Альтернативные источники энергии

Крупнейшие  нефтяные компании России: государственные  — «Роснефть» и «Газпром нефть», частные — «Лукойл», «ТНК-BP», «Сургутнефтегаз», «Татнефть». Основную долю (93 %) транспорта жидких углеводородов контролирует государственная компания «Транснефть» оперирующая магистральными нефтепроводами. Крупную сеть нефтепродуктопроводов контролирует также государственная компания «Транснефтепродукт» ранее отдельная, а с 16 апреля 2007 года входящая в состав Транснефти.

 

 

Добыча  угля и других полезных ископаемых.

Несколько меньшую роль играет угольная промышленность, в 2005 году обеспечившая около 18 % потребности  в топливе, поставив около 148 млн  т. топливного угля. Доказанные и разрабатываемые  запасы угля в стране на 2006 год составляют около 157 млрд т., экспорт достигает  значения 80 млн т/год. Крупнейшие разрабатываемые  месторождения энергетического  угля — месторождения Кузбасса и  месторождения Канско-Ачинского  угольного бассейна (Березовское, Бородинское, Назаровское).

Крупнейшие  угледобывающие компании «СУЭК», «Кузбассразрезуголь», "Южкузбассуголь, «Южный Кузбасс».

Страна  обладает значительными запасами горючих  сланцев. Разведано около 35,47 млрд т. из них доказанных в Ленинградской  области — 3,6 млрд т. в Поволжье — 4,5 и республике Коми в Вычегодском  бассейне — 2,8 млрд т. На Ленинградском  и Кашпирском месторождениях имеются  мощности, однако на 2007 год добыча практически  не ведётся. Имеются крупные запасы природных битумов.

Перспективы топливной энергетики в России заключаются  в использовании научных достижений для уменьшения потери топлива и  сырья и вовлечение в эксплуатацию новых месторождений. Топливно-энергетическая промышленность оказывает значительное негативное влияние на окружающую среду: при добыче полезных ископаемых нарушается почвенный покров, целые природные  ландшафты. При добыче и транспортировке  нефти и газа происходит загрязнение  атмосферы, почв и мирового океана.

1.5 Энергетика возобновляемых источников

 

Применение  возобновляемых источников энергии  в России при наличии колоссальных возможностей практически отсутствует, в отличие от большинства промышленно развитых государств. Обусловлено это не столь развитой инфраструктурой и низкой плотностью заселения, а также относительно низкими ценами на природный газ.

 

Биоэнергетика

Древесина.

Дрова и сейчас являются основным источником энергии для российского села, особенно лесной зоны.

Из  возобновляемых ресурсов наиболее широкое применение имеет энергетическое использование древесины в виде дров. Это прежде всего отопление домов, приготовление пищи и подогрев воды в слаборазвитых сельскохозяйственных районах где нет доступа к магистральному природному газу, относительно дорога доставка угля, и имеются значительные лесные запасы. Однако отдача от такого применения чаще всего относительно не велика. Объём таких заготовок оценивается специалистами до 50 млн м³/год, при полном объёме рубок в 350 млн м³ (1996 год) и максимально возобновимом объёме в 800 млн м³/год. Однако освоение данного потенциала в возобновимом виде из-за труднодоступности возможно только при высоких инфраструктурных затратах. Применение естественных лесов в энергетике менее рентабельно, нежели в целлюлозно-бумужной или деревообрабатывающей отраслях.

Наиболее  высокая продуктивность, где возможно эффективное выращивание энергетических лесов, отмечается на Северном Кавказе, в Алтайском крае и центре европейской  части.

Одным из перспективных направлений развития использования древесины можно  считать технологии гидролиза.

Шатурская ГРЭС — крупная изначально чисто  торфяная электростанция до сих пор  использует в качестве топлива запасы местных торфяных месторождений

 

Торф

До 90-х годов ощутимую роль в топливной  энергетике занимала торфяная промышленность, годовая добыча которой в середине 70-х достигала 90 млн тонн. преимущественно  топливного сырья, на середину 2000-х  добыча торфа не превышает 5 млн тонн в год. Разведанные запасы торфа  свыше 150 млрд т. (40 % влажности), ежегодно образуется до 1 млрд м³ торфа, основные запасы сконцентрированы в западной Сибири и на северо-западе европейской части. Ресурсы торфяных месторождений несколько более концентрированы, однако при этом зачастую ещё более труднодоступны, чем лесные.

Некоторое количество торфа сжигается на электростанциях: Шатурская ГРЭС в 2005 году использовала 0,67 млн т., ТГК-5 в 2006 году применила 0,57 млн т.

 

 

 

Геотермальная энергетика

 

Одно  из крупнейших геотермальных месторождений  в мире у вулкана Мутновский, малая  долина гейзеров

На 2006 в России разведано 56 месторождений  термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется  промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское  и Черкесское (Карачаево-Черкессия  и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). По имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м² с температурой воды 70—90 °С. На конец 2005 года установленная  мощность по прямому использованию  тепла составляет свыше 307 МВт.

