Роль альтернативных источников энергии в экономике Республики Казахстан

       4. Геотермальная  энергия

       5. Энергия  биомассы

 

 

    2.2  Использование   нетрадиционных  источников  энергии   в   экономике

Казахстана.

    В связи с   принятием «Стратегии  индустриально-инновационного  развития страны  на  2003-2015гг.»  перед  государственной  инвестиционной  политикой ставятся принципиально новые  задачи.  В  современных  условиях  она  должна обеспечить  переток  капиталов в пользу   развития   несырьевого   сектора экономики и в  особенности  высокотехнологичных  и  наукоемких  производств. Одним из видов таких производств являются нетрадиционные источники энергии.

    Сегодня в Казахстане  существует  возможность  использования   нескольких видов  нетрадиционных  источников  энергии.  К  ним   относятся:   солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, энергия биомассы.Рассмотрим каждый их них подробнее.

    2.2.1 Энергия  солнца.

    Основным видом   “бесплатной”  неиссякаемой  энергии   по  справедливости считается Солнце. Оно ежесекундно излучает энергию в тысячи  миллиардов  раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235.  Ежесекундно оно  дает  Земле  80 триллионов  киловатт,  то  есть  в  несколько  тысяч  раз  больше,  чем  все электростанции мира. Нужно  только  уметь  пользоваться  им.  Внутри  Солнца  происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий  и  ежесекундно 4  млрд.  кг  материи преобразуется в энергию,   излучаемую   Солнцем   в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.

      Впервые  на  практическую  возможность   использования  людьми  огромной энергии   Солнца   указал    основоположник    теоретической    космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году.

      Хотя солнечная  энергия и бесплатна, получение  электричества из нее  не

всегда  достаточно  дешево.   Поэтому   специалисты   непрерывно   стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый  рекорд в  этом  отношении  принадлежит  Центру  прогрессивных  технологий  компании “Боинг”. Созданный там солнечный элемент  преобразует  в  электроэнергию  37 процентов попавшего на него солнечного света.

      Были разработаны  параболо-цилиндрические концентраторы. Эти устройства концентрируют солнечную энергию на  трубчатых  приемниках,  расположенных  в фокусе   концентраторов.   Это   привело   к   созданию   первых   солнечных электростанций (СЭС) башенного типа.

      Широкое  применение эффективных  материалов,  электронных  устройств  и параболо-цилиндрических   концентраторов   позволило   построить    СЭС   с уменьшенной стоимостью - системы модульного типа. В  качестве  теплоносителя использовалась вода, а полученный пар  подавался  к  турбинам.  Первая  СЭС, построенная  в  1984  г.,  имела            КПД   14,5%,   а   себестоимость производимой электроэнергии                                 29  центов/(кВт- ч).

      Д.  Миле  из  университета  Сиднея  улучшил   конструкцию   солнечного

концентратора, использовав  слежение за  Солнцем  по  двум  осям  и  применив вакуумированный теплоприемник, получил КПД  25-30%.  Стоимость получаемой    электроэнергии     составит 6 центов/(кВт-ч). Считают, что подобная  система позволит  снизить стоимость получаемой  электроэнергии  до  5,4  цента/(кВт-ч).  При таких показателях строительство СЭС станет экономичным и конкурентоспособным  по  сравнению  с ТЭС.

      Другим  типом СЭС, получившим развитие, стали  установки  с  двигателем Стирлинга, размещаемым в фокусе параболического  зеркального  концентратора. КПД таких установок "может достигать 29%.

      Предполагается  использовать  подобные  СЭС  небольшой  мощности   для электроснабжения автономных потребителей в отдаленных местностях.

