,7·10 6 млн. ТУТ. в год; технически возможный составляет 0,6·10 6 млн. ТУТ. в год.

В республике разработаны и подготовлены к серийному производству гелиоводонагреватели со сварными полиэтиленовыми коллекторами. Это позволяет отказаться от применения дорогостоящих и тяжелых металлических труб для солнечных коллекторов, делает их производство более технологичным.

При благоприятных экономических и производственных условиях можно рассчитывать на самое широкое использование гелиоводонагревателей в южных районах республики. Целесообразно также развивать автономные источники питания мощностью от нескольких Вт до 3-5 Вт (бытовая аппаратура, освещение, энергообеспечение жилого дома, линий связи и т. д.) и модульные фотоэлектрические установки для сельскохозяйственных потребителей мощностью 0,5 и 1 кВт на элементах нового поколения.

Возможности использования биомассы . В сельском и лесном хозяйстве издавна используется солнечная энергия в большом объеме. На больших площадях выращиваются растения, которые накапливают энергию солнечного света и, в конечном счете, запасают ее в химической форме (биомассе). Когда растения поедаются животными, то биомасса преобразуется в побочный продукт в форме навозной жижи и твердого навоза. В общей сложности в этом аспекте следует различить три вида биомассы:

Влажная биомасса (в особенности навоз, а также скошенная зеленая масса) может через ферментацию (брожение) без доступа воздуха производить биогаз, который служит для выработки электрического тока или тепловой энергии;

Сухая биомасса (дерево и солома), пригодная для сжигания и тем самым для выработки электрического тока и тепловой энергии;

Специальные энергетические растения (рапс, китайский камыш, тополя и т. д.) могут поставлять дополнительную биомассу, которую можно использовать как горючее или для производства горючего.

Основным возобновляемым источником энергии во многих странах мира является биомасса, т. е. древесно-растительная масса. В общем объеме энергоносителей биомасса занимает около 60 % в ряде стран Африки, 40 % - в азиатских странах, 30 % - в странах Латинской Америки. В США, Дании, Швеции мощность отдельных установок по переработке биомассы достигает 400 кВт.

Использование древесины в энергетике . Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Общая площадь лесного фонда на 1 января 2006 г. составила около 10 млн. га, запас древесины 1,34 млрд. м³. Ежегодный текущий прирост оставляет 32,37 млн.м³. Годовой объем использования дров, отходов лесопиления и деревообработки в качестве котельно-печного топлива в 2006 г. составил около 1,8 млн. ТУТ., расход древесного топлива для производства электрической и тепловой энергии стационарными электрогенерирующими установками составляет около 700 тыс. ТУТ. в год.

Использование древесины в энергетике сделало в последние годы заметный шаг вперед, как по качеству (значительно снизились выбросы вредных материалов благодаря улучшенной технологии сжигания), так и по количеству (быстрое строительство новых теплоэлектростанций на древесине).

Для производства биомассы в целях энергетического использования могут представлять интерес различные культуры, в особенности так называемые лигноцеллюлозные культуры, которые имеют в составе высокую долю энергетическо-химических соединений лигнина и целлюлозы. Сюда относятся как деревья (например, тополь, ива), так и травы (например, кормовые растения, зерновые и субтропические травы, такие как китайский тростник). Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе соединения с кислородом при сгорании выделяют тепло.

Возможности республики по использованию древесины в качестве топлива на настоящем этапе оцениваются на уровне 3,5-3,7 млн. ТУТ. в год, а потенциал в целом составляет около 6,5 млн. ТУТ. К этой категории топлива можно отнести и древесные отходы гидролизных заводов - лигнин, запасы которого составляют около 1 млн. ТУТ.

Для получения жидкого и газообразного топлива можно применять фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций возможен сбор массы растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 4 ТУТ. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2-3 раза.

Наиболее целесообразно применение для получения сырья неиспользуемых земель и площадей выработанных торфяных месторождений, где отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га и может быть экологически чистым источником энергетического сырья.

Для Республики Беларусь перспективным является также использование в качеств энергоносителя рапсового масла. Перспективным представляется выращивание рапса на загрязненных после Чернобыльской катастрофы территориях, так как семена рапса не концентрируют радиацию.

Использование отходов растениеводства в качестве топлива в республике является принципиально новым направлением энергосбережения. Общий потенциал растениеводства оценивается до 1,46 млн. т у.т. в год. По экспертным оценкам, к 2012 г. за счет рапсового масла может быть получено 70-80 тыс. т у. т.

Энергия из отходов . В мировой практике получение энергии из коммунальных отходов осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, т.к. в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы (см. детально в гл. 9).

В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. т твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский).

Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. ТУТ. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит 20-25 %, что эквивалентно 100-120 тыс. ТУТ. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются на полигонах складирования.

Только по областным городам переработка ежегодных коммунальных отходов в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. ТУТ., а по г. Минску - до 30 тыс. ТУТ. Эффективность этого направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной.

Использование биогаза . В республике построено большое количество крупных животноводческих комплексов, на базе которых ежегодно образуются миллионы тонн отходов. Эти отходы практически без их предварительной обработки сбрасываются на поля как удобрения.

Однако, помимо пользы, они одновременно наносят значительный экологический ущерб. Размываясь снеговыми и ливневыми водами, навоз с полей, а также не обезвреженные воды предприятий животноводства, в особенности свиноводческих ферм, попадают в водоемы. Такие сточные воды содержат большое количество биогенных элементов, среди которых находятся фосфор и азот, способствующие массовому развитию водорослей.

Биогазовые установки используются преимущественно на сельскохозяйственных предприятиях. Навоз и фекалии домашних животных доставляются сначала в выгребную яму, в которой твердые куски (составные части) измельчаются, для того, чтобы появилась гомотенная смесь (субстрат). Эта масса на втором этапе накачивается в герметически изолированный и подогреваемый бродильный резервуар (ферментер), в котором анаэробные бактерии разлагают без доступа воздуха органические субстанции и производят биогаз.

