Поиск альтернативных энергоносителей

Получение доступной и дешевой энергии было и остается одной из актуальных задач человечества. Традиционные источники энергии интенсивно исчерпываются, к тому же их использование связано со многими негативными последствиям и , значит, требует ряда ограничений. Украина только на 10% обеспечена собственной нефтью и на 18% - газом. А ведь в структуре выработки тепловой и электрической энергии оба ресурса составляют свыше 50% (Досадные цифры: в 1990г. электростанции Украины выработали 298,5 млрд. кВт.ч. электроэнергии, а в 2006г. – лишь 182 млрд. кВт.ч.)

Преодолеть существующие трудности можно в определенной степени путем использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Одним из самых перспективных среди них считаются ветроэнергетические. «Общий объем ветровой энергии, которую реально можно использовать в Украине, может дать, по разным оценкам от 300 до 600 млрд. кВт.ч/год».

Ветроэнергетика – отрасль очень молодая, становление которой началось в середине 70-х годов нашего столетия. Толчком к ее появлению послужил энергетический кризис, вызванный постепенным сокращением запасов традиционных энергоносителей, резким увеличением энергопотребления, значительным ростом цен на топливо, особенно жидкое.

Национальные программы ветроэнергетики приняты в США, Дании, Великобритании, Германии, Китае, Японии, Индии и многих других странах. Главная цель этих программ – обеспечить энергетическую независимость государства, сэкономить собственные энергоресурсы и изменить к лучшему экологическую ситуацию. Для выполнения указанных задач предусмотрен ряд экономических мер, направленных на повышение заинтересованности потребителей во внедрении ветротехники (льготные кредиты и тарифы для производителей ветровых агрегатов, прямые дотации на производство и приобретение таких установок и др.). К слову сказать, мировой рынок ветроэнергетического оборудования успешно работает.

В Украине становление ветроэнергетики началось в 1991г., когда было создано государственное производственное объединение «Укрэнергоресурсы». Развитие ветроэнергетики в целом будет идти двумя путями – это большая, или системная, и малая ветроэнергетика. Первая связана с сооружением ВЭС, а вторая – с установкой отдельных агрегатов для автономных потребителей.

Во всем мире большая ветроэнергетика пользуется дотациями государства или коммерческих структур, поэтому ее экономическую целесообразность можно рассматривать преимущественно как дополнительный источник энергии, позволяющий экономить энергоносители.

У нас нет льготного законодательства, которое содействовало бы привлечению отечественных и иностранных инвестиций для производства и применения ветровых агрегатов в народном хозяйстве. Но на государственном уровне уже сделаны первые шаги. Так, для строительства ВЭС выбраны две базовые модели ветровых установок: экспериментальную украинского производства «АВЕ-250С» мощностью 200 кВт и изготовленную по американской лицензии компанией «Уиндэнерго» «USW 56-100» мощностью 107,5 кВт. Обе могут работать и в энергосистеме, и автономно. Их экономические показатели приведены в таблице 5.4.

 

Таблица 5.1.- Сравнительные характеристики ветровых установок [1]

Параметры	Установка
	АВЕ-250С	USW 56-100
Стоимость зданий и сооружений (тыс. дол.)	29,17	1,1
Стоимость оборудования и монтажа (тыс. дол.)	79,2	23,62
Срок эксплуатации (годы)	20	30
Стоимость автоматичес- Кой системы управления (тыс. дол.)	-	0,5
Стоимость вспомогательного оборудования (тыс. дол.)	0,11	0,58
Капитальные вложения (тыс. дол.)	108,3	25,3
Прочие затраты (тыс. дол.)	2,48	1,32
Высота оси ветроколеса (м)	25	18,5
Расход мощности на потребности ВЭС (кВт)	5	0,2
Потенциальная годовая выработка электроэнергии (тыс. кВт/ч)	473	221
Стоимость 1кВт/ч (дол.)	541	235
Срок окупаемости при цене 2,9 цента/кВт (годы)	43	7

 

Установка “USW 56-100” малопригодна для наших условий. Она мало приспособлена к работе в общей электросети, из-за чего уменьшается эффективность использования ветрового потенциала и увеличиваются удельные затраты на эксплуатацию. Мировой опыт подтверждает, что самыми эффективными для использования в общей электросети являются установки единичной мощностью 250-500 кВт. Более мощные установки, особенно мега ваттного класса, мало распространены. Их нельзя, во всяком случае, сегодня рекомендовать для условий Украины, ибо они не выгодны из-за многих ограничений.

