Альтернативна енергія . Альтернативна Енергетика

08.07.2015

Альтернативна енергія

Питання екології дедалі сильніше впливають на наше життя. Як відомо, здоров’я людини на 20% залежить від екології, це більше, ніж від рівня розвитку медицини. Сучасні найбільш використовувані джерела електроенергії це гідро-, тепло — і атомні електростанції. Але вони не екологічні. Альтернативна енергія, побудована на використанні поновлюваних джерел енергії, може стати тією дороговказною зіркою, яка виведе Росію з тривалої соціально-економічної кризи на шлях сталого розвитку. Відновлювані енергоресурси енергії розподілені відносно рівномірно, тому лідерство в їх використанні швидше за все завоюють країни з кваліфікованою робочою силою, сприйнятливість до нововведень, ефективними фінансовими структурами і стратегічним передбаченням.

Зменшення залежності енергоспоживачів від централізованих енергомереж і енергетичних монополістів стане найважливішою особливістю енергетики XXI століття.

Можливості нових технологій дуже широкі — досить простежити шлях, пройдений за два десятиліття комп’ютерної галуззю (від виробництва громіздких електронно-обчислювальних та допотопних електронно-обчислювальних машин до компактних портативних ноутбуків).

Якщо XX століття можна назвати «нафтовим», то XXI століття реально може стати ерою водневої енергетики. Вчені вважають, що відкриття дешевого та ефективного способу електролізу води могло б перетворити водень в панівний енергоносій в недалекому майбутньому. Так, великі перспективи відкриваються у паливних елементів. Паливні елементи сьогодні застосовуються в легкових автомобілях, автобусах, лікарнях, на військових базах, підприємствах по переробці промислових стоків, вони розробляються і для стільникових телефонів, ноутбуків. Використання малогабаритних паливних елементів та інших альтернативних поновлюваних автономних джерел енергії дозволить децентралізувати енергосистему, скоротити відстань між джерелом енергії і її споживачем.

Альтернативна енергія як то вітроустановки, як і сонячні електростанції, особливо ефективні в невеликих поселеннях, для автономних енергоспоживачів, віддалених від централізованих систем енергопостачання. Для них енергія вітру та Сонця є самим економічним джерелом електрики. Характерний у цьому відношенні приклад Данії, розкиданої на численних островах, які важко об’єднати централізованої енергосистемою. Сьогодні тут налічується понад 4 тисячі вітроустановок, на які припадає близько 5% усієї вироблюваної в країні електроенергії. Зауважимо, що енергії не лише екологічно чистим, але і дешевою. Якщо на початку 1990-х рр. 1 кВт год її коштував одну шведську крону, то тепер — в 4 рази дешевше. Це значно менше від аналогічного показника для АЕС та вугільних ТЕС, і навіть конкурентоспроможної дешевої шведської гідроенергії. Данські вітроустановки користуються великим попитом — більше половини світового попиту на них задовольняється данськими фірмами та їх ліцензіатами. Це стало результатом стратегічного передбачення держави, сприйнятливого до нововведень і до стратегічного партнерства з промисловістю, що дозволяло Данії зайняти вигідні позиції напередодні нової постіндустріальної ери.

Росія володіє колосальним сумарним потенціалом енергії вітру. Уздовж берегів Північного Льодовитого океану на протязі 12 тис. кВт.

В Канаді, Швеції, Норвегії, Фінляндії, на Алясці все більш широке застосування, крім малих гідроелектростанцій, знаходять сонячні електростанції. У 2000 р. частка сонячної енергії в енергопостачанні Канадського Півночі досягла 5%. Підвищення ефективності сонячних елементів і якості матеріалів дозволило за два останніх десятиліття знизити на 80% витрати на їх спорудження. Зараз сонячні елементи вбудовують в покрівельну черепицю, керамічні плитки і шибки, що дозволяє отримувати електрику і в окремих будівлях. Сумарна потужність сонячних батарей зросла в світі зі 150 МВт у 1985 р. до 900 МВт до 1999 р.