Биоустановки используются не только из-за энергетической выгоды, они дают в итоге специальные преимущества для сельского хозяйства. Так, благодаря брожению, качество органических удобрений улучшается, и они лучше усваиваются растениями. Возрастающее значение приобретает также использование биологических отходов и домашних сточных вод, особенно жирных и содержащих масло (например, жир из фритюрницы). Внесение их в биоустановку решает не только проблему захоронения, но и ^значительно повышает тем самым производство биогаза. Биогаз, замещая традиционные виды топлива, сокращает объем их использования на существующих электростанциях и котельных и тем самым улучшает экологическую обстановку.

Принципиально новым направлением может быть использование биогазовых установок на канализационных станциях крупных населенных пунктов, что дает возможность на 60-70 % сократить собственные нужды этих станций в энергоносителях.

Оценки свидетельствуют, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м³ на 1 м 2 жилой площади.

Возможности использования в энергетических целях торфа. В последние годы в Беларуси ежегодно используется 7-11 млн. т торфа для нужд сельского хозяйства и 3,5-5 млн. т - для производства торфобрикетов, предназначенных отопления 44 тыс. коммунально-бытовых предприятий и 1,7 млн. индивидуальных домовладений. Потребности населения и коммунально-бытовых предприятий в твердом топливе удовлетворяются за счет торфа только на 30%, поэтому в Энергетической программе Республики Беларусь до 2010г. не предусмотрен возврат к его использованию в большой энергетике.

Однако неперспективность использования торфа в качестве топлива обусловлена, прежде всего, экологическими соображениями. В настоящее время более 50 % площади торфяных месторождений вовлечены в хозяйственную деятельность, что вызывает интенсивные процессы минерализации почвы, ветровой и водяной эрозии. Поэтому правительство Республики Беларусь приняло в 1991 г. решение об увеличении почти вдвое охраняемого торфяного фонда, который охватил почти 30 % торфяных месторождений.

Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что торфяные брикеты - дешевый вид топлива, можно говорить о возможности поддержания их производства. В связи с истощением запасов на действующих брикетных заводах в ближайшей перспективе ожидается снижение объема выпуска топливных брикетов. По этой причине возможно увеличение производства бытового топлива за счет добычи более дешевого кускового торфа (в 2 раза), а также за счет строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс. т. Объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 300-400 тыс. т в ближайшие 3 года, в дальнейшем - до 800-900 тыс. т, что позволит значительно снизить напряженность в энергообеспечении населения.

Возможности использования геотермальной энергии. В глубине недр планеты Земля накоплены такие количества энергии, которые трудно представить. Температура при возрастании глубины постоянно растет, в Беларуси это приблизительно около 3 градусов на 100 м глубины.

В Республике Беларусь обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод плотностью более 2 т у.т./км² и температурой 50 °С на глубине 1,4-1,8 км и 90-100 °С на глубине 3,8-4,2 км.

Однако, высокая минерализация, низкая производительность имеющихся скважин, их малое количество и, в целом, слабая изученность ситуации, не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в ближайшие 15-20 лет.

Применение тепловых насосов . Превращение низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды (воды, грунта, воздуха), а также тепловых отходов промышленных предприятий и коммунальных служб в тепловую энергию требуемого потенциала нашли широкое применение в теплонаносных установках (ТНУ).

Тепловые насосы достаточно давно и широко применяются для целей отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения в мире. Тепловой насос представляет собой устройство, позволяющее аккумулировать тепло низкопотенциальных источников тепла, использующее эффект фазового перехода жидкости в пар при низких температурах (фреоны, кипящие в диапазоне температур: -9-30°С).

Большая часть уже установленных устройств использует в качестве такой низкопотенциальной энергии воздух. Однако, растет интерес к системам, в которых тепло отбирается от грунта, грунтовых или поверхностных вод. На сегодняшний день грунтовой (геотермальный) тепловой насос (ГТН) является одной из наиболее эффективных энергосберегающих систем отопления и кондиционирования.

По существу тепловыми насосами является большинство широко распространенных холодильных машин, в том числе бытовых холодильников, так как они по тому же принципу отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и при более высокой температуре отдают ее окружающей среде. Тепловые насосы в сравнении с холодильными машинами работают в диапазоне более высоких рабочих температур. Это, однако, не мешает использовать в тепловых насосах и холодильных машинах одни и те же элементы (компрессоры, теплообменные аппараты и т. д.), а также одни и те же или родственные рабочие вещества (с температурой кипения от - 40 °С до +10 °С при атмосферном давлении).

Областями применения тепловых насосов является жилищно-коммунальный комплекс, промышленные предприятия, сельское хозяйство и др. В мировой практике в жилищно-коммунальном комплексе ТНУ находят наибольшее применение преимущественно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Для автономного теплоснабжения коттеджей, отдельных домов (в том числе школ, больниц и т.п.), городских районов, населенных пунктов применяются преимущественно ПТН с тепловой мощностью 10-30 кВт в единице оборудования (коттеджи, отдельные дома) и до 5,0 МВт (для районов и населенных пунктов).

Источниками низкотемпературного потенциала чаще всего являются грунтовые воды, грунт, водопроводная вода, теплота канализационных стоков. На промышленных предприятиях ТНУ находят применение для утилизации теплоты водооборотных систем, теплоты вентиляционных выбросов, теплоты сбросных вод. На предприятиях, имеющих котельные, теплота от ТН используется для подогрева подпиточной воды для котлов и собственных тепловых сетей.

Многие промышленные предприятия одновременно нуждаются в искусственном холоде. Так, на заводах искусственного волокна, в основных производственных цехах используется технологическое кондиционирование воздуха (поддержание температуры и влажности).

Комбинированные теплонаносные системы «тепловой насос - холодильная машина», одновременно вырабатывающие теплоту и холод, наиболее экономичны. Особенные требования курортно-оздоровительных и спортивных комплексов к чистоте воздушного бассейна предполагают использование экологически чистых источников энергии, поскольку в таких местах в основном применяются децентрализованные системы теплоснабжения с применением мелких котельных на органическом топливе (обычно на мазуте).