Принимая во внимание высокую стоимость мощных ветровых установок, сложность создания инфраструктуры и обслуживания и пр., можно считать сомнительной целесообразность их применения. В условиях Украины для автономного потребителя наиболее перспективны установки малой и средней мощности (до 100 и 500 кВт соответственно). Использовать их можно и в промышленности, и в сельском хозяйстве.

Внедрение ветроэнергетики возможно только в случае, когда учитываются все совокупные факторы (мощность ветровой установки, нужды конкретного потребителя, выбор места расположения, затраты на сооружение и эксплуатацию и т. п.). Только комплексный подход к этому делу может предотвратить нежелательные последствия. Но сегодня ещё рано ожидать существенного увеличения мощности общей электросети путем использования ветровой энергии.

В Украине начато строительство 9 ВЭС, 5 из них находятся в Крыму, где особенно остро стоит проблема с энергоснабжением. Самая крупная из них - Донузлавская ВЭС (123 ветровых агрегата, в 2007 г. выработано 5,3 млн. кВт.ч электроэнергии); к экспериментальным относятся - Акташская (14 ветроагрегатов), Чёрноморская (4 ветроагрегата), Сакская (23 ветроагрегата)и Евпаторийская ВЭС (1 ветроагрегат мощностью 420 кВт). В Николаевской области уже вырабатывает энергию Аджигильская ВЭС (3 ветроагрегата), на Львовщине – Трускавецкая (7 ветроагрегатов), на Херсонщине – Асканийская (3 ветроагрегата) и Новоазовская (12 ветроагрегатов). Все ветровые станции выработали в 1997 г. около 4 млн. кВт.ч электроэнергии, что составляет 0,0025 % от общей выработки её в Украине. Для сравнения: наибольшая в мире доля выработки электроэнергии ветровыми станциями Дании составляет 4 %. В таблице 2 приведена экономическая характеристика некоторых ветровых станций.

Выработка ветровыми установками электроэнергии составляет 60-65% от потенциально возможной. Это обусловлено несколькими причинами, а именно: неправильным выбором площадки для строительства ВЭС, слишком малыми количественными параметрами ветровой энергии, техническим несовершенством самих ветроустановок.

Простои ветровых агрегатов из-за поломок очень длительны. Так, в общей продолжительности простоев около 75% приходится на ремонт установок. Чаще всего случаются поломки лопастей, которые могут отлетать на десятки, а то и сотни метров (из-за чего использовать территории между агрегатами, например для сельскохозяйственных нужд, невозможно). Этот фактор снижает и без того невысокую эффективность ВЭС. Чтобы повысить эффективность использования энергии ветра и увеличить выработку электроэнергии, необходимо, в первую очередь, усовершенствовать технические качества агрегатов. Оптимальный выбор площадки также значительно повышает эффективность использования ветровой энергии.

Масштабное развитие ветроэнергетики в Украине может оказать отрицательное экологическое влияние на жизнедеятельность больших территорий, если сооружение ВЭС или отдельных установок для разного рода автономных объектов будет осуществляться без предварительного анализа всех факторов. Для этого требуется:

-   уточнить ветровой потенциал в отдельных регионах, особенно там, где запланировано строительство ветроагрегатов или ВЭС;

-   изучить круг потенциальных потребителей и на этой основе определить класс и количество ветроустановок;

-   учесть экологическую ситуацию в данной местности, осуществить поиск путей уменьшения отрицательного воздействия эксплуатации ветроустановок на окружающую природную среду и здоровье населения;

-   рассмотреть возможное использование территорий вокруг ветроэнергетических сооружений;

-   наладить серийное производство ветровых установок, предусмотрев его стимулирование и пр.

Известно, что преобразование ветровой энергии в тепловую иногда экономически выгоднее традиционных способов. Что касается аккумуляции энергии, то когда для этого используются водоемы, то ветровые установки также будут обладать конкурентоспособностью (отметим, что использование аккумулирующих устройств, в частности батарей, ведет к удорожанию ветровых установок, следовательно, отрицательно сказывается на конкурентоспособности).

