1598005430-90a810778df6699e55e16004fa136399 (Альтернативные энергоносители. М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.М. Пронина, 2004u)

УДК 620 ВВК 31.22 Г60 Ответственный редактор академик Г.С. Голицын Рецензенты: доктор физико-математических наук А.С. Гинзбург; доктор геолого-минералогических наук В,цз. гхереповский "Пусть не напрасно греет И светит солнце. Пусть не напрасно течет вода И бьют волны о берег. Надо описяигь у них Дары природы И покорить их, связав По своему желанию". Данте Длгпъери 11265 — 1320 ВВЕДЕНИЕ По сети АК 1БВГ4 5-02-033065-5 Ос Российская академия наук, 2004 © Издательство "Наука" (художественное оформление), 2004 Голицын М.В. Альтернативные энергоносители / М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.В.

Пронина; Отв. ред. Г.С. Голицын.— Мз Наука, 2004. — 159 с. 1БВ1ь1 5-02-033065-5 (в пер.) На фоне использования основных энергоносителей — нефти, газа, угля, атомной и гндрознерпги, подробно рассматриваются перспективы применения альтернативных источников энергии — энерпш Солнца, ветра. океана, внутреннего тепла Земли, биоэнергии, нетрадиционных источников нефти, газа, горючих сланцев и др, Дана сравнительная экономическая оценка использования различных источннков энергии. Обоснована необходимость значительного увеличения объемов научноисследовательских и конструкторских работ по совершенствованию технологии н снижению себестоимости производства и использования альтернативных источников энергии.

для широкого круга читателей — школьников, студентов Вузов, июкенеров, научных работников, ннтересующнхгя перспективами развития российской и мировой энергетики. В связи с медленным, но верным исчерпанием ресурсов основных энергоносителей, в первую очередь, нефти и газа, а также ограниченностью перспектив развития гидро- и атомной энергетики, во многих странах мира ведутся исследования по расширению использования альтернативных энергоносителей — торфа, горючих сланцев, битумов, нетрадиционных газов, энергии тепла земли, солнца, ветра, океана, биосинтеза и др. В ряде стран в этом направлении достигнуты определенные успехи: из угольных пластов добывается метан, работают солнечные, ветровые и гидротермальные электростанции, из отходов вырабатывается биогаз, из биомассы получают моторное топливо и т.д. Работы по использованию альтернативных энергоносителей ведутся и в России.

Распоряжением Правительства Российской Чуедерации от 28 августа 2003 г. № 1234-р утверждена Энергетическая стратегия России на ,';-:;;: период до 2020 года 121), в которой большое внимание уделено необходимости использова- 3 ния возобновляемых источников энергии и местных видов топлива.

В частности, в ней отмечается: "Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии являются: — сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов; — снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса; — обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива; — снижение расходов на дальнепривозное топливо". И далее: "По оценкам, технический потенциал возобновляемых источников энергии составляет порядка 4,6 млрд т у.т. в год, то есть в пять раз превышает обьем потребления всех топливно-энергетических ресурсов России, а экономический потенциал определен в 270 млн т у.т. в год, что не многим более 25 процентов от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране.

В настоящее время экономический потенциал возобновляемых источников энергии существенно увеличился в связи с подорожанием традиционного топлива. По всем видам оборудования для возобновляемых источников энергии Россия соответствует мировому уровню. Доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии составила в 2002 году 0,5 процента от общего производства или 4,2 млрд кВт ч, а объем замещения органического топлива — около 1 процента от общего потребления энергии нлн около 10 млн т у.т.

в год. По оценкам специалистов, к 2010 году может быть осуществлен ввод в действие около 1000 МВт электрических и 1200 МВт тепловых мощностей на базе возобновляемых источни- Х' ков энергии при соответствующей государственной поддержке". В настоящей работе сделана попытка обобщить накопленный в этой области опыт и оценить эффективность использования тех или иных энергоносителей в различных регионах России и за рубежом. В работе использованы материалы, опубликованные в 1990 — 2003 гг. в различных изданиях: "Горной энциклопедии", монографиях, 'г . сборниках статей и журналах "Энергия", "Энергетическое строительство", "Гидротехническое строительство", "Уголь" и др.

На большинство из них сноски даны внутри текста. Рисунки в тексте взяты из журналов "Энергия", "1 идротехническое строительство" и др. Основной текст написан доктором геолого- минералогических наук, профессором М.В. Голицыным. В составлении ряда разделов участвовали кандидаты геолого-минералогических на,,!;;- ук А.М. Голицын и Н.В. Пронина. В сборе материала авторам помогали студенты кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологи.!,::,: ческого факультета МГУ им.

М.В. Ломоносова: ~~,'=.:,.".,.,-О. Богданова, Ю. Бродичанская, А. Гаврилова, ~::-".~;=:.:-'-:Ю. Димпул, С. Жданова, М. Иванов, А. Кеши';=.:::,:!;:;-:,,'.шева, О. Кешишева, Е. Королева, Д. Мухамадее'„,'-",;„":-:;-,:::::-,: Ва. М. Саркисян, К. Сорокин, П. Чалый, М. Че,";:-';,;;.Каева, Н. Чесноков, А. Шехунов. Оформили ра- ~~:,:::;.:боту И.В.

Зубкова, Е.Ю. Макарова и Д.И. Писа;;.'.":;!-:.Рев. Всем им искренняя благодарность. Таблица 1 Обеспеченность добычи, лет Г дан- за- ископаемое сы млрд т Нефть, млрд т Газ, 15000 1685 4,2 3571 500 137 3 3 151 400 140 2,3 174 401 61 Таблица 2 ! Аб добычи, лет Горючее ископаемо , 'Разведан' ными за- ные ча запасы 2000 г.