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Предмет промышленной экологии
Наиболее массированный вред природной среде наносят промыш­ленные предприятия, энергетика и автомобильный транспорт - неотъемлемые компоненты урбанизированных и техногенно нагруженных территорий. Э

Стратегии мирового развития с учетом экологических ограничений
Обусловленные техногенной деятельностью изменения природной среды бумерангом вернулись и к их первопричине - человеку, стали негативно сказываться на самых различных сторонах общественной жизни, вы

Ничто не даётся даром
Очевидно, что вышеприведенные законы не охватывают все сто­роны взаимодействия общества и природы. Тем не менее, будучи простыми, по форме, но глубокими по содержанию, они закладывают ос­нову нравс

Цивилизационная революция XXI века
Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания че­ловека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение окружающей среды. Оно непосредственно связано с научно-техничес­ким прогре

Природное топливо
Топливо - это горючее вещество, выделяющее при окислении тепловую энергию, используемую в дальнейшем непосредствен­но в технологических процессах или преобразуемую в другие виды энергии. Т

Искусственное топливо
К искусственным топливам относятся: кокс доменных печей, ис­кусственные горючие газы, моторное топливо и др. Кокс - твердый углеродистый остаток, образующийся п

Альтернативное углеродсодержащее топливо
В связи с постепенным истощением запасов нефти и угля, а также усилением загрязнения среды обитания вредными продуктами сгора­ния развернуты работы по поиску и применению альтернативного

Теплоэнергетика и ее воздействие на природную среду
Химическое загрязнение окружающей среды. При сжигании углеродсодержащего топлива (угля, нефти, газа и др.) оно неизбежно. Рассмот­рим особенности поступления вредных вещ

Гидроэнергетика и ее воздействие на природную среду
Гидроэлектростанции: достоинства и экологические проблемы. Страны СНГ обладают огромными гидроэнергоресурсами, которые оцениваются в 3,94 трлн кВтч/год, из них экономический по

Ядерная энергетика и экология
Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям: к началу Второй мировой войны во всех странах мира имелось около 10-12 г полученного в чистом виде естес

Радиационный экологический контроль
Естественные и искусственные радиоактивные вещества равномерно распределены в окружающей среде (за исключением аномальных геологических и промышленных районов повышенной радиоактивности) и являются

Территории повышенной радиоактивной загрязненности среды от проведения ядерных взрывов
В конце 1942 г. на территории Чикагского университета, в помещении зала под трибунами университетского стадиона, началась подготовка к пуску первого в мире ядерного реактора. Установка массой в нес

Особенности радиоэкологического загрязнения
В естественных природных условиях радиационное загрязнение среды, как правило, сочетается с воздействием и других техногенных факторов, прежде всего химического загрязнения. В силу этого вычленить

Помимо широкого использования невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) активно изучается и реа­лизуется возможность получения энергии за счет альтернативных (не­трад

Использование солнечной энергии
Мощность солнечной энергии, поступающей на поверхность Зем­ли, оценивается в 20 млрд кВт, что эквивалентно 1,2-1014 т условного топлива в год. Для сравнения: мировые запасы органического

Энергия океанов и морей
Экологически чистая энергия морей и океанов может быть исполь­зована в волновых электростанциях (ВолнЭС), электростанциях мор­ских течений (ЭСМТ) и приливных электростанциях (ПЭС), где про­исходит

Геотермальная энергетика
Подсчитано, что на глубине до 5 км в недрах Земли количество сосредоточенной теплоты многократно превышает энергию, заключенную во всех ви­дах ископаемых энергоресурсов. В отдельных регионах, напри

Ветроэнергетика
Энергия ветра в конечном итоге есть результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Причина активных процессов пе­ремещения воздушных масс заключается в различии плотностей нагре­то

Биоэнергетика
Биоэнергетикаоснована на получении биомассы, которая исполь­зуется в качестве топлива непосредственно или после соответствую­щей переработки. При этом выделяют три направления получения теп­

Водородная энергетика
Огромный интерес к водороду как к перспективному топливу обус­ловлен рядом неоспоримых его преимуществ, главные из которых та­ковы: 1) экологическая безопасность водорода в отличие от других топ-ли

Приоритеты в развитии автономной и возобновляемой энергетики
В условиях Республики Беларусь достаточно эффективным может быть использование различных видов возобновляемых источников энергии, на базе которых могут быть созданы различные энергетические установ

Структура и виды транспорта
Транспорт, с помощью которого осуществляется перемещение гру­зов и пассажиров, играет уникальную роль, связывая все важнейшие сферы материального производства в единую систему хозяйственной деятель

Экологическое воздействие транспорта на природную среду и человека
Отчуждение земель. Естественно, что для размещения транспорт­ных коммуникаций нужны земля, вода, воздух, подчас огромных пло­щадей и объемов. Подсчитано, что в США площадь земель,

Сокращение выбросов автотранспорта, работающего на углеводородном топливе
Автомобильными двигателями выделяются в воздух городов более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. Расплачиваться за это приходится ухудшением здоровья людей как собстве

Планировочно-градостроительные мероприятия
Они включают специальные приемы застройки и озеленение ав­томагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирова­ния (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размещаются здания понижен

Технологические мероприятия
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с искро­вым зажиганием. Известно, что наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, в

Санитарно-технические мероприятия
К таковым относится прежде всего установка каталитических нейтрализаторов. Они используются для обезвреживания выхлопных га­зов автомобиля путем химического превращения отдельных вредных веществ, с

Ужесточение стандартов на токсичность выхлопных газов
Исходя из понимания глобальной опасности стремительно разви­вающегося автотранспорта, еще 20 марта 1958 г. под эгидой ООН было достигнуто международное соглашение «О принятии единообразных условий

Новые виды топлива и транспорта
К таковому обычно относят различные спирты (метанол и этанол) и водород. Спирты.В ряде стран, особенно располагающих обширными план­тациями сахарного тростника, все в

Разработка альтернативных видов автотранспорта
К таковым относятся прежде всего электромобиль, солнечный электрический автомобиль, автомобиль с инерционным двигателем, автомобиль с гибридным двигателем. Электромобили

Природный горно-промышленный комплекс – объект изучения горной экологии
Источниками воздействия горного производства на окружающую природную среду являются открытые и под­земные горные работы, обогатительные фабрики, отвалы и хвостохранилища и др. Масштабы этого воздей

Воздействие горного производства на окружающую среду
Для всех способов разработки месторождений харак­терно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, не­дра, растительный и животный мир.

