168104 (767890), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В 1931 г. в Крыму, на Каранских высотах, была построена опытная ветровая электростанция Д-30 установленной мощностью 100 кВт. Она имела ветроколесо диаметром 30 м с тремя крыльями, которые совершали 30 оборотов в минуту. Эта ВЭС успешно работала 10 лет, подавая электроэнергию в Севастопольскую энергосистему и была взорвана в 1942 г. в ходе боевых действий Великой Отечественной войны. Там же, в Крыму, на вершине горы Ай-Петри, в 1938 г. было начато строительство ВЭС мощностью 5 МВт с двумя трехлопастными ветроколесами диаметром 80 м каждое. Эти работы не были завершены из-за начала войны.
Всего за период с 1934 по 1938 г. в СССР были спроектированы, построены и введены в эксплуатацию около 3000 ВЭУ типов ВД-5-ВД-8. К 1938 г. было налажено крупносерийное производство ветровых машин мощностью 1.8-4 кВт, общее количество которых к началу Второй мировой войны достигло 10 000 единиц.
Согласно имеющимся оценкам, к 1960 г. в Советском Союзе были построены более 40000 ветровых машин, преимущественно применявшихся в сельскохозяйственном производстве для водоснабжения, помола и подготовки кормов и т.д. В то же время производились генераторы для малых гидроэлектростанций, которые устанавливались на небольших водотоках.
Использование энергии малых рек было широко распространено в России XIX и первой половины XX веков. Согласно современным оценкам, в XIX веке работали около 65 000 водяных мельниц, а количество малых ГЭС в СССР после окончания Второй мировой войны оценивается в 6500 единиц. В последующие годы это направление энергетики было признано неперспективным и утратило государственную поддержку, что привело практически к полному разрушению и упадку созданной прежде инфраструктуры. В настоящее время по всей России количество действующих малых ГЭС оценивается примерно в сто единиц.
Роль биомассы (дров) в отоплении жилищ в сельской местности, где до настоящего времени нет иных источников теплоснабжения, всегда являлась определяющей. В XIX веке заготовка дров была важной частью жизненного уклада как сельских, так и городских жителей — от этого зависело выживание в течение продолжительного зимнего периода. В XX веке теплоснабжение городов было в значительной степени переведено на уголь, а в конце века — на природный газ. В сельской местности дрова по-прежнему являются основным энергетическим ресурсом для обогрева жилищ.
Термин возобновляемая энергия определен как «энергия, получаемая из постоянных (непрерывных) или возобновляющихся потоков энергии, циркулирующих в естественной природе». Или, иными словами, «потоки энергии, самостоятельно восстанавливающиеся до прежнего уровня в процессе их использования».
В российской практике встречается такое определение: «возобновляемые (неистощаемые) источники энергии — источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества».
Таким образом определяются понятия возобновляемая энергия и возобновляемые (неистощаемые) источники энергии. Нам представляется важным определить понятие устойчивая возобновляемая энергетика (sustainable renewable energy): это энергетика (способ производства тепловой и электрической энергии в форме, пригодной для целей безопасного развития человечества), использующая возобновляемые потоки и источники энергии, которые восстанавливаются со скоростью не меньшей, чем скорость их потребления, и не наносит в процессе применения ущерба окружающей среде (существующим природным сообществам и ландшафтам), а также вреда здоровью людей.
Основываясь на этом определении, можно сказать, что в настоящее время известны следующие способы производства тепловой и электрической энергии при помощи возобновляющихся энергоресурсов:
солнечные термальные установки (solar thermal installations): преимущественно служат для нагрева воды и обогрева зданий;
солнечные фотоэлектрические системы (photovoltaics systems): служат для производства электроэнергии путем преобразования солнечной энергии в электрическую;
ветровые машины (wind turbines): преимущественно служат для производства электрической энергии (также для приведения в движение несложных механизмов — например, водоподнимающих насосов) в местностях с устойчивыми ветрами;
биоэнергетика (bioenergy): объединяет все способы производства тепловой и электрической энергии путем использования биомассы — прямое сжигание как переработанных, так и не переработанных отходов сельского хозяйства и лесопиления; производство биогаза (метана) из отходов сельского хозяйства и бытовых отходов; производства различных видов жидкого топлива в результате переработки растительной биомассы;
гидроэнергетика (hydro power): применение энергии водных потоков — как крупных, так и малых (в международной практике крупные гидроэлектростанции не относятся к устойчивым энергосистемам, использующим ВИЭ, по причине их отрицательного влияния на окружающую среду и потенциальной опасности разрушения и затопления больших территорий суши, поэтому в большинстве стран к малым ГЭС относят станции, имеющие мощность менее 10 МВт, в некоторых — в том числе в России — энергетики считают малыми ГЭС, имеющие мощность менее 30 МВт);
использование энергии морских приливов (tidal power): производство энергии за счет приливного и отливного движения морских водных масс, обусловленных фазами луны — очень перспективный, но в настоящее время мало распространенный способ производства энергии;
использование энергии морских волн (wave power): производство энергии путем использования волнообразного движения поверхностных морских водных масс, обусловленных движением ветра и морских течений, — способ производства энергии, в настоящее время находящийся на этапе технологических разработок;
использование энергии морских течений (stream power): преобразование энергии морских течений в электрическую энергию — очень перспективный, находящийся на этапе технологических разработок способ производства энергии;
использование энергии, получаемой за счет разности температур между поверхностными и глубинными слоями океанских вод, — способ, находящийся на этапе исследований и технологических разработок;
использование термальной энергии земных недр (geothermal power): производство энергии за счет физико-химических процессов в земных недрах, в результате которых происходит нагревание подземных вод до состояния перегретого пара.
