Нетрадиционные источники энергии на Украине и в Крыму

Нетрадиционные источники энергии на Украине и в Крыму

Введение

В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к

использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных

возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Ведется бурная дискуссия о

выборе путей развития энергетики. Это связано, прежде всего, с растущей

необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого процесса являются происходящие изменения в

энергетической политике стран со структурной перестройкой топливно-

энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией,

складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие и

ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в

жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается число международных симпозиумов,

конференций и встреч ученых и специалистов, рассматривающих состояние и

перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями,

входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими

межправительственными и неправительственными международными

организациями. Выделяются значительные средства на работы в области НВИЭ

из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития,

Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение

окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии

значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с

новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра,

текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть

которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время на производство тепла и электричества расходуется

ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей

нефти, сжигание которых сильно засоряет атмосферу Земли.

Опыт.

В 1990 г. первое место по объему бюджетных ассигнований на НИОКР в

области НВИЭ сохранялось за США, второе – у Японии, у германии – третье,

далее следуют Италия, Испания, Великобритания и Нидерланды. Отмечается

также некоторая смена приоритетов в отношении к различным видам НВИЭ.

Первое место принадлежит теперь солнечной энергетике, второе –

биоэнергетике, которая несколько оттеснила ветроэнергетику. Последнее

объясняется тем, что многие ветроэнергетические проекты не доведены до

промышленной и коммерческой стадии. Третье место осталось за

геотермальной энергетикой.

В «Белой книге» ООН (1992 г.), посвященной роли НВИЭ приведена оценка

удельных затрат на строительство энергетических установок на

нетрадиционных возобновляемых источниках энергии.

Ожидаемая стоимость в долларах 1 квт установленной мощности в 1998 г.

оценивается: для ТЭС на угле мощностью 300 МВт – 2283, для группы

ветроустановок мощностью 75 МВт – 1434. Для электростанций на биомассе

мощностью 40 МВт – 7085, ГеоТЭС мощностью 113 МВт – 1527, солнечные

электростанции модульного типа мощностью 30 МВт – 4497, фотоэлектрические

станции мощностью 100 МВт – 3800 МВт – 4200. Доля НВИЭ в мировом топливно-

энергетическом балансе мира в 1985 г. составила 17,6%, в том числе

гидроэнергия 5,8% (доля среди НВИЭ 33%), биомасса из природных

источников и энергетических плантаций – 10,3% (58% всех НВИЭ), отходы

сельского хозяйства – 1,2%. Ожидается, что к 2000 г. вклад НВИЭ возрастет

до 4807 млн. т. условного топлива, при этом гидроэнергия составит 26%,

солнечная энергия 6%, древесное топливо 49%, отходы 15%, энергия ветра

1,8%. К 2020 г. при общем потреблении НВИЭ примерно 6944 млн. т.

условного топлива, доля различных источников составит соответственно 25;

9,6; 42 и 13,3%.

Учитывая все более обостряющиеся проблемы защиты окружающей среды,

сделана попытка оценки предельных значений возможного использования

энергии. В одном из прогнозов отмечается, что для предотвращения

катастрофического загрязнения окружающей среды и сохранения разнообразия

биологических вдов на Земле потребление энергии на одного человека в

среднем не должна превышать 80 ГДж/год.

В настоящее время в США оно составляет 280, в Великобритании 150 ГДж.

В одном из прогнозов, разработанных в Испании, проведена оценка

возможного потенциала использования НВИЭ в мире. Технический

гидропотенциал мира оценен в 1350 ГВт.

По прогнозу развития использования НВИЭ, выполненному в США

указывается, что ресурсы НВИЭ в США более чем в 500 раз превышают объемы

их потребления и более чем в 10 раз ресурсы органического и ядерного

топлива.

К 2030 г. НВИЭ могут дать энергию, эквивалентную 50-70 современного

уровня потребления энергии. НВИЭ, преимущественно биомасса и

гидроресурсы, удовлетворяют сейчас примерно 20% мировой потребности в

энергии, а энергия биомассы – 35% энергетических потребностей

развивающихся стран.