Охрана воздушного бассейна в горнодобывающей промышленности
Горное производство вызывает два вида загрязнений атмосферного воздуха: запыленность и загазованность. Ко­личество выбросов, их объем и вещественный состав опре­деляются источниками загрязнения. В

Влияние горного производства на гидросферу
Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется в изменении водного режима, загрязнении и за­сорении вод. Изменение водного режима.При строительстве и э

Охрана водного бассейна в горном производстве
Под охраной водного бассейна (природных вод) пони­мается соблюдение установленного порядка пользования водами, т.е. обеспечение рационального управляемого ис­пользования, сохранения и восполнения и

Создание противофильтрационных завес
Вотличие от традиционных методов осушения месторождений полезных ископаемых, когда срабатываются статические и динамиче­ские ресурсы подземных вод, метод создания противофильт­рационных завес разли

Влияние горного производства на природный ландшафт
Специфическая особенность размещения предприятий горной промышленности заключается в том, что они могут создаваться только там, где имеются залежи полезных иско­паемых. При этом горные предприятия

Безотходное горное производство
Горное производство образует твердые, жидкие и газо­образные отходы (табл.6.3.) Большое количество отходов является наиболее объек­тивным показателем несовершенства проектируемой или приме

Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степенью опасности и объемом выбросов (сбросов), а также количеством твердых токсичных отходов (таб

Черная и цветная металлургия
По объему загрязнений одно из первых мест в народном хозяйстве занимает черная и цветная металлургия, металлообрабатывающая промышленность. Производство чугуна и стали сопровождается образованием б

Химическая и нефтехимическая промышленность
Химическая промышленность. На втором месте после металлургического производства по уровню негативного воздействия на окружающую среду находятся отрасли химической промышле

Машиностроительная промышленность
Практически в любом городе, а тем более промышленном центре имеются предприятия машиностроения. В одном случае это единичные предприятия, в других - группа различных по специализации машино

Промышленность строительных материалов
Крупным источником твердых частиц, загрязняющих природную среду, являются цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита, асфальта, печи обжига кирпича. Наибольшая

Проблемы природопользования в сельском хозяйстве
Сельскохозяйственное природопользование является одним из древнейших видов природопользования, непосредственно направленным на удовлетворение потребностей человека. Качество сельхозпродукции непоср

Экологизация промышленного производства
Для уменьшения неблагоприятного воздействия промышленности на окружающую среду необходимо предпринимать меры по оптимизации и экологизации промышленного производства. Экологизация промышле

Основные пути и методы очистки сточных вод
Различают два основных пути очистки сточных вод: разбавление и очистка их от загрязнений. Разбавление не ликвидирует воздействия сточных вод, а лишь ослабляет его на локальном участке водоема. Осно

Экологически безопасные методы очистки промстоков
Термические методы. На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли (кальция, магния, натрия и др.), а также широкий спектр органических в

Очистка выбросов в атмосферу
Основным направлением охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Однако та­кую задачу следует полагать стратегическ

Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов от твердых частиц и аэрозолей
Выбор метода и оборудования, обеспечива­ющих необходимую степень очистки, зависит от большого числа параметров, среди которых основным является эффективность работы си­стемы по отношению к преоблад

Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей
С этой целью разработаны три основные группы методов очистки: 1) промывка выбросов растворителями содержащейся в них примеси (абсорбционный метод); 2) поглощение газообразных примесей твер­дыми тел

Реабилитация природных ландшафтов и нарушенных земель
Под мелиорацией понимается система организационно-хозяй­ственных и технических мероприятий, направленных на улучшение земель в целях создания наиболее благоприятных условий для разви­тия сельского

Виды отходов и масштабы их образования
Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукц

Обращение отходов
Обращение отходов - деятельность, в процессе которой обра­зуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезв­реживанию, транспортированию, размещению отходов.

Нормативы образования отходов и лимитов на их размещение
Суть этого вида экологического сопровождения деятельности пред­приятия состоит: · в установлении норматива образования отходов для действую­щего предприятия, исходя из анализа технологии п

Сбор, хранение и транспортировка отходов
Надлежащая организация сбора, хранения и транспортировки от­ходов вносит большой вклад в оздоровление ОС. В США, где норма накопления, например, твердых бытовых отходов (ТБО) в 2-3 раза выше, чем в

Полигоны для размещения твердых бытовых отходов
Закон «Об отходах производства и потребления» установил требования к объектам размещения отходов. Созда­ние таких объектов - специально оборудованных сооружений (поли­гонов, шламохранилищ, отвалов

Обращение токсичных промышленных отходов
Основными направлениями обращения твердых промышленных (ТПО) отходов являются: · захоронение на полигонах и свалках; · переработка конкретных твердых отходов по заводской техно­ло

Как и любая развитая страна, наша с вами Родина заинтересована в собственной энергетической безопасности, а следовательно стремится диверсифицировать энергоресурсы. Постоянный рост цен на углеводороды и зависимость поставок от России заставляют повнимательней присмотреться к альтернативной энергетике в Беларуси. Вот тут и возникает вопрос: каким потенциалом вообще обладает Беларусь, какие виды альтернативной энергии применимы в нашей стране, и какие могут возникнуть трудности на пути внедрения альтернативных источников энергии в Беларуси?