Досвід роботи сонячних електростанцій показав, що в умовах тривалого полярного дня велику користь приносить не тільки пасивне використання сонячної енергії (дзеркальні веранди, посилена теплоізоляція), але і пасивні системи теплопостачання (сонячні колектори з водою або з іншим акумулятором тепла). Не втратили свого значення і активні системи фотоелементів, що функціонують також і при хмарній погоді.

За минуле століття люди навчилися використовувати перегрітий пар вулканічних областей для отримання дешевої геотермальної електроенергії. Ще в 1970-ті роки білоруський академік Олександр Богомолов пропонував використовувати тепло підземних вод. Але тоді цю ідею «списали», тому що вартість нафтопродуктів була дуже низькою. Стакан бензину коштував дешевше склянки газованої води. Тепер вітчизняні вчені радять звернути увагу на енергію підземних вод.

Інтерес до цього виду енергії різко зріс останнім часом, коли з’явилася загроза т. н. «енергетичного голоду». Хоча в останні роки намітилася тенденція до скорочення використання геотермальної енергії. Потужності Геотес у світі до кінця 1990-х рр. скоротилися більш ніж удвічі — до 3.6 млн. кВт. Причина зниження інтересу до геотермальних джерел енергії — труднощі в експлуатації станцій, їх негативний вплив на навколишнє середовище і зростаюча вартість 1 кВт встановленої потужності. До того ж геотермальна енергетика не мобільна, вона територіально прив’язана до джерел, що перебувають часом у важкодоступних, малоосвоєних, переважно гірських районах (за винятком, мабуть, Ісландії). Ще одна складність використання геотермальних вод – їх висока мінералізація. В окремих місцях вона досягає 400 грамів на літр. З-за цього може настати закупорювання свердловин.

Зарубіжний досвід показує, що витрати на будівництво геотермальныъ ЕС спочатку виходять більше. Однак оскільки ця енергія «дармова», пропонована нам самою природою і до того ж відновлювальна, опалення потім стає дешевше в два рази. Для забезпечення екологічної чистоти в технологічній схемі ГеоЭС передбачені система скачування конденсату і сепарата назад в земні шари, а також системи сніготанення та запобігання викидів сірководню в атмосферу. На думку російських вчених, великий прогрес щодо здешевлення та зменшення експлуатаційних витрат буде досягнуто застосуванням в геотермальних турбінах верхнього вихлопу відводу пари

Тим не менш геотермальні ресурси перспективні в використання в північних районах Росії. Геотермальні станції використовують енергію гарячої пари або води, одержуваних з надр Землі. Цей вид відновлюваної енергії широко використовується в світі. Артезіанські басейни термальних вод виявлені в Саяно-Байкальської гірської системи, в Бурятії (тут налічується близько 400 термальних джерел), в Якутії, на півночі Західного Сибіру, Чукотці (тут відомі 13 высокотермальных джерел з сумарним дебітом 166 л/с). Самий «гарячий» район — Курило-Камчатський вулканічний пояс. На Камчатці виявлено 70 груп термальних джерел, 40 з них мають температуру близько 100°С. Тільки найбільш великі джерела дають стільки тепла, скільки можна отримати від спалювання 200 тис. т у.т. Собівартість отримання 4.2 ГДж тепла в системах геотермального теплопостачання Камчатки в 10 разів нижче, ніж в котельнях Петропавловська-Камчатського.

18 серпня 1966 року тут була побудована Паужетская геотермальна станція потужністю 11 тис. кВт з трьома агрегатами, яка використовує енергію паро-гідротермального родовища. Енергоустановка створювалася на Подільському турбінному заводі Працює дуже надійно. І це не дивлячись на те, що вона знаходиться в районі, де часто відбуваються землетруси. Нещодавно введена в дію Верхньо-Мутновская геотермальна станція забезпечуючи більш чверті потреби області в електроенергії. Роботою геотермальної станції будуть керувати оператори з Москви за допомогою супутника. Для цього німецька фірма Siemens розробила комплекс. Така система буде першою за рахунком в Росії та третьою у світі. Потужність Мутновского родовища оцінюється в 300 мегават, а загальний геотермальний потенціал Камчатки ще значніше. Але поки в конкретних планах розглядається тільки розширення раніше введених геотермальних станцій (Паужетская, Верхньо-Мутновская). Так, планується розміщення на них нових енергоустановок на основі бінарного циклу – коли гаряча термальна вода використовується повторно для вироблення додаткової електроенергії, що, до речі, на Мутновке дозволить збільшити потужність станції на 20 мегават.