Уголь, Газ ~! -."- ' трлн мз 1 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ." РЕСУРСЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Одной из фундаментальньгх проблем, стоящих перед человечеством, является энергетическая проблема. В настоящее время основными источниками энергии являются уголь, нефть и газ. Их прогнозные ресурсы оцениваются, соответственно„в 15 трлн т, 500 млрд т и 400 трлн мз, при разведаннь1х запасах 1685 млрд т, 137 млрд т и 140 трлн мз (табл; Ц. При современном (2000 г.) уровне добычи разведанных запасов угля хватит на 400 лет, нефти на 42 года и газа на 61 год. Естественно, что со временем часть прогнозных ресурсов также будет освоена, но стоимость их добычи будет постоянно расти.

В России обеспеченность добычи разведанными запасами угля и газа значительно выше, чем в мире (табл. 2). Роль различных источников энергии в мире в разные периоды менялась (табл. 3). Многие столетия основным источником энергии в мире являлись обыкновенные дрова и Ресурсы, запасы и добыча горючих ископаемых и мире "'р' ",=*.,".!': разведав- ' ДобыГорючее Ресур- ные запа- ча сы Ресурсы, запасы и добыча горючих ископаемых н России Обеспеченность 4450 201 0,257 17315 817 216 48,9 0,584 370 84 Таблица 3 Производство энергетических ресурсов в мире в 1990-2020 гт. 151 и....рД ~вю,. [~ж,.~ юоа~ а ., ~ю~" Всего, 1 11 !25 14 18 100 100 100 100 100 млрд т у.т.

о/ В том числе: Уголь Нефть 5б 29 31 33 35 2 . 40 35 28 20 1 22 22 21 21 2 2,5 3 3 3 б,5 8 10 12 Газ Гидроэнергия Атомная энергия 39 Доли 1 5 9 % Прачие, включан альтернативные энергоносители ' Оценка другое топливо растительного происхождения. К началу ХХ века более половины в топливно- энергетическом балансе (ТЭБ) мира приходилась на долю ископаемого угля, а на долю нефти и газа — всего первые проценты. К концу:.- ХХ века две трети ТЗБа обеспечивались за счет нефти и газа и менее трети — за счет угля.

В .,:;. перспективе ожидается снижение роли нефти, стабилизация — природного газа и рост доли угля. Надеяться на увеличение в ТЗБе роли гидро- энергии, по ряду причин, не приходится. Что ка- ".:, я роли атомной энергетики, то, несмотря естные негативные моменты, использовае в энергетике будет расти. Правда, по неым оценкам, к 2020 году доля атомной и может снизиться до 5%, а гндроэнердо 2% (Энергия, 2002, № 2). многих странах в производстве электроии и тепла особенно велика роль ископаеугля (%): Польша — 96, ЮАР— 90, Австра- 84, Китай — 80, Чехия — 71, США — 56, — 52, Германия — 51, а в России всего 18! вязано неправильным у нас соотношением — газ — мазут, рассчитанном по паритету ательной способности валют: Россия 1,3, США 1:2,3:2,1, Великобритания 1,6, Германия 1:2,4:1,7. Во всех странах, е России, газ дороже угля.

итывая постоянную сработку запасов ционных энергоносителей — угля, нефти , залегающих в благоприятных условиях, онный рост цен на их добычу, в мире в точно крупных масштабах ведутся исслеия для оценки ресурсов альтернативных оносителей и перспектив их использова- ~~-",-:,,:; котор Во :;=': ''::::,"-.:::энерг .,'::;. Это с покуп 1;0,8: 111,8: ~::.:-:~;:;;:::::::.неукл .!;:.,'-';:.';:ййх редполагается неуклонный рост использоя альтернативных энергоносителей. Весьма имистичен прогноз Международного энергеского совета (МИРЭС) в работе "Энергетика автрашнего мира — время действовать".

По данным к 2050 г. доля возобновляемых исников энергии составит четверть или треть ютребляемых энергоресурсов. енденция изменения потребления различресурсов в мире будет сходной и в России Таблица 4 Производство энергетических ресурсов в России в 1990 — 2020 гг. (Уголь, 2000, № 12) !зсточники знер- !990 г 2000 г 2ШОг * 1646 !885 (100) (100) Всего, 1856 1481 млн т у.т." (%), (100) (100) В том числе 166 55 (3) 165 55 (4) !77 200 59 (4) 67 (3) Атомная энер- гия млрдкВт ч млн т у.т.

(%) 118 39 (2) 205 340 68 (4) 113 (6) 131 40 (3) Прочие, вклкз- чая альтерна- тивные энерго- носители млн ту,т. (%) 20 (!) зо (г) 5о (з) 80 (4) Оценка *т у,т. — тонна условного топлива с 29,4 МАЙ "'" По некоторым оценкам, добыча угля в тигнет 500 и даже 600 млн т, а нефги и ветственно, до 230 млн т и 570 млрд мз теплотой сторания России в 2020 г, досгаза снизится, соот- !О Уголь, млн т млнту.т. (%) Нефть, млн т млнту.т. (%) мз млн т у.т. (%) Гидроэнергия млрд кВт. ч млн т у.т. [%) 395 253 (14) 516 721 (39) 641 768 (41) 257 164 (11) 323 452 (30) 584 700 (47) 335 214 (13) 335 469 (28) 653 786 (48) 439 281 (15) 360 504 (27) 700 840 (45) .,"::,::-.:-'(табл.