Солнечная энергетика в Беларуси

Если основываться на метеорологических данных, то в Беларуси порядка 30-ти ясных солнечных дней в году, в то время как пасмурных -250. Интенсивность солнечного излучения составляет что-то порядка 2,8 кВт·ч/м². Не густо, конечно, но и не надо полагать, что в развитых странах намного лучше обстоят дела. Картина примерно такая же в Германии, Японии и некоторых других странах. Это дает право сторонникам альтернативной энергии утверждать о возможности и необходимости развивать солнечную энергетику в Беларуси. Раз это могут делать страны Европы, то почему не можем мы? Надо сказать, что государство значительно продвинулось в этом направлении за последние годы, а вместе с этим уже стали появляться первые трудности. Что же касается солнечной энергетики, то согласно на покупку электрической энергии, выработанной фотоэлектростанциями, действует самый высокий коэффициент равный 3. Т.е. энергосистема обязана покупать у владельцев солнечных электростанций всю выработанную электроэнергию с данным повышающим коэффициентом в течение 10 лет. Согласно таблицам солнечной инсоляции строительство солнечных электростанции целесообразно преимущественно на юге страны, что, в общем-то, естественно. С уже действующими объектами можно ознакомиться на сайте Министерства природных ресурсов (ссылка ниже). Как было сказано главным инженером ГПО “Белэнерго”, А.А. Сиваком корреспондентам “CБ” уже принято решение о строительстве солнечных станций мощностью порядка 150 МВт в Гомельской и Могилевской областях. Однако увеличение числа альтернативных электростанций может негативно отразиться на конечном потребителе в виде увеличения тарифа.

Ветроэнергетика

Ветроэнергетика в Беларуси развивается более медленно чем, солнечная. Из запланированных когда-то 1840 площадок на сегодняшний день в Беларуси действуют 18 ветроустановок. Сам потенциал ветроэнергетики оценивается в 1,9 – 2,0 млн. тут замещения. Срок окупаемости подобных установок варьируется от 6 до 8 лет. Среднегодовой фоновый ветер составляет порядка 4-5 м/с на высоте 10-12 метров. Ветроэнергетика, пожалуй, больше всего подвергается критике. Более подробно о текущем состоянии ветроэнергетики и будущих планах строительства мы останавливались в статье “ “

Биогаз

Получение биогаза из естественных отходов является привлекательным направлением и как-то укладывается в общую концепцию развития сельского хозяйства. Получение электрической энергии только от отходов растениеводства позволит заместить порядка1,46 млн. т.у.т. Перспективными направлениями являются получение биогаза из отходов животноводства, древесины, которые также позволят сэкономить несколько сотен тысяч т.у.т в год. Сегодня в РБ действует больше десяти биогазовых установок. Самая крупная – СПК “Рассвет” мощностью 4,8 МВт. Государством разработана программа развития биогазовых комплексов вплоть до 2015 года. Об этом более подробно написано .

Будущие трудности на пути развития

Как уже говорилось, появление альтернативных электростанций может привести к увеличению тарифов для потребителя. Тем более, что государство еще не окончательно отошло от перекресного субсидирования, а какое-либо разделение тарифа на альтернативную энергию для юридических и физических лиц отсутствует. Что же касается физ. лиц, то покупка солнечных или других видов альтернативных электростанций остается пока еще дорогим и невыгодным удовольствием. Добавляет проблем отсутствие специалистов в области возобновляемой энергии, а также бюрократические проволочки. В последнее время активно ведутся разговоры о снижении повышающих коэффициентов, в частности на использование солнечной энергии, на сегодняшний день они продолжают действовать, что будет в будущем сказать сложно. В целом на самом высоком уровне сформировано четкое представление о необходимости развития альтернативных источников энергии в Беларуси, однако еще предстоит решить множество проблем.

Получение энергии из возобновляемых источников – довольно молодое направление в нашей стране. Однако оно уже успело доказать свою . Тем не менее будущее отечественной альтернативной энергетики туманно: после ввода в эксплуатацию Белорусской АЭС наша страна начнет производить намного больше электроэнергии, чем способна потреблять.

В своем выступлении, которое открыло пресс-конференцию, посвященную использованию ВИЭ, заместитель министра энергетики РБ Ольга Прудникова дала понять, что на государственном уровне отдают себе отчет в том, что проблема существует и ее придется как-то решать. Сегодня энергопотребление в Беларуси растет не теми темпами, которые прогнозировались при принятии решения о строительстве Белорусской АЭС. По оценкам специалистов, к 2020 году оно должно было выйти на уровень 47 млрд кВт⋅ч. В таком случае и атомная станция, и ВИЭ могли бы гармонично вписаться в общую картину энергопотребления. Сегодня оно находится на уровне 36,8 млрд. Чтобы увеличить этот показатель, было решено массово внедрять мощные электрокотлы, которые будут использоваться для получения тепловой энергии. Однако Ольга Прудникова признала, что этого будет недостаточно.

Другой проблемой, которой она уделила внимание в своем выступлении, стали тарифы на покупку электроэнергии, произведенной с использованием возобновляемых источников. Сегодня средняя цена, которую платит государство, приближается к 22 центам за кВт ⋅ч. При этом ее себестоимость составляет от 2 до 4 центов. При использовании традиционных видов топлива данный показатель достигает 5 центов.

В итоге разницу покрывают потребители. Ольга Прудникова полагает, что с учетом совершенствования технологий, которые позволили снизить себестоимость получаемой энергии, имеет смысл снизить и закупочную цену. Это позволило бы обеспечить равные условия для конкуренции на рынке электроэнергии, который планируется создать на территории Беларуси уже в ближайшем будущем. Это мнение поддержал начальник отдела регулирования воздействий на атмосферный воздух и озоновый слой Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ Андрей Пилипчук . По его словам, необходимость в субсидиях отпала, поскольку себестоимость энергии, получаемой из возобновляемых источников, стала заметно ниже. В связи с этим закупочная цена на уровне 7,9-8,9 центов за кВт⋅ч была справедливой для всех участников рынка.