    По данной  карте-схеме   можно  судить  об  эффективности   использования солнечных установок для производства  электроэнергии,  а  также  о  наиболее целесообразном  месторасположении  данных  станций.  Как  видно   по  карте наибольшее по длительности в течении года  солнечное сияние  наблюдалось в южном регионе Казахстана. Однако, в округах городов Шымкент,  Тараз,  Алматы наблюдалось меньшее сияние, чем по региону  в  целом.  Это  произошло  из-за расположения данных городов в  горных  районах,  где  в  течении  года  небо покрывается тучами чаще, чем в степи.     В настоящее время в Казахстане нет СЭС.  Так как,  во-первых,  данная отрасль еще находится на стадии развития и  современные  СЭС  имеют  КПД  не более   30-40%,   что   является   экономически    невыгодным,    во-вторых, себестоимость получаемой электроэнергии довольно большая,  что  делает  цену на энергию выше традиционных источников энергии.

 

    2.2.2 Энергия ветра

 

      На  первый  взгляд  ветер  кажется  одним   из   самых   доступных   и

возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он  может  “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и  на  юге.  Но  ветер  -  это  очень рассеянный энергоресурс. Природа не  создала  “месторождения”  ветров  и  не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая  энергия  практически  всегда “размазана” по огромным территориям.

      Основные  параметры ветра - скорость и  направление  -  меняются  подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем  Солнце.

 

      Таким образом,  встают две  проблемы,  которые   необходимо  решить  для полноценного  использования  энергии  ветра.  Во-первых,   это   возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади.  Во-вторых,  еще важнее  добиться  равномерности,  постоянства   ветрового   потока.   Вторая проблема пока решается с трудом.

 

      Выработка  электроэнергии с помощью ветра  имеет ряд преимуществ:

      - экологически  чистое производство без вредных  отходов;

- экономия дефицитного  дорогостоящего топлива  (традиционного   и  для

         атомных станций);

      - доступность;

      - практическая  неисчерпаемость.

Ветровые  двигатели  не  загрязняют  окружающую  среду,  но  они очень

громоздкие и шумные. Чтобы  производить с их  помощью  много  электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они  работают  там,  где дуют сильные ветры. И тем не менее всего одна электростанция, работающая  на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной  энергии  тысячи ветряных турбин

    По данной карте  видно, что наиболее эффективными  районами  расположения ветровых электростанций являются центральный и северный регионы  Республики, где среднегодовая скорость ветра достигает 5-6 м/с.

 

 

    2.2.3 Геотермальная  энергия.

    Тепло от горячих  горных пород в земной  коре  тоже  может  генерировать электричество. Через пробуренные в горной породе скважины вниз  накачивается холодная вода, а в вверх  поднимается  образованный  из  воды  пар,  который вращает турбину.

    За  прошедшие  15  лет  производство  электроэнергии  на  геотермальных

электростанциях  (ГеоТэс)  в мире  значительно выросло.  В последние два десятилетия выполнялись обширные программы научно-исследовательских, опытно- конструкторских и технологических работ в этом направлении.  Накоплен  также определенный опыт создания  и многолетней  эксплуатации  опытно-промышленных и промышленных геотермальных установок различного назначения.

 

      Современное    развитие    геотермальной    энергетики    предполагает

экономическую  целесообразность  использования  следующих  видов   подземных геотермальных вод:

       - температурой  более 140°С и глубиной залегания до 5 км для выработки   электроэнергии;

       - температурой  около 100°С для систем отопления зданий и сооружений;

       - температурой  около 60-70°С для систем горячего водоснабжения;

       - геотермальные  холодильные установки;

       - системы  геотермального теплоснабжения  теплиц.

ГеоТЭЦ   позволит   получать   дополнительно   760-1010   млн.   кВт/ч

электроэнергии в год.

      Использование  теплоты геотермальных вод   в Республике Казахстан, как  и во всем мире, представляет пока еще  определенную  сложность,  связанную  со значительными капитальными затратами на бурение скважин и  обратную  закачку отработанной   воды,    создание    коррозийно-стойкого    теплотехнического оборудования.

 

      2.2.4 Энергия биомассы

      Большие     возможности      в      собственном      энергообеспечении

сельскохозяйственных предприятий  и экономии  ТЭР  заложены  в  использовании энергии   отходов   сельхозпроизводства   и   растительной    биомассы.    В сельскохозяйственном производстве в качестве источников тепла можно  принять любые  растительные  отходы,  непригодные  для  использования   по   прямому назначению или не нашедшие иного хозяйственного применения.