Гидроэнергия и биомасса удовлетворяют более 50% энергетических

потребностей Норвегии. В промышленно развитых странах потребность в

низкотемпературном тепле составляет 30-50% общей потребности в энергии, а

в развивающихся странах – еще больше. Через несколько десятилетий с

помощью солнечной энергии будет производиться нагрев почти всей

требующейся воды, а пассивные системы отопления и охлаждения зданий

снизят потребность в энергии для этих целей примерно на 80%.

На Кипре, в Израиле , Японии и Иордании 25-65% потребности в горячей

воде обеспечивают гелиотермические установки.

В конце 1989 г. мощность электрогенерирующих установок в странах ЕС

на НВИЭ составила 1718 МВт. Например, в Португалии мощность установок на

биомассе составила 201 МВт, на городских и промышленных отходах в

Германии – 194, В Нидерландах - 164 МВт. В Италии мощность геотермальных

установок составила 521 МВт (всего в странах ЕС 559 МВт). Франция –

единственная страна, обладающая крупной электростанцией 240 МВт. Дания

обладает 77% (253 МВт ) всех ветроустановок ЕС, Нидерланды – 40 МВт.

В странах ЕС реализовалась третья четырехлетняя программа в области

НВИЭ (1990 – 1994 гг.), принципиальной целью которой являлось повышение

конкурентоспособности Европейской промышленности высоких технологий на

мировом рынке, в сравнении с промышленностью США и Японии.

Важнейшим достижением первых двух программ НИОКР были признаны

разработка проекта солнечной электростанции башенного типа, строительство

15 гелиоэнергетических установок мощностью 30 – 300 кВт внедрение

технологий по использованию энергии биомассы и геотермальной энергии.

В мире эксплуатируется свыше 100 тыс. ветроэнергетических установок

общей мощностью 2500 МВт, в том числе более 16 тыс. в США.

Согласно прогнозу МИРЭС, на долю НВИЭ в 2020 г. будет приходиться

1150 – 1450 млн. т условного топлива (5,6 – 5,8% общего

энергопотребления).При этом прогнозируемая доля отдельных видов НВИЭ

составит: биомасса – 35%, солнечная энергия – 13%, гидроэнергия – 16%,

ветроэнергия – 18%, геотермальная энергия – 12%, энергия океана – 6%.[5]

СИТУАЦИЯ НА УКРАИНЕ И В КРЫМУ.

Трудно переоценить влияние, которое оказывает энергетическая сфера на

жизнедеятельность населения и национальную безопасность Украины.

После нефтяных кризисов 1973 и 1979 гг. и особенно после

Чернобыльской катастрофы, ограничившей развитие атомной энергетики,

взгляды специалистов на энергетическую отрасль несколько изменились. По

их мнению, энергетический кризис, который переживает Украина в настоящее

время, связан, в первую очередь, с недостатком собственных топливно-

энергетических ресурсов (ТЭР), который приходится выполнять за счет

импорта угля, нефти и природного газа, а также неэффективностью их

использования на местах потребления.

Несмотря на некоторые положительные сдвиги (снижение инфляции,

создание финансовой банковской системы и наметившийся рост производства в

отдельных отраслях), экономика и энергетика Украины в 1996 — 1997 гг.

продолжали оставаться в кризисном состоянии. Валовой внутренний продукт

(ВВП) в 1996г. вновь уменьшился. В 1997г. его объем снизился по сравнению

с 1996 г. еще на 9%.

Объемы производства и добычи энергоресурсов в Украине изменились

незначительно. Добыча угля в 1996г. увеличилась по сравнению с 1995г. на

9,2% и составила 2101,5 ПДЖ, природного газа – на 1,6% и достигла 630,9

ПДж, производство электроэнергии снизилось на 0,7% и составило 192,6

ТВт.ч.

