Альтернативные источники энергии. Перспективы развития для Санкт-Петербурга и Ленинградской области

1.2. Альтернативные источники  энергии. Понятие, классификация, перспективы.

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 может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников

Тип источников	Преобразуют в энергию
Ветряные	движение воздушных масс
Геотермальные	тепло планеты
Солнечные	электромагнитное излучение солнца
Гидроэнергетические	движение  воды в реках или морях
Биотопливные	теплоту сгорания возобновляемого топлива (например, спирта)

Перспективы

На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1 % мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.

Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.

В последнее время  многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25% энергии из ветра ^{[ http://www.vz.ru/economy/]}

В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый спирт.

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике.

По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП.

Россия может получать 10% энергии из ветра

Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение  теплового баланса атмосферы  постепенно приводят к глобальным изменением климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Основные  причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

• Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI веке.
• Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;
• Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут;
• Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, - всё это увеличивает социальную напряженность.
• Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Глава 2.

Перспективы развития АИЭ в России (В Санкт-Петербурге и Ленинградской области)

 

2.1. Опыт использования альтернативных источников энергии за рубежом

 

Чтобы разговаривать  о перспективах развития АИЭ в  России необходимо прежде всего рассмотреть  опыт использования АИЭ в других странах и, может быть, привести некоторые аналогии, разглядеть недостатки в иностранных энергосберегающих системах, взять на заметку более рациональные и энергоёмкие технологии.

Многие страны, особенно те, которые не имеют крупных  запасов нефти, угля и газа, переходят на альтернативные источники энергии.

В Канаде, Швеции, Норвегии, Финляндии, на Аляске все  более широкое применение находят  солнечные электростанции. В 2000 г. доля солнечной энергии в энергоснабжении  Канадского Севера достигла 5%. Повышение эффективности солнечных элементов и качества материалов позволило за два последних десятилетия снизить на 80% затраты на их сооружение. Сейчас солнечные элементы встраивают в кровельную черепицу, керамические плитки и оконные стекла, что позволяет получать электричество и в отдельных зданиях. Суммарная мощность солнечных батарей возросла в мире со 150 МВт в 1985 г. до 900 МВт к 1999 г.

В Японии с помощью  геотермальной энергетики растапливают снег на дороге. Геотермальная энергетика в Японии занимает значительное место – ее доля составляет 21 % . Основным сдерживающим фактором для развития стали экологические движения. Это связанно с тем, что станции расположены в природных парках и дальнейшее их развитие затруднено опасностью нанести ущерб охраняемым и заповедным территориям. Ядерные станции дают 35% общего энергопроизводства, работающие на природном газе – 24%. У нас максимум потребления электроэнергии приходятся на зимние, самые холодные месяцы, а в Японии – на лето, когда из-за жары основное потребление электроэнергии связано с работой оборудования, вырабатывающего холодный воздух.

Но дальше всех в использовании геотермальных  ресурсов продвинулась Исландия. Например, столица Исландии Рейкьявик с 1943 года использует геотермальные воды для обогрева домов, учреждений, магазинов и фабрик. Установленная мощность всех исландских геотермальных станций еще в 1988 г. составляла 39 МВт.

Область ветровой энергетики развита в Дании. Сегодня здесь  насчитывается свыше 4 тысяч ветроустановок, на которые приходится около 5% всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Заметим, что энергии не только самой экологически чистой, но и дешевой. Если в начале 1990-х гг. 1 кВт ч ее стоил одну шведскую крону, то теперь — в 4 раза дешевле. Это значительно меньше аналогичного показателя для АЭС и угольных ТЭС, и даже конкурентоспособной дешевой шведской гидроэнергии. Датские ветроустановки пользуются большим спросом — свыше половины мирового спроса на них удовлетворяется датскими фирмами и их лицензиатами. Это явилось результатом стратегического предвидения государства, восприимчивого к нововведениям и к стратегическому партнерству с промышленностью, что позволяло Дании занять выгодные позиции в преддверии новой постиндустриальной эры.

В настоящее время  все больше стран обращаются к возобновляемым источникам энергии. Хроническая нехватка электричества в стране сподвигла правительство КНР принять решение о строительстве крупной ветряной электростанции. Ветровые турбины общей мощностью 1 млн. кВт будут установлены в прибрежной зоне провинции Хэбэй в Бохайском море. Первый комплекс ветряков мощностью 50000 кВт возведут уже в этом году, а полностью строительство ветроэлектростанции завершится через пятнадцать лет. Стоимость проекта составит 1,1 млрд. долларов США, инвестировать строительство будут компании Huanghua Port Development Zone и Guohua Energy Investment. китайские власти заявили, что до 2007 года ежегодно планируется вырабатывать дополнительные 70 млн. кВт энергии, чтобы в целом электроэнергетическая система КНР производила 650 млн. кВт. Только при соблюдении этого плана Китай сможет не только обеспечить существующие сегодня потребности, но и иметь излишек электроэнергии. Сейчас города КНР живут в режиме жесткой экономии электричества - плановые блэкауты становятся все чаще, а предприятия вынуждены переносить производство продукции на выходные дни или другое время, когда спрос на электроэнергию снижается.