      За последнее   время  использование  биомассы  в  различных  ее  формах

(дерево,  древесный   уголь,  отходы  сельскохозяйственного   производства   и животных) в мире в целом снизилось.

      В ряде  стран  использование  древесного  топлива,  древесного  угля  и

сельскохозяйственных отходов  поставлено  на  коммерческую  основу.  Следует отметить, что в сельских районах бывшего СССР доля использования  древесного топлива весьма значительна и  при переходе  на  новые  энергоносители  можно ожидать определенного роста самозаготовок.

 

      Значительное  развитие получила  переработка   биомассы,  основанная  на процессах газификации, теролиза и получения жидких топлив.

 

      При переработке  биомассы в этанол образуются  побочные продукты, прежде всего – промывочные воды и остатки перегонки. Последние  являются  серьезным источником  экологического  загрязнения   окружающей   среды.   Представляют интерес технологии,  которые  позволяют  в  процессе  очистки  этих  отходов получать минеральные вещества, используемые в химической  промышленности,  а также применять их для производства минеральных удобрений.

 

      Теплотворная  способность  сжигания  1  т   сухого   вещества   соломы

эквивалентна 415 кг сырой  нефти, теплотворность  1  кг  пшеничной  соломы  и сухих кукурузных стеблей равна 15,5  МДж,  соевой  соломы  -  14,9,  рисовой шелухи  -  14,3,  подсолнечной  лузги  -  17,2  МДж.  По  этому   показателю растительные отходы полеводства приближаются к дровам - 14,6-15,9  МДж/кг  и превосходят бурый уголь - 12,5 МДж/кг.

        Проблемы  утилизации твердых бытовых отходов  (бытового мусора)  остро   стоят перед всеми странами. Выход мусора составляет 250-700  кг  на  душу   населения в год, увеличиваясь на 4-6% в год, опережая прирост населения.

 

        Решение   проблемы  переработки  мусора   найдено   в   использовании

  технологии  твердофазного   сбраживания  на   обустроенных   полигонах   с

  получением  биогаза.  Эта  технология  самая  дешевая,  не  оперирует   с

  токсичными выбросами  и стоками.

 

        В  настоящее время в мире действуют  десятки установок  для  получение биогаза из мусора  с использованием  его в основном  для производства  электроэнергии и тепла суммарно мощностью сотни МВт.

 

        В последние годы в связи  с  лавинообразным  накоплением  изношенных автомобильных  шин,  особенно  в  учетом  ужесточения  требований  по  их хранению (на ряде свалок возникли пожары (которые не  удавалось  потушить годами), активно развивается технология их сжигания.

 

 

                              

 

 

 

  Заключение.

 

    Республика Казахстан   обладает  большими  потенциальными  возможностями освоения  нетрадиционных  источников  энергии,   которые   при   продуманной государственной политике, направленной  на  стимулирование  освоения  данных источников  энергии,  могут  покрыть  практически  весь  дальнейший  прирост производства электрической энергии в нашей стране.

 

    Величина социально-экологического  и экономического эффектов  получаемых при  эксплуатации  различных  видов  экологически  чистых   энергоустановок, существенно отличается и сильно зависит от выбранной технологии.

 

    Величина  чистого   приведенного  дохода,   получаемого   на   1   тенге

капиталовложений, составляет для малых ГЭС 0,213 тенге, что меньше, чем  для биогазоэнергетических установок на 9,9%, но больше, чем для ВЭУ на  2,3%. Чистый   социально-экономический   эффект,    получаемый    на    1    тенге капиталовложений, для данных установок составляет 0,607 тенге, что  на  2,3% меньше, чем для биоустановок, но в то же время на  14,3-69,9%  больше,  чем для других нетрадиционных источников энергии.

 

 

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Список литературы

 

    1. Бляхман Л.С. Экономика, организация управления и планирование научно- технического прогресса, 2000-425стр.

 

    2. Викторов А.Е.  и др. Перспективы использования   солнечной  энергии  в

       народном  хозяйстве Казахстана. Аналитический обзор.