Как и в предыдущие годы, в 1996 — 1997 гг. наблюдались такие

негативные явления, как низкая эффективность управления экономикой,

кризис платежей между предприятиями и задолженность по заработной плате,

большой удельный вес теневой экономики. Темпы снижения уровней ВВП выше,

чем темпы уменьшения потребности в энергоресурсах, что определяет

ухудшение показателей эффективности энергоиспользования.

В настоящее время кризисное состояние отраслей энергетики

характеризуется в первую очередь большими задолженностями потребителей по

оплате угля, газа, нефтепродуктов, электрической и тепловой энергии.

Только за электроэнергию задолженность составляет свыше 2,5 млрд. долл.

При этом наиболее надежным плательщиком является население, которое

оплатило около 70% потребленной энергии и 80 % стоимости использованного

газа.

Снижение энергопотребления, в том числе природного газа и

электроэнергии, обусловлено главным образом падением производства.

Определенное влияние на уменьшение энергопотребления оказал рост цен на

энергоресурсы. Цена на электроэнергию в 1996г. возросла по сравнению с

1990г. для бытовых потребителей более чем в 20 раз, в промышленности — в

35 раз и составила соответственно 4,4 и 3,5 — 3,8 цента за 1 кВт-ч.

Государство принимает активное участие в регулировании цен на

электроэнергию, в частности, в установлении верхнего предела цены на

электроэнергию, потребляемую в быту. Такое же участие государство

принимало в установлении верхнего предела цены на газ для бытовых

потребителей в 1997 г. До октября 1997 г. оно выплачивало из бюджета 20%-

ную дотацию за газ, потребляемый в быту, при его цене 83 долл. за 1000 м3

(с учетом транспорта газа). Сейчас для бытовых потребителей установлена

цена на природный газ в размере 62 долл. за 1000 м3 при наличии газового

счетчика и 70 долл. при его отсутствии.

Цены на тепловую энергию в 1990 — 1995 гг. менялись значительно чаще,

чем на остальные энергоносители. Особенно выросла цена на тепловую

энергию для бытовых потребителей: так, в 1996 г. она увеличилась в 129

раз по сравнению с 1990 г. В настоящее время средняя цена за 1 Гкал тепла

составляет: для промышленности — 28,9, для бытовых потребителей — 16

долл.

Таким образом, переход к рыночной экономике существенно повлиял на

увеличение цен на энергоресурсы, что осложнило платежную способность

потребителей. Большие задолженности по оплате энергоресурсов отрицательно

сказались на эффективности работы энергетических отраслей и блокировали

их деятельность в направлении дальнейшего развития и модернизации

энергетического оборудования. Более 70% оборудования тепловых

электростанций Украины требуют замены или модернизации, угольная

промышленность нуждается в реструктуризации шахтного фонда, оборудование

гидроэлектростанций Днепровского каскада физически и морально устарело. В

электроэнергетике предусматривается ввод в эксплуатацию по одному блоку

мощностью 1000 МВт на Ровенской и Хмельницкой АЭС, в процессе

модернизации тепловых электростанций намечается использование парогазовых

циклов.

При проведении энергетической политики основные усилия государства

направлены на увеличение доли производства собственных энергоресурсов

(сейчас до 50% топлива импортируется), а также на дальнейшую

диверсификацию источников их импорта. Как уже отмечалось, с падением

объемов производства потребление энергоресурсов существенно снизилось.

Если рассмотреть энергопотребление по отраслям, то видно, что

наиболее значительное снижение потребности произошло в промышленности.

Самые низкие темпы снижения потребности в конечной энергии и природном

газе наблюдаются в бытовом секторе, более того, потребность в

электрической энергии по сравнению с 1990 г. даже несколько возросла.

Прежде чем рассмотреть состояние приватизации энергетики и

возможности прямых зарубежных инвестиций, необходимо проанализировать

структуру энергетики, в частности, таких отраслей, как электроэнергетика

и газовая промышленность. Руководящим и координирующим органом в

электроэнергетике является Министерство энергетики Украины. В его

структуру входят 4 генерирующие компании и 27 региональных

распределительных компаний (25 областных и 2 городских). Вся продажа

электроэнергии потребителям осуществляется через региональные

распределительные компании.