Андрей Пилипчук также отметил, что альтернативная энергетика дает Беларуси ежегодно 700 млн кВт⋅ч. Согласно Концепции энергетической безопасности, к 2035 году эта цифра должна возрасти до 2,7 млрд кВт⋅ч. Чтобы такое стало возможным, необходимо постепенно замещать с помощью ВИЭ высокоуглеродные виды топлива (уголь, мазут и торф), чья доля в энергетическом балансе нашей страны на сегодняшний день составляет порядка 1,5 млрд кВт⋅ч. Это в том числе позволило бы выполнить обязательства, взятые нашей страной в рамках Парижского соглашения: сбалансировать выбросы и поглощение парниковых газов (55% от их общего объема дает именно энергетическая отрасль)

Идеальное соотношение между источниками электроэнергии, рассчитанное международными экспертами, выглядит следующим образом: 25% должны давать атомные станции, 25% – природный газ, 25% – ­переработка отходов и 25% – возобновляемые источники. Страны, которые достигнут этого баланса, обеспечат свою энергетическую безопасность. Андрей Пилипучк отметил, что в этом плане нам есть над чем работать. Так, доля ВИЭ и отходов составляет примерно по одному проценту. 95% приходятся именно на природный газ, который является дорогостоящим импортным топливом.

В своем выступлении заместитель директора Департамента по энергоэффективности Владимир Комашко много внимания уделил использованию древесной биомассы в качестве возобновляемого источника энергии. Природные условия и традиции Беларуси говорят о том, что данный вид топлива является очень перспективным. В продолжение этой темы Владимир Комашко призвал развивать энергетическую систему, исходя из реалий, которые сложились в той или иной стране, а не перенимать слепо опыт других стран, каким бы успешным он ни казался на первый взгляд.

По поводу системы квот, существующих в области альтернативной энергетики, он заметил, что данная мера используется для регулирования не столько энергетики как таковой, сколько бизнеса. Производители электроэнергии из возобновляемых источников рассматривают ее как товар, который необходимо выгодно продать. Государство со своей стороны решает, нужен ему этот товар или нет.

На общем оптимистичном фоне пресс-конференции выделилось выступление Владимира Нистюка , которые является исполнительным директором ассоциации «Возобновляемая энергетика» . Он в первую очередь посетовал на то, что государственные органы недостаточно привлекают специалистов к разработке нормативно-правовой базы в этой области. По мнению Владимира Нистюка, каждые два года менять правила игры в такой сложной области, как энергетика, – значит нанести большой ущерб инвестиционному климату.

Он также привел в качестве примера существующих проблем ситуацию, когда компания «Белоруснефть» (государственное предприятие, которое не входит в состав объединения «Белэнерго») получает возможность построить солнечную электростанцию мощностью 50 мВт и продавать электроэнергию со льготными коэффициентами.

После окончания пресс-конференции осталось впечатление, что альтернативную энергетику в Беларуси ожидают большие перемены, но даже те, кто является их инициатором, пока не знают, как именно будет развиваться эта отрасль.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Производственные технологии»

На тему:

Нетрадиционная энергетика – сущность, виды, перспективы развития в республике Беларусь

Проверил: профессор Пустовалов В.К.

Выполнила: слушатель группы 2020812

Турина Ю.А.

Минск 2008

ВВЕДЕНИЕ

1.2 Тепловые гелиоустановки

2. Биоэнергетика

2.1Общие сведения

2.2 Биомасса - аккумулятор солнечной энергии

2.3 Фотосинтез на службе энергетики

2.4 Время и место получать энергию из когенерационных установок

3. Гидроэнергетика в Беларусии

3.1Общие сведения

3.2 Описание работы гидроэлектростанций

3.3 Гидроэлектростанции и жизненная среда

4.Ветроэнергетика

4.1 Общие сведения

4.2 Классификация и принцип действия ветроэлектрических установок

4.3 Ветряные мельницы на службе человека

4.4 Как хранить энергию ветра?

4.5 Перспективы использования энергии ветра в агропромышленном комплексе Республики Беларусь

5.Сравнение возобновляемых топливно-энергетических ресурсов

Заключение

Приложение

Литература

Введение

Под нетрадиционными (альтернативными или возобновляемыми) топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР) понимают энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, биомассы, сточных вод и твердых бытовых отходов. Энергообъекты, использующие альтернативные ТЭР для получения тепловой, механической и электрической энергии, называют альтернативными источниками энергии.

Основной особенностью возобновляемых источников энергии является то, что воспроизводство их энергетического потенциала происходит быстрее, чем расходование. Установки, работающие на возобновляемых источниках, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные потоки энергии. Государственная программа Республики Беларусь на период до 2020 г. предусматривает использование нетрадиционных источников энергии в нарастающих масштабах. С учетом природных условий республики предпочтение отдается малым гидроэлектростанциям, ветро- и биоэнергетическим установкам, установкам для сжигания отходов растениеводства и бытовых отходов, гелиоводоподогревателям. В Государственной программе потенциал экономии традиционных (ископаемых) ТЭР за счет использования альтернативных источников энергии к 2020 г. оценивается примерно в 5 млн. т у. т. (более 15 % от всех ТЭР). В отличие от многих других мероприятий использование альтернативных ТЭР дает реальную, легко учитываемую экономию топлива и социальный эффект. Альтернативные источники энергии зачастую не требуют транспортирования, удобны для локального энергоснабжения небольших удаленных объектов, что особенно важно для агропромышленных комплексов (АПК). При выборе источников энергии следует иметь в виду их качество, оценивающееся долей энергии, которая может быть превращена в механическую работу.Возобновляемые источники энергии по их качеству условно делятся на три группы:

Источники механической энергии довольно высокого качества: около 30% - ветроустановки, 60% - гидроустановки, 75% - волновые и приливные станции;

Источники тепловой энергии с качеством не более 35% - прямое или рассеянное солнечное излучение, биотопливо;

Источники энергии, использующие фотосинтез и фотоэлектрические явления, имеют различное качество на разных частотах излучения; в среднем КПД (коэффициент полезного действия) фотопреобразователей составляет примерно 15%. Далее, характеризуя возможности различных возобновляемых энергетических ресурсов (ЭР), уделим особое внимание целесообразности их развития и использования в энергобалансе республики.

