Эффективность организации и управления нетрадиционными источниками энергии в экономике РК (стр. 2 из 3)
| Годы | Потреблено энергии | |||||
| Всего | Промыш-ленностью и строитель-ством | Транс-портом | Сельским хозяйством | Другими отраслями | Потери в сети общего пользо-вания | |
| 1998 | 100,0 | 59,3 | 6,2 | 2,1 | 16,4 | 16,1 |
| 1999 | 100,1 | 64,9 | 3,2 | 4,6 | 14,8 | 12,5 |
| 2000 | 100,0 | 61,8 | 5,6 | 4,9 | 15,0 | 12,7 |
Основой дальнейшего развития топливно-энергетического комплекса Казахстана должно явиться энергосбережение, построенное на реализации научно-технических мероприятий. Цель создания комплекса научно-технических мероприятий – это разработка механизма реализации энергосбережения на конкретных предприятиях и у других потребителей энергоресурсов. Также одним из приоритетов развития современного энергетического комплекса является использование нетрадиционных источников энергии.
2. Нетрадиционные источники энергии в экономике Республики Казахстан.
2.1 Нетрадиционные источники энергии.
В мире существует ряд природных ограничений. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти – на 90, природного газа – на 50 урана – на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению. Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.
С развитием промышленности – основного потребителя энергетической отрасли, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов, так называемые «нетрадиционные» источники энергии. К нетрадиционным источникам энергии относятся источник не применяемые для коммерческого производства, электрической и тепловой энергии – солнечная и геотермальная энергия, гидроэнергия приливов и отливов, ветряная и другие нетрадиционные источники.
Использование этих источников энергии вызвано необходимостью значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. А также экологическими проблемами, связанными с добычей энергетических ресурсов.
Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода (СО2), высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, нагретой Солнцем и создает так называемый парниковый эффект.
К нетрадиционным источникам энергии относятся следующие виды:
1. Солнечная энергия
2. Энергия ветра
3. Энергия приливов и отливов
4. Геотермальная энергия
5. Энергия биомассы
6. Водородная энергетика
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, водородная энергетика. Рассмотрим каждый их них подробнее.
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.
Рис.1 Карта-схема, наблюдавшегося в Казахстане солнечного сияния за год
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.
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.
Рис.2 Карта-схема среднегодовых скоростей ветра в Казахстане и годовой повторяемости направления ветра.