Хоча в наші дні розміри Паужетской геотермальної станції на Камчатці поки ще невеликі, можливості таких станцій відкривають величезні перспективи. За роки свого існування Паужетская геотермальна станція була прибутковою завжди, незалежно від величини тарифів. Сьогодні цей енергетичний вузол відпускає енергію за найнижчими в області тарифів. І при цьому станція залишається самоокупною і самодостатньою. Середній тариф на електроенергію становить 1 гривню 40 копійок. Електроопалення для населення коштує 75 копійок за 1 кВт/год. У найближчі роки планується створити каскад станцій, потужністю до 300 МВт. Цікавий факт – в недалекому майбутньому на Паужетской геотермальної станції буде встановлена турбіна, знята з утилізованої підводного човна. Її напрацювання на підводному човні склала менше року. Хоч човен була в строю кілька років, але за ходовим годинах ресурс турбіни використаний дуже мало. Була проведена серйозна підготовча робота: обстеження обладнання із залученням проектувальника з заводу-виробника, виконаний проект реконструкції цієї турбіни для геотермального енергоносія. Центр по утилізації озброєння виконав підгонку під інші параметри. А чи надовго вистачить природного джерела енергії для функціонування Паужетки? При роботі у нинішньому режимі, за прогнозами фахівців, запасів Паужетского родовища вистачить як мінімум років на 30. Якщо знайти засоби і провести додаткову розвідку, приблизно в двох кілометрах на південь, то потужність паро-гідротерм складе 30 мегават. Можливо, весь цей обсяг і поки не буде потрібно, але цілком можна нарощувати потужності станції.

Сьогодні геотермальну альтернативну енергію використовують у 40 країнах світу. У Швейцарії 10 тисяч теплоносіїв забирають тепло з-під грунту. Сотні тисяч кіловат дають станції районів Лардерелло в Італії, Вайракей в Новій Зеландії. Третину електроенергії для Сан-Франциско також дають геотермальні станції. Сьогодні потужність канадських Геотес досягла 0.7 млн. кВт. Поляки почали займатися геотермальною енергією десять тому. У Польщі є вже чотири геотермальні станції. Одна з них, в курортному Закопане. У Литві вся Клайпеда забезпечується гарячою водою з допомогою геотермальної станції.

В Японії за допомогою геотермальної енергетики розтоплюють сніг на дорозі. Геотермальна енергетика в Японії займає значне місце – її частка складає 21 %. Основним стримуючим фактором для розвитку стали екологічні рухи. Це пов’язано з тим, що станції розташовані в природних парках і подальший їх розвиток утруднено небезпекою завдати шкоди охоронюваним і заповідним територіям. Ядерні станції дають 35% загального енерговиробництва, що працюють на природному газі – 24%. У нас максимум споживання електроенергії припадає на зимові, самі холодні місяці, а в Японії – на літо, коли з-за спеки основне споживання електроенергії пов’язано з роботою устаткування, що виробляє холодне повітря.

Але далі всіх у використанні геотермальних ресурсів просунулася Ісландія. Наприклад, столиця Ісландії Рейк’явік з 1943 року використовують геотермальні води для обігріву будинків, установ, магазинів і фабрик. Встановлена потужність всіх ісландських геотермальних станцій ще в 1988 р. становила 39 МВт.

За останні 200 років концентрація ртутних парів у атмосфері підвищилася більш ніж у три рази. Сталося це в результаті спалювання міських відходів і деяких сортів вугілля, в яких міститься ртуть. Ми зацікавлені у розвитку нетрадиційних джерел енергетики для зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу.

Короткий опис статті: альтернативна енергія Питання екології дедалі сильніше впливають на наше життя. Як відомо, здоров’я людини на 20% залежить від екології, це більше, ніж від рівня альтернативна енергія

Джерело: Альтернативна енергія | Альтернативна Енергетика

Також ви можете прочитати