1. Использование солнечной энергии в Республике Беларусь

Для всей территории республики поступление солнечной энергии составляет около 208∙10 12 кВт∙ч в год или 256∙10 9 т у. т. при планируемом потреблении в 2020 г. всех видов ТЭР (топливно-энергетические ресурсы) 32,8∙10 6 т у. т. Это в 7800 раз превышает потребность нашей республики в энергоресурсах и говорит о больших потенциальных возможностях гелиоэнергетики. На нашей планете за счет естественных процессов и производственно-хозяйственной деятельности человека происходит преобразование солнечной энергии в другие виды. Общая схема этих процессов приведена на рис. 1.

Рис.1. Преобразование солнечной энергии.

Способы утилизации солнечной энергии можно разделить на три большие группы:

1)прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую;

2)непрямое преобразование - использование энергии ветра, морских волн, океанских течений, температурного перепада океанов и т. д.;

3)биологическое преобразование - сжигание биомассы, газификация городских и сельскохозяйственных отходов и т. д.

Для территории Беларуси свойственна относительно малая интенсивность солнечной радиации и существенное изменение её в течение суток и года. В этой связи необходимо отчуждение значительных участков земли для сбора солнечного излучения, весьма большие материальные и трудовые затраты. По оценкам, для обеспечения потребностей Беларуси в электроэнергии при современном технологическом уровне требуемая площадь фотоэлектрического преобразования составляет 200-600 км 2 , то есть 0,1 – 0,3 % площади республики. Появились предложения об использовании территории Чернобыльской зоны для строительства площадок солнечных и ветровых электростанций. Для нашей республики реально использование солнечной энергии для сушки кормов, семян, фруктов, овощей, подъёма и подогрева воды на технологические и бытовые нужды. В результате возможная экономия ТЭР оценивается всего в 5 тысяч тонн условного топлива в год (тыс. т у. т. / г.). В республике начат выпуск гелиоводонагревателей и уже накоплен некоторый опыт в их эксплуатации.

1.2 Тепловые гелиоустановки

Наиболее простым способом использования солнечной энергии для бытовых и промышленных нужд является ее преобразование в тепловую энергию. Тепловая гелиоустановка включает в себя:

Приемник, в котором происходит поглощение и преобразование солнечного излучения в тепловую энергию;

Передающее устройство с теплоносителем;

Теплоаккумулятор и другие элементы.

В качестве приемника используют коллекторы различных типов и конструкций. В основе функционирования плоского коллектора лежит парниковый эффект. Плоские коллекторы предпочтительны при нагреве теплоносителя до температуры не выше 100 о С, а эффективность их работы зависит от светопропускающих и теплоизолирующих свойств покрытия, а также поглощающих свойств нагреваемого тела. Тепловая гелиоустановка с плоским коллектором для обеспечения более надежного теплоснабжения должна оборудоваться тепловым аккумулятором. Концентрирующие коллекторы используют в случаях, когда требуется получить температуру нагрева более 100 о С. Объемные коллекторы используют солнечное излучение для нагрева больших объемов воздуха, воды, почвы, строительных конструкций и других поглотителей тепла. Для объектов АПК использование тепловых гелиоустановок очень перспективно. Установка небольшой мощности с площадью коллектора до 10 м 2 способна обеспечивать горячей водой отдельно стоящий сельский дом с семьей 4 - 5 человек с апреля по октябрь. В отопительный период применение таких установок, а также объемных коллекторов, позволит существенно снизить затраты топлива для отопления здания.

2. Биоэнергетика

2.1Общие сведения

Биоэнергетика - это наука, изучающая механизмы и закономерности преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов, энергетические процессы в биосфере. Биомасса - общая масса растений, микроорганизмов и животных, приходящаяся на единицу площади или объема их обитания. Численно она выражается в массе сырого или сухого вещества (кг/м 2 ; кг/га; кг/м 3 и т. д.). Биомассу растений называют фитомассой, животных организмов - зоомассой. В Государственной программе вопросам использования фитомассы, коммунальных отходов, отходов растениеводства, получения биогаза, топливного эталона и биодизельного топлива в качестве возобновляемых ТЭР уделяется серьезное внимание. Общий годовой объем использования в Республике Беларусь этих энергоресурсов к 2010 г. оценивается примерно в 113 тыс. т у. т., а потенциальный запас составляет более 3,7 млн. т у. т. Эти цифры не учитывают использование древесного топлива, отходов деревообработки и лигнина в качестве топлива, потенциальный запас которых оценивается примерно в 7,58 млн. т у. т. Годовое использование к 2010 г. этих видов энергоресурсов планируется в объеме около 3,1 млн. т у. т. .

Те, кто считает природную энергию бесплатной, глубоко заблуждаются. Практически все оборудование поступает к нам из-за границы и проходит долгую цепочку наценок. К стоимости прибавляется таможенная пошлина, НДС, надбавка поставщика, фирмы, которая возьмется за монтаж. В итоге белорусскому потребителю любая установка, будь то ветряк или солнечная панель, обойдется значительно дороже, чем европейцу.

Но это не значит, что на возобновляемой энергетике для частных потребителей в Беларуси можно поставить крест. Есть случаи, когда обойтись без альтернативных источников практически невозможно.

Отопление из скважины

Самый популярный вид альтернативной энергии у владельцев частных домов — геотермальная. Для ее получения бурится скважина и устанавливается тепловой насос. Системе достаточно закачать из недр жидкость температурой всего около десяти градусов, а специальные тепловые насосы способны забрать у нее энергию и нагреть воду в доме до температуры 50—60 градусов. Поясняя принцип работы тепловых насосов, эксперты часто используют выражение “холодильник наоборот”. Закаченная из недр вода охлаждается на несколько градусов, а освобожденная при этом энергия используется для отопления коттеджа или подогрева воды в кране.