Согласно одной из широко применяемых на международном уровне классификаций возобновляемых энергоресурсов, все они делятся на возобновляемые энергоресурсы солнечного происхождения (solar energy renewables) и возобновляемые энергоресурсы несолнечного происхождения (non-solar renewables). К солнечным относятся все те, которые связаны с процессами, приводимыми в движение приходящей на Землю солнечной радиацией. Солнечная энергия в свою очередь делится на прямую (direct use) — прямое преобразование энергии солнечных лучей, и непрямую (indirect use) — применение той части солнечной энергии, которая приводит в движение атмосферу и воды океанов, энергию которых удается использовать.
Объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов в России оценивается в 920 млн. т у.т. в год. Согласно сделанным расчетам, технический (технически достижимый) потенциал возобновляемых источников энергии составляет для России 4.6 млрд т у.т., что в пять раз превышает потребности существующих — низкоэффективных и крайне расточительных систем для производства, передачи и потребления энергии.
В то же время экономически оправданный при существующих ценах на традиционные энергоносители потенциал применения возобновляемых источников энергии составляет 270 млн. т у.т. в год, то есть 25-30% от ежегодного потребления энергоресурсов в России.
При условии принятия мер по улучшению показателей эффективности производства, транспортировки и потребления энергии в России хотя бы до среднемировых показателей, при одновременном инвестировании средств в расширение устойчивой возобновляемой энергетики вместо поддержания бесперспективных энергетических технологий XX века, можно было бы прогнозировать, что к 2020 г. не менее 20% потребляемой в России тепловой и электрической энергии будет производиться с использованием ВИЗ. А если дополнительно к этому будет реализована схема оптимизации размещения населения в регионах Крайнего Севера и удаленных районах, куда до настоящего времени приходится ежегодно завозить около 7 млн. т нефтепродуктов и более 23 млн. т угля по ценам, превышающим 300 долл./т у.т. (так происходит жизнеобеспечение энергоресурсами 10-12 млн. человек), эффективность, устойчивость и экологическая безопасность российской энергетики станет реальностью.
Оценка современного состояния возобновляемой энергетики России
Можно сказать, что в России имеются энергетические технологии, использующие основные возобновляемые источники энергии. Правда, уровень их развития совершенно не отвечает ни потребностям государства, ни реальным возможностям полноценного применения ВИЗ. И несмотря на достаточно продолжительное их применение, все существующие системы продолжают оставаться на стадии научно-производственных исследований, конструкторских разработок, испытаний или ремонта после испытаний.
На основании данных статистической отчетности и сведений, предоставленных специалистами, можно получить общее представление о выработке энергии с использованием возобновляемых источников энергии в 2000-2003 гг. Выработка электроэнергии всеми объектами возобновляемой энергетики увеличилась с 4.2 млрд. кВт ч в 2002 г. до 5.4 млрд, кВт • ч в 2003 г. (0.5 и 0.6% соответственно от общего производства электроэнергии). В то же время объем замещения невозобновляемых видов топлива составил примерно 1% (10 млн. т у.т. в год).
Значительное увеличение производства электроэнергии в 2003 г. объясняется вводом в эксплуатацию нескольких новых установок, среди которых Мутновская геотермальная электростанция на Камчатке (установленная мощность 50 МВт), Куликовская ветроэлектростанция АО «Янтарьэнерго» в Калининградской области (установленная мощность 3.6 МВт), Чукотская ветроэлектростанция (установленная мощность, по разным данным, составляет от 1.5 до 2.5 МВт) около десяти мини-гидростанций.
Большинство объектов российской возобновляемой электроэнергетики работают с хорошими показателями, сравнимыми со среднемировыми. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составляет: для геотермальных электростанций — 61%, для мини-ГЭС — 60%, для малых ГЭС, работающих на биомассе, — 45%.
В то же время эффективность работы ветровых электростанций остается на низком уровне. Из 7 БЭС общей мощностью 9.5 МВт приемлемые показатели имеет только одна — комбинированная ветродизельная БЭС на о. Беринга (село Никольское, Камчатская обл.). Там установлены две датские ветровые машины фирмы Micon мощностью 250 кВт каждая. Коэффициент использования установленной мощности на этой станции достигает 19%. Эффективность остальных ВЭС существенно ниже.
Производство тепловой энергии при помощи ВИЭ с 2000 по 2003 г. возросло также незначительно — с 57 до 63 млн. Гкал. Это составляет примерно 4.4% от всего производимого российской энергетикой тепла, без учета коммунально-бытовых котельных установок. Статистическая отчетность по тепловым установкам практически не ведется, поэтому приведенные данные носят оценочный характер. Некоторый рост показателей преимущественно произошел за счет увеличения сжигания биомассы на малых ТЭЦ и котельных, а также более широкого применения тепловых насосов. Вместе с тем вдвое снизилось использование геотермальных вод для целей теплоснабжения.
По оценкам экспертов, при усилении государственной поддержки применения возобновляемых источников энергии, к 2010 г. может быть осуществлен ввод в действие около 1000 МВт электрических и 1200 МВт тепловых мощностей, работающих на их основе.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.courier.com.ru
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