Газовой промышленностью управляет Государственный комитет нефтяной,

газовой и нефтеперерабатывающей промышленности Украины. В его структуру

входят два акционерных общества — "Укргазпром" (добыча, переработка,

транспорт, сбережение газа) и "Укргаз" (реализация газа потребителям). АО

"Укргазпром" состоит из 8 региональных дочерних предприятий, АО "Укргаз"

имеет в своем составе 25 областных и 2 городских региональных организации

по реализации газа потребителям. На газовом рынке Украины существует

также сеть крупных газотрейдеров (их количество меняется ежегодно, в

среднем — 5 — 7 трейдеров). По новым правилам получить лицензию на

поставку в Украину газа может практически каждая фирма при

соответствующем оформлении документов. Упраздняется практиковавшийся в

последнее время территориальный принцип функционирования газового рынка,

при котором вся территория государства была поделена между крупными

газотрейдерами. При такой схеме у потребителей конкретного региона не

было выбора, так как поставщик был практически один.

Процесс приватизации в Украине идет пока недостаточно активно.

Практически приватизированы все малые и средние предприятия, а из крупных

государственных промышленных предприятий приватизировано около 50 %.

Можно отметить две основные причины низких темпов приватизации:

отсутствие эффективных механизмов приватизации, что приводит к

злоупотреблениям и наносит значительный ущерб государству;

существование достаточно сильной оппозиции левых сил в Верховном

Совете и на местах.

Приватизация предприятий энергетического комплекса начата в 1996г.

Сейчас уже приватизировано большинство областных распределительных

компаний в электроэнергетике, при этом предусмотрено, что доля

государства в акциях областных распределительных компаний составит 26 %.

Доля государства в пакетах акций генерирующих компаний определена в

размере 51%.

Практически процесс масштабной приватизации начат только в

электроэнергетике, продвижение в этом направлении в других энергетических

отраслях пока незначительно. Это одна из причин отсутствия прямых

зарубежных инвестиций в энергетику. В настоящее время реализуется

инвестиционный проект по реконструкции гидроэлектростанций р. Днепр

стоимостью 120 млн. долл., из которых доля прямых зарубежных инвестиций

составляет 90 млн. долл. Рассматриваются варианты использования прямых

зарубежных инвестиций в проектах реконструкции Старобешевской, Змиевской

и Криворожской тепловых электростанций, а также в проектах

реструктуризации предприятий угольной промышленности.

Теплоснабжение промышленных и бытовых потребителей основывается на

использовании централизованных теплоисточников, их доля превышает 80%. В

1996г. отпуск тепла потребителям от централизованных источников составил

8 млн. Гкал, или 1013,1 ПДж.

В настоящее время в структуре централизованного теплоснабжения

наибольший удельный вес имеют котельные установки — 62%, доля тепловых

электростанций составляет 33 %, утилизационных установок — 4,8 %,

остальная выработка тепла (0,2%) осуществляется прочими установками.

Тепловая мощность теплоэлектроцентралей составляет 132,8 тыс. ГДж/ч,

котельных - 708,9 тыс. ГДж/ч.

Анализ показывает, что в структуре мощностей ТЭЦ Украины около 40 %

составляет энергетическое оборудование, рассчитанное на низкие и средние

параметры пара (4 и 9 МПа), которое физически устарело и находится в

критическом состоянии. Здесь прежде всего стоит задача вывода этого

оборудования из эксплуатации и перевода ТЭЦ в режим работы котельных.

Количество централизованных котельных мощностью более 84 ГДж/ч

составляет 2780, при этом средняя мощность одной котельной — 255 ГДж/ч.

Следует отметить основные отрицательные моменты систем

централизованного

теплоснабжения в Украине:

низкая надежность транспорта тепла и большие эксплуатационные затраты

(значительно выше проектных) на ремонт тепловых сетей;

недостаточно гибкое регулирование режимов теплоснабжения, что снижает

комфортность и приводит к потерям тепловой энергии;

большой процент физического износа оборудования.