 Важным источником энергии также является биогаз, содержащий 50-65% метана. Биогаз широко используют в качестве топлива на ТЭТ, в системах теплоснабжения, в двигателях-генераторах и т. д. Немалые ресурсы биогаза, который можно получать из органических отходов, при рациональном использовании достаточно эффективны, в чем убеждает опыт многих стран. Из 1 т сухих органических веществ метановые бактерии образуют до 600 куб. м биогаза, что эквивалентно 600г бензина, или 770г условного топлива, или 6 кВт/ч электроэнергии. Для производства биогаза широко используют отходы, получаемые на животноводческих фермах, молочарнях, бойнях, на зерноперерабатывающих, пивоваренных, кондитерских, спирто-водочных, текстильных, целлюлозно-бумажных и других предприятиях. Биогаз получают также из твердых бытовых отходов, имеющих достаточное содержание органических веществ. Эксплуатируются не только крупные индустриальные и средние (сельскохозяйственные) биоустановки, но и биореакторы небольшой производительности, предназначенные для семейных хозяйств. Так, в Китае освоен недорогой способ массового сооружения небольших биореакторов в виде бетонных ям, с пластиковыми емкостями для биогаза над ними. В развитых странах действует много установок индустриального типа, перерабатывающих осадки сточных вод, твердые бытовые отходы, которые накапливаются на городских свалках.

В системе учреждений ЮНЕСКО создан консультативный комитет по биогазу; аналогичные комитеты существуют в некоторых странах, - такое большое значение придается этому источнику энергии.

В Украине ежегодно накапливается до 17 млн. т твердых бытовых отходов, из которых можно получить около 2 млрд. куб. м биогаза. Если вместе с отходами использовать еще и бурьян, листву деревьев, некормовые отходы растениеводства, прочие органические отходы, то производство биогаза можно увеличить до 20-25 млрд. куб. м. Это принесло бы огромный экономический эффект.

Мир располагает полезным опытом использования биогаза для производства энергии в двигателях-электрогенераторах, обеспечивающих собственные потребности хозяйств. Имея мощность от 10 до 1000 кВт, эти двигатели могут вырабатывать из 1 куб. м биогаза до 2 кВт/ч электроэнергии. Высокое содержание в биогазе двуокиси углерода (30-35%) не препятствует работе двигателя, поскольку это соединение является антидетонатором. Благодаря использованию биоэнергетических установок можно обеспечить автономное энергоснабжение семейных хозяйств, перерабатывающих предприятий и пр. собственные надежные, постоянно возобновляемые источники энергии незаменимы в экстремальных условиях. Их применение в сельском хозяйстве повысило бы экономическую стабильность предприятий, а государство смогло бы отказаться от чрезмерного импорта энергоносителей. Затраты на создание в стране достаточного количества биотехнических установок значительно меньше, чем того требуют импортные закупки.

Существуют также и другие, нетрадиционные источники получения энергии. Это использование энергии Солнца, геотермальные источники.

 

Заключение

 

ТЭК является одним из важнейших элементов национальной экономики. Но, к сожалению, для его успешного функционирования в стране нет явных предпосылок: ресурсная истощенность, техническая отсталость, маленькие заработные платы, нижайшая инвестиционная привлекательность, внешний долг за газ и т. д.

Проблемы прошлого в сумме с новыми проблемами, связанные с катастрофической политической и экономической ситуациями в стране ужасно пагубно влияют на ТЭК, да впрочем, и на остальные элементы народного хозяйства.

    «Национальная энергетическая программа Украины», принятая Верховной Радой еще в мае 1996г., предусматривала, что

-   общая потребность в топливно-энергетических ресурсах в 2010 году составит 326,1 млн. т условного топлива;

-   объемы потребления электроэнергии в 2010 – 270,6 млрд. кВт

В рамках этой программы был определены два этапа:

1) до 2003 года – этап приостановки спада производства и стабилизации экономики;

2) 2004 – 2010 года – этап поступательной активизации экономической деятельности и увеличения объёмов производства.