Все Российские геотермальные электростанции расположены на территории Камчатки и Курил, суммарный электропотенциал пароводных терм только Камчатки оценивается  в 1 ГВт рабочей электрической  мощности. Российский геотермальный  потенциал реализован в размере  чуть более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн кВт·ч годовой  выработки (2009):

Мутновское  месторождение:

Верхне-Мутновская ГеоЭС мощностью 12 МВт·э (2007) и выработкой 52,9 млн кВт·ч/год (2007) (81,4 в 2004),

Мутновская  ГеоЭС мощностью 50 МВт·э (2007) и выработкой 360,7 млн кВт·ч/год (2007) (276,8 в 2004) (на 2006 ведётся строительство увеличивающее  мощность до 80 МВт&middotэ и выработку  до 577 млн кВт·ч)

Паужетское  месторождение возле вулканов Кошелева и Камбального 

Паужетская  ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт·э (2004) и выработкой 59,5 млн кВт·ч (на 2006 проводится реконструкция  с увеличением мощности до 18 МВт·э).

Итурупское  месторождение возле вулкана  Баранского

Океанская ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт·э (2009).

Кунаширское месторождение возле вулкана  Менделеева

Менделеевская ГеоТЭС электрической мощностью 3,6 МВт·э, тепловой — 20 МВт (2009).

 

 

Ветроэнергетика

 

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается в размере свыше 50 трлн кВт·ч/год. Экономический потенциал  составляет примерно 260 млрд кВт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Особой  концентрацией ветропотенциала  отличаются побережья Тихого и Арктического океанов, предгорные и горные районы Кавказа, Урала, Алтая, Саян. В приближённых к потребителям и имеющим подходящую инфраструктуру возможно строительство  крупных ветропарков, среди них  можно выделить побережья Кольского  полуострова, Приморья, юга Камчатки, Каспийское и Азовское побережья.

Развитию  масштабной ветроэнергетики в стране располагают запасы природного газа, лучше других видов топлива подходящего  для высокоманевренной генерации, а в отдельных районах, как  например Карелия, Мурманская область, Кавказ — действует маневренная  гидроэнергетика. Весьма эффектно применение малых ветроустановок, например для  поднятия грунтовой воды и непосредственной выработки тепла, в степной сельской местности.

Установленная мощность ветряных электростанций в  стране на 2007 год составляет около 16,5 МВт, суммарная выработка не превышает 25 млн кВт·ч/год.

 

1.6   Динамика и структура

производства  электроэнергии в Российской Федерации.

 

В 2005 г. производство электроэнергии в  Российской Федерации составило 951,1 млрд. кВт•ч (см. табл. 4.1.1). По сравнению  с 2004 г. производство электроэнергии увеличилось  на 19,2 млрд. кВт•ч (на 2%). В 2004 г. по сравнению  с 2003 г. производство электроэнергии увеличилось  на 15,6 млрд. кВт•ч (на 1,7%).

Рост  производства электроэнергии в 2005 г. по сравнению с 2004 г. произошел за счет увеличения выработки электроэнергии на 19,5 млрд. кВт•ч ТЭС и на 2,6 млрд. кВт•ч АЭС. Производство электроэнергии на ГЭС в 2005 г. по сравнению с предыдущим годом уменьшилось на 4,9 млрд. кВт•ч (на 2,4%) из-за снижения водности в бассейнах  рек Европейской части России. В 2004 г. по сравнению с 2003 г. увеличение производства электроэнергии, наоборот, произошло, главным образом, на ГЭС  – рост на 30,1 млрд. кВт•ч (на 12,7%).

В общем объеме производства электроэнергии в 2005 г. доля ТЭС составила 66,1%, ГЭС  – 18,2%, АЭС – 15,7% (см. рис. 4.1.1). По сравнению  с 2003 г. и 2004 г. структура производства электроэнергии по типам электростанций практически не изменилась.

Производство  электроэнергии электростанциями Холдинга ОАО РАО «ЕЭС России».

В 2005 г. производство электроэнергии электростанциями ОАО РАО «ЕЭС России» составило 665,1 млрд. кВт•ч. По сравнению с 2004 г. производство электроэнергии увеличилось  на 13,2 млрд. кВт•ч (на 2%). В общем объеме производства электроэнергии электростанциями Холдинга доля ТЭС составила 81,4% (541,5 млрд. кВт•ч), а доля ГЭС – 18,6% (123,6 млрд. кВт•ч). По сравнению с 2004 г. ТЭС  Холдинга увеличили производство электроэнергии на 20,2 млрд. кВт•ч (на 3,9%), а ГЭС снизили  выработку электроэнергии на 6,9 млрд. кВт•ч (на 5,5%).