В целом потребление в сфере централизованного теплоснабжения в 1996

г. по сравнению с 1990г. снизилось на 41,2%, при этом с 1996г. отмечался

рост теплопотребления в быту.

Согласно статистике потери тепла при централизованном теплоснабжении

составляют выше 17% общего количества тепловой энергии, передаваемой

потребителям.

При дальнейшем развитии теплоснабжения Украины и техническом

перевооружении всей теплоэнергетики необходимо учитывать два основных

взаимоисключающих фактора: снижение доли централизации в связи с

предполагаемым массовым индивидуальным жилищным строительством, с одной

стороны, и необходимость увеличения удельного веса теплофикационной

выработки электроэнергии в связи с резким удорожанием органического

топлива и возникающими проблемами топливообеспечения — с другой.

Развитие теплофикации предполагает использование новых прогрессивных

технологий:

внедрение парогазовых ТЭЦ с утилизацией тепла по схеме

высокотемпературных и низкотемпературных подогревателей на базе

отечественного и импортного оборудования, в частности, внедрение

парогазовых ТЭЦ по схеме высокотемпературных подогревателей при

внутрицикловой газификации угля на паровоздушном дутье, а также с

парогенераторами с кипящим слоем;

совершенствование паротурбинного цикла путем утилизации тепла

уходящих газов при охлаждении их ниже температуры точки росы;

организация процесса сжигания природного газа с утилизацией тепла,

что позволяет снизить расход газа на 10 — 12% и вредные выбросы — на 50 -

60%.

Украина располагает значительными ресурсами нетрадиционных

возобновляемых источников энергии (солнечная и геотермальная энергия) для

получения тепла. Однако при современном уровне развития техники их

широкое использование затруднено из-за неконкурентоспособности в

сравнении с традиционными источниками, так как государство практически не

вкладывало средства в создание нужных технологий и оборудования.

Вовлечение в энергетический баланс страны ресурсов геотермальной и

солнечной энергии для целей теплоснабжения может обеспечить экономию

органического топлива в размере 3—5%.

Недостаточно используются такие нетрадиционные источники

теплоснабжения, как тепловые насосы. При утилизации теплоты

возобновляемых источников энергии и низкотемпературных вторичных ресурсов

тепловые насосы могут обеспечить до 5% производства тепловой энергии.

Теплонасосные станции мощностью 25 — 100 МВт, способные извлекать

тепловую энергию из больших природных водоемов, систем оборотного

водоснабжения предприятий, стоков городов, могут заменить традиционные

котельные, предотвращая при этом экологический ущерб, наносимый сжиганием

топлива.

Очевидно, что в перспективе доля централизованного теплоснабжения

несколько снизится в связи с увеличением удельного веса

децентрализованных источников, однако роль централизованных источников

тепла останется преобладающей. До начала процесса приватизации около 30%

источников централизованного теплоснабжения находилось в собственности

коммунальной энергетики, а остальные принадлежали отраслевым

министерствам (Минэнерго и другим). Все это была государственная

собственность. В настоящее время более 40% источников централизованного

теплоснабжения является собственностью частных лиц и местной

администрации, предполагается полная передача источников теплоснабжения

из государственной собственности в частную и в собственность местных

органов управления.

Энергетика и другие отрасли экономики оказывают негативное

воздействие на окружающую среду, при этом доля энергетических отраслей

составляет до 60%. Снижение объема выбросов за последние годы связано

главным образом с уменьшением производства электрической и тепловой

энергии, так как отсутствие финансирования не позволило реализовать новые

мероприятия по уменьшению вредных выбросов. В табл. 4 приведены расчеты

эмиссии парниковых газов, выполненные по методике IPCC. Основная доля

выбросов парниковых газов — 86% — приходится на процессы сжигания

различных видов топлива, 14% выбросов образуется в технологических

процессах производства. Мероприятия по уменьшению выбросов парниковых

газов можно систематизировать следующим образом:

реализация мер по снижению потребности в топливе и энергии;

совершенствование индустриальных (технологических) процессов с целью

Страницы: 1, 2, 3, 4