Согласно правительственным  планам, к 2020 году из возобновляемых источников, таких как энергия воды, солнца и ветра, страна будет получать около 20 млн. кВт электроэнергии. Потенциально одна лишь энергия ветра позволяет вырабатывать 253 млн. кВт энергии, однако до сей поры использовалась только малая часть этого ресурса.

В Португалии стартует амбициозный  проект - в южной провинции Алентейо начнется строительство самой крупной в мире электростанции, работающей на энергии солнца. В городе Моури планируется установить 350000 солнечных батарей, которые займут площадь в 114 гектаров, сообщает агентство France Presse. Новая электростанция сможет вырабатывать 62 МВт электроэнергии - это в шесть раз больше, чем производит солнечная электростанция в Германии, крупнейшая из существующих на сегодняшний день.

Станция Leipziger Land находится  в Эспенхайне, недалеко от Лейпцига. Она состоит из 33500 модулей общей  мощностью около 10 МВт. Электроэнергии, вырабатываемой солнечной электростанцией, хватает для обеспечения потребностей 1800 домов, что позволяет сократить выбросы углекислого газа на 3,7 тысяч тонн в год. . Стоимость проекта оценивается в 250 млн. евро (307 млн. долларов США). На Алентейо выбор пал не случайно - провинция считается одной из самых солнечных территорий в Европе. По оценкам специалистов, Португалия может получать около 39% от всей вырабатываемой в стране электроэнергии из возобновляемых источников.

2.2. Перспективы применения альтернативных источников энергии в РФ

 

В нашей стране проблема нехватки энергоносителей и электроэнергии пока остро не стоит. Но поскольку цены на нефть все растут, а запасы ее отнюдь не бесконечны, то эта проблема может остро проявиться в относительно недалеком будущем. В России есть условия для исподьзования всех типов возобновляемых источников энергии.

Однако вложения в  эту отрасль окупаются далеко не сразу. И несмотря на то, что в  перспективе электростанции, использующие возобновляемые источники энергии  окупают себя, начальные капиталовложения очень велики, и далеко не всякое предприятие может себе это позволить. К тому же, элекроэнергия, получаемая из традиционных источников все еще дешевле, хотя при существующих темпах роста тарифов нельзя быть увереным, что через несколько лет ситуация не изменится. Энергия же, получаемая из возобновляемых источников становиться все дешевле. А как только использование альтернативных источников станет выгодным, в эту отрасль тут же последуют огромные капиталовложения. Но у традиционных, экологически вредных видов электростанций есть важное преимущество перед альтернативными – их мощность и относительно малые площади. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что полностью вытеснить традиционные энергоносители из использование альтернативным в обозримом будущем не удасться.

У возобновляемых источников энергии хорошие перспективы массового применения в северных районах нашей страны, где нет единой энергосети. Их уже активно используют, но перспективы расширения там еще велики.

2.2.1 Перспективы развития АИЭ в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Сочетание дефицита электроэнергии и благоприятных природных условий создает предпосылки для превращения Санкт-Петербурга и Ленинградской области в один из ведущих регионов по использованию возобновляемых источников энергии в России.

Область дефицита

На фоне экономического кризиса российским генерирующим компаниям приходится снижать мощность из-за падения спроса, который по данным “Системного оператора ЕЭС”, в январе 2009 г. по сравнению с аналогичным периодом прошлого года снизился на 7,7%.

Однако Ленинградскую  область этот процесс касается в наименьшей степени. Из-за высокой степени износа генерирующего оборудования и недостаточной пропускной способности электросетей продолжает действовать введенный режим ограничения потребления электроэнергии на ряде промышленных предприятий региона.

В частности, износ ЛЭП  “Ленэнерго” достигает 60%, а износ  подстанций – 80%. На ряде объектов используется 80-летнее немецкое оборудование.

Существуют проблемы и с вводом новых мощностей. Как  уже говорилось в прошлых статьях, широкую известность получил случай, когда запуск второго блока Северо-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге был отложен из-за нехватки газа.

Самым проблемным районом  Ленинградской области на данный момент является Всеволожский. Суммарный  дефицит электроэнергии района составляет 1,5 ГВт. Кроме того, к энергодефицитным районам можно отнести Выборгский район Ленинградской области. На всем от Зеленогорска до Приморска проблемы со снабжением электроэнергией.

Не менее сложная  ситуация в самом Петербурге, где  дефицит энергии в на сегодняшний день в разных районах составляет 120-150 МВт. В городе долгие годы фактически не вводились новые мощности. По информации комитета экономического развития, промышленной политики и торговли городского правительства, к 2010 г. в Петербурге отработает 704 МВт генерирующего оборудования – это 24% от установленной мощности ТЭЦ.

Износ на объектах электрических  подстанций различного класса напряжения (330-220-110 кВ) в настоящий момент составляет не менее 50%. Еще плачевней обстоят  дела на объектах электросетевого хозяйства 35 кВт, расположенных в центре города: его износ оценивается в 100%. Не ободряет и состояние тепловых сетей – ежегодно перекладки ждет порядка 300 км, реально же производятся работы в среднем на 170 км в однотрубном исполнении.