Производство  электроэнергии ОГК и ТГК

В общем объеме производство электроэнергии электростанциями Холдинга доля оптовых  генерирующих компаний (ОГК) составила  в 2005 г. 46,6%, а территориальных генерирующих компаний (ТГК) – 34,6%. Остальные 18,8% электроэнергии было выработано электростанциями нереструктурированных АО-энерго.

В 2005 г. производство электроэнергии более 40 млрд. кВт•ч было на электростанциях  ОГК-1, ОГК-2 и ОГК-4. Электростанциями ОГК-3 и ОГК-6 было произведено электроэнергии приблизительно по 28 млрд. кВт•ч, а  электростанциями ОГК-5 – 37 млрд. кВт•ч. В суммарном производстве электроэнергии ОГК-1 доля электроэнергии, выработанной по теплофикационному циклу, составила 21,1%, тогда как в остальных тепловых ОГК эта доля не превысила 7%.

Производство  электроэнергии ГидроОГК составило 82 млрд. кВт•ч или 47,5% суммарной выработки  электроэнергии всеми ГЭС России. Выработка электроэнергии ТГК различается почти в 20 раз – от 3,2 млрд. кВт•ч (ТГК-14) до 61,6 млрд. кВт•ч (ТГК-3). В отличие от ОГК выработка электроэнергии по теплофикационному циклу электростанциями ТГК составляет в среднем более 50%. Максимальная теплофикационная выработка – 75,3% в ТГК-1, притом, что в составе этой компании 48% установленной мощности составляют ГЭС. Наименьшая величина теплофикационной выработки среди всех территориальных генерирующих компаний – 34,1% в ТГК-8. Выработка электроэнергии электростанциями ОГК и ТГК за 2005 г. представлена в табл. 4.1.2.

 

Производство  электроэнергии электростанциями концерна «Росэнергоатом»

В 2005 г. электростанциями концерна «Росэнергоатом»  было выработано 147,6 млрд. кВт•ч или 99% суммарной выработки электроэнергии всеми АЭС России. По сравнению  с 2004 г. АЭС концерна «Росэнергоатом»  увеличили выработку на 4,6 млрд. кВт•ч (на 3,2%).

 

Производство  электроэнергии в ОАО «Иркутскэнерго»

В 2005 г. электростанциями ОАО «Иркутскэнерго»  было выработано 54,7 млрд. кВт•ч. По сравнению  с 2004 г. произошло увеличение выработки  электроэнергии на 0,98 млрд. кВт•ч (на 1,9%). В связи с тем, что запасы гидроресурсов  по ГЭС Ангарского каскада в 2005 г. были выше, чем в 2004 г., объем производства электроэнергии на ГЭС вырос на 2,7 млрд. кВт•ч (на 6,1%). Соответственно произошло  снижение выработки электроэнергии ТЭЦ на 1,7 млрд. кВт•ч (см. рис. 4.1.2). При  этом структура выработки электроэнергии ТЭЦ была более экономичной, поскольку  увеличилась доля теплофикационной выработки электроэнергии и снизилась  доля выработки электроэнергии по конденсационному циклу.

1.7 Статистика потребления электроэнергии  в РФ

 

2. Альтернативные источники энергии

Альтернативная  энергетика — совокупность перспективных  способов получения энергии, которые  распространены, не так широко, как  традиционные, однако представляют интерес  из-за выгодности их использования  при низком риске причинения вреда  экологии района.

Альтернативный  источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии  — потребность получать её из энергии  возобновляемых или практически  неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание также берется экологичность и экономичность.

2.1 Ветряные источники электроэнергии  и ветроэнергетика

 

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или  сокращенно ВЭУ) — устройство для  преобразования кинетической энергии  ветра в электрическую.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются  государством или крупными энергетическими  корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие, как  сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий  среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

Существуют  два основных типа ветротурбин: с  вертикальной осью вращения и с горизонтальной.

Индустрия домашних ветрогенераторов активно  развивается. Уже сейчас за вполне умеренные  деньги можно приобрести ветряную установку  и на долгие годы обеспечить энергонезависимость  своему загородному дому. Обычно для  обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной  мощностью 1 кВт при скорости ветра 9 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором, а ветрогенераторы с вертикальными осями могут быть дополнены более меньшими ветрогенераторами (например, турбина Дарье может быть дополнена ротором Савониуса. И при этом одно другому не мешает, т.к. оба генератора будут снабжены отдельными, независимыми генераторами). Источники будут замечательно друг друга дополнять.

 

Проблемы  эксплуатации промышленных ветрогенераторов

Промышленный  ветрогенератор строится на подготовленной площадке за 7—10 дней. Получение разрешений регулирующих органов на строительство  ветряной фермы может занимать год  и более. Кроме того, для обоснования  строительства ветроустановки или  ветропарка необходимо проведение длительных (не менее года) исследований ветра  в районе строительства. Эти мероприятия  значительно увеличивают срок реализации ветроэнергетических проектов.