По экспертным оценкам, в частном секторе Беларуси установлено несколько сотен тепловых насосов. Их владельцы отапливают свои дома и получают горячую воду без использования газа, дров и другого топлива. Единственный ресурс, который им приходится затрачивать — электроэнергия для работы оборудования. Одного киловатта достаточно, чтобы добыть из-под земли 4—5 киловатт тепловой энергии.

Найти фирму, готовую установить такое оборудование, не составит труда. Некоторые из них работают с клиентами во всех регионах страны. Сложность возникнет скорее с ценой. Геотермальное отопление для коттеджа площадью 150 квадратных метров с установкой немецкого оборудования обойдется примерно в 20—25 тысяч евро. Срок службы оборудования — более 30 лет. Но при действующих ценах на энергоносители примерно таким же будет и срок окупаемости.

— Интерес к использованию возобновляемой энергии в Беларуси очень высок, но мы призываем наших клиентов реально смотреть на вещи и не гнаться за европейской модой, — говорит Владимир Потещенко, заместитель директора одной из минских фирм, поставляющих на наш рынок энергосберегающее оборудование, в том числе тепловые насосы и солнечные коллекторы. — Экономически возобновляемые источники оправданны лишь в том случае, если рядом нет газопровода или электросетей. Таких заказов к нам поступает лишь пять процентов от общего количества.

Солнечная арифметика

В нашей стране в среднем 51 ясный день в году. А на один квадратный метр земли в год поступает примерно тысяча киловатт солнечной энергии, что эквивалентно 100 литрам дизельного топлива или 100 кубометрам природного газа. Тем не менее солнечные батареи на крышах наших домов можно встретить нечасто. Но при желании установить их можно. Цена системы из двух батарей, аккумуляторов и блока управления европейского производства доходит до 30 тысяч евро. На солнечные батареи поступают лишь единичные заказы. Зато активно начали использовать энергию светила государственные и частные предприятия в местах, где нет электросетей.

Среди частных потребителей больше распространены солнечные коллекторы для нагрева воды. Накопленная энергия аккумулируется в специальных бойлерах, поэтому пользоваться теплой водой можно даже ночью. Коллекторы приносят эффект летом и в межсезонье. Причем они улавливают солнечное тепло даже в пасмурную погоду, но с меньшей эффективностью.

Для небольшого частного дома достаточно двух солнечных установок. Они монтируются на крыше и могут обеспечить до 70 процентов потребности в горячей воде семьи из 3—4 человек. Стоят коллекторы 12—16 миллионов рублей. По мнению специалистов, это наиболее доступный и быстроокупаемый вариант использования возобновляемой энергии в нашей стране.

— Подогревать воду от солнца мы решили совершенно случайно после просмотра ролика на “Евроньюс”, — делится опытом Дмитрий Барбарчик, владелец коттеджа в частном секторе Бреста. — Давно хотели внести свой вклад в развитие “зеленого” направления, и два года назад на нашей крыше появились два солнечных коллектора немецкого производства. Продавец обещал, что их можно использовать для подогрева воды и зимой, но на практике это не подтвердилось. В холодную пасмурную погоду автоматически включается электрический бойлер, так что горячая вода в доме есть всегда. Зато практически все лето мы используем энергию солнца, чем я лично очень горжусь.

Навстречу ветру

В таких странах, как Дания, Германия, Австрия, “ветряки” стали частью местного пейзажа. У нас в частном секторе их можно встретить лишь в самодельном исполнении. Но скоро ситуация может поменяться — на то есть две веские причины. Во-первых, завод в городе Барань (Оршанский район) выпустил опытный образец отечественной ветроустановки для обеспечения электроэнергией частных коттеджей. Он проходит испытания и уже в этом году должен поступить в продажу. А во-вторых, Европа обновляет свой ветропарк и бывшие в употреблении агрегаты начали поступать в том числе и на наш рынок. Цена их значительно ниже новых. Один киловатт установленной мощности стоит примерно 1000—1200 евро. Для обеспечения частного дома электроэнергией от ветра придется потратить не менее 10 тысяч евро.

— К нам часто обращаются люди, которые купили за рубежом ветроагрегат или солнечную батарею, а они практически не работают в наших условиях, — отметил исполнительный директор ассоциации “Возобновляемая энергетика” Владимир Нистюк. — Поэтому перед тем как устанавливать оборудование, необходимо изучить особенности местности и проконсультироваться с опытными специалистами, иначе траты будут бессмысленными. А вообще вначале нужно утеплить стены современными материалами и приобрести энергоэффективные бытовые приборы. Бессмысленно обеспечивать коттедж возобновляемыми источниками энергии, если в нем промерзают стены и используются “лампочки Ильича”.

В перспективе 25—30 процентов энергии Беларусь сможет получать из возобновляемых источников, уверен специалист, но без государственной поддержки достичь такого высокого показателя невозможно. К примеру, в европейских странах на покупку оборудования для использования возобновляемой энергии выделяются субсидии, беспроцентные кредиты, предусмотрены налоговые льготы. Таким образом государство инвестирует в свою энергетическую безопасность и обеспечивает устойчивое развитие. К сожалению, у нас пока ситуация обратная. К примеру, тепловые насосы облагаются пятнадцатипроцентной таможенной пошлиной, по полной снимается и НДС. А владельцы коттеджей скрывают, что они используют геотермальную энергию опасаясь, что Энергонадзор им в разы повысит тариф, посчитав, что дом отапливается электричеством.

Остается надеяться, что со временем ситуация изменится и помимо экологических появятся и весомые экономические стимулы использовать возобновляемые источники энергии. В начале своего появления и мобильные телефоны размером с кирпич стоили более тысячи долларов. Буквально за пару лет они подешевели в десять раз. Можно предположить, что такой же обвал цен произойдет и в “зеленой” энергетике и уже через лет пять обычный белорус сможет посмотреть на тепловой насос или солнечную батарею как потребитель.