На сегодняшний день, спустя уже больше десяти лет, очевидна нереальность обозначенных ожиданий. Рассмотрим современные экономические условия, и на их основании оценим условия развития ТЭК в Украине с 2000 по 2010 года:

1. Динамика ВВП:

-   2000-2001 – период стабилизации ВВП;

-   2002-2006 – рост ВВП на уровне 1,5-3%;

-   2008-2010 – нет роста ВВП

2. Не достигнуто полной оплаты энергии и электроэнергии потребителями.

3. Стоимость энергии и электроэнергии растет.

4. Мировой экономический кризис.

5. Ухудшение отношений с главным энергопоставщиком - Россией.

6. Будет продолжаться политика очень ограниченного государственного инвестирование в капитальное строительство объектов экономики (в том числе энергетики). Кредитные ставки на финансовом рынке Украины будут оставаться высокими и снижаться будут медленно.

7. С 2006 года ряд факторов (исчерпание потенциала традиционных систем энергосбережения, которые не требуют значительных капиталовложений) не позволяют осуществлять покрытие роста потребления энергии только за счет энергосбережения и снижения затрат.

Естественно, в таких условиях об успешном развитие ТЭК приходится только мечтать, но и одновременно лихорадочно искать пути решения, и осуществлять их. Просто если в одном элементе народного хозяйства большие проблемы, то и во всех остальных элементах они, несомненно, появляются! А наша власть, я считаю, не настолько компетентна чтоб взвешено оценить ситуацию, консолидироваться для принятия ключевых решений, мер по выходу из кризиса и развитию не только ТЭК, но и всего народнохозяйственного комплекса.

Восстановление и развитие топливно-энергетического комплекса является перекрестком государственных и региональных интересов, благодаря которому государство получит энергетическую независимость, энергетические ресурсы для других отраслей, а регионы новые рабочие места, инфраструктуру, повышение качества продукции, снижение себестоимости, и как следствие- повышение спроса на товары и услуги, улучшение жизненного уровня населения.

 

Список использованных источников:

 

1. Будзяк В. Становление ветроэнергетики в Украине // Экономика Украины .-2004.-№3.- с. 84-86

2. Бурлак Г. Нефтеперерабатывающая промышленность Украины: состояние и перспективы // Экономика Украины.- 2006.-№7.- с. 19-24.

3. Гавриш О. Транспортні шляхи вітчизняної енергетики // Урядовий Кур’єр. – 2005.-5 грудня.-с. 10.

4. Долінський А.А “Енергозбереження та екологічні проблеми енергетики” // Вісник НАН України.-2006.- №10.-с. 24

5. Евдощук Н. О возрождении геологоразведочных работ на нефть и газ // Экономика Украины.- 2000.- №5.- с. 10-12.

6. Корчевой Ю.П. Новітні технології використання вугілля в енергетиці // Вісник НАН України.-2006.- №2-с. 51-58.

7. Микитенко В. Енергоефективність національної економіки: соціально-економічні аспекти // Вісник НАН України.-2006.- №10.- с 17-27.

8. Оганян Г. Энергоносители – головная боль Украины // Экономика Украины.-2005.- №11.-с. 56-59.

9. Притыка А. Угольная промышленность- черная дыра государственного бюджета или основа энергетической безопасности Украины ? // Зеркало недели.-2008.-№14.- с.8.

10. Сургай М. Вугілля, і тільки вугілля врятує Україну // Економіст.-2007.- №5.- с. 40-42.

11. Толмачев В. Роль и перспектива отдельных энергоносителей в энергетики Украины // Экономист.-2006.- №8.- с.37-39.

12. Харазішвіллі Ю.М. Модельний аналіз макроекономічних наслідків підвищення цін на газ в Україні // Статистика України.-2006.-№3.- с. 51-56.

13. Крижанівський Є.І. Резерви видобуту нафти і газу // Вісник НАН України.-2006.- №2-с. 59-64.

14. География України / за ред. Ф.Заставного.- К.:Форум, 2004.- 238 c.

15. Качан В. Розміщення продуктивних сил України.- К.: Вища школа, 2001.- 278 c.

16. Розміщення продуктивних сил / за ред. В.В. Ковалевського.- К.: Знання, 1998.- 197 с.

17. Хвесик М.А. Розміщення продуктивних сил та регіональна економіка.- К.: Кондор, 2005.-344