Нетрадиционные источники энергии на Украине и в Крыму

11,59 млн. кВт/ч.

При этом, необходимые капитальные вложения в разработку и

строительство ВЭУ малой мощности составляет соответственно: 4,03; 4,86;

6,57 млн. грн., кроме того стоимость проектно-конструкторских работ за

этот период составляет - 1,4 млн. грн.

Основными направлениями по внедрению ветроагрегатов малой мощности в

Крыму на ближайший период являются:

- проведение маркетинговых исследовании и рекламы;

- государственное экономическое стимулирование производителей и

потребителей ветроэнергетического оборудования малой мощности;

- оказание государственной финансовой поддержки предприятиям для

организации серийного производства ветроагрегатов на территории АРК;

- проведение разъяснительной работы среди населения Крыма о принципах

энергетической эффективности и экономической целесообразности

строительства ветроустановок малой мощности.[3],[8].

Солнце.

Солнечные электростанции. После энергетического кризиса 1973 г.

правительствами стран и частными компаниями были приняты экстренные меры

по поиску новых видов энергетических ресурсов для получения

электроэнергии. Таким источником в первую очередь стала солнечная

энергия. Были разработаны параболо-цилиндрические концентраторы. Эти

устройства концентрируют солнечную энергию на трубчатых приемниках,

расположенных в фокусе концентраторов. Интересно, что в 1973 г. вскоре

после начала нефтяного эмбарго был сконструирован плоский концентратор,

явившийся успехом научной и инженерной мысли. 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. Началось внедрение этих систем в Калифорнии фирмой Луз

(Израиль). Были подписаны контракты с фирмой Эдисон на строительство в

южной Калифорнии серии СЭС. 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). В 1994 г. фирма Луз реорганизована в компанию Солел,

базирующуюся в Израиле, и продолжает успешно работать над созданием СЭС,

ведет строительство СЭС мощностью 200 МВт, а также разрабатывает новые

системы аккумулирования энергии. В период между 1984 и 1990 г. фирмой Луз

было построено девять СЭС общей мощностью 354 МВт. Последние СЭС,

построенные фирмой Луз, производят электроэнергию по 13 центов/(кВт-ч) с

перспективой снижения до 10 центов/(кБт-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). Строительство первой экспериментальной установки с таким

концентратором начато в 1994 г. а Австралийском национальном

университете, мощность установки 2 МВт. Считают, что подобная система

будет создана в США после 2000 г. и она 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.

ОТЭС. В перспективе можно использовать для получения электроэнергии

разность температуры слоев воды в океане, которая может достигать 20°С.

Станции на этой основе (ОТЭС) находятся в разработке. Первый вариант

подобной установки мощностью 5 МВт проектируется в Израиле. Меньшие по

мощности установки действуют в Австралии, Калифорнии и ряде других стран.

Основная сложность перспективы их использования - низкая экономичность и

как следствие отсутствие коммерческого интереса.

Фотоэнергетика. Начиная с 70-х годов правительства индустриальных

стран израсходовали биллион долларов на разработки фотоэлектрических

преобразователей. За последние 10 лет стоимость фотоэлектрических

преобразователей снижалась и в 1993 г. достигла 3,5-4,75 дол/Вт, а

стоимость получаемой энергии 25-40 центов/(кВт/ч). Мировой объем

производства с 6,5 МВт в 1980 г. увеличился до 29 МВт в 1987 г. и в 1993

г. составил более 60 МВт (рис. 2).

[pic]

Рис. 2. Производство фотоэлектрических устройств в мире в 1970-1993

гг.

В Японии ежегодно выпускается 100 млн. калькуляторов общей мощностью

4 МВт, что составляет 7% мировой торговли фотоэлектрическими

преобразователями. Более 20 тыс. домов в Мексике, Индонезии, Южной

Африке, Шри-Ланке и в других развивающихся странах используют

фотоэлектрические системы, смонтированные на крышах домов, для получения

электроэнергии для бытовых целей.

Наилучшим примером использования таких систем является Доминиканская

республика, где 2 тыс. домов имеют фотоэлектрические установки,

сконструированные в последние 9 лет. Стоимость такой установки 2 тыс.

дол.

В Шри-Ланке израсходовано 10 млн. дол на электрификацию 60тыс. домов

с помощью фотосистем. Стоимость установки мощностью 50Вт, включающая

фотопанель, источник света и аккумуляторную батарею, составляет 500 дол.

В будущем стоимость ycтaновки для малых систем будет снижаться,

например установки с люминесцентными лампами. В Кении в течение последних

лет 20 тыс. домов электрифицировано с помощью фотосистем по сравнению с

17 тыс. домами, где за это же время введено централизованное

электроснабжение. В Зимбабве за счет кредита в 7 млн. дол, выделенного в

1992 г., будет электрифицировано 20 тыс. домов в течение 5 лет. Мировым

банком выделен кредит в 55 млн. дол. для электрификации 100 тыс. домов в

Индии фотосистемами. В США стоимость 1 км распределительных электросетей

составляет 13-33 тыс. дол. Контракт на установку мощностью 500 МВт,

включающую электроснабжение дома, освещение, радио, телевидение и

компьютер, составляет не менее 15 тыс. дол. (включая аккумуляторную

батарею). Уже имеется 50 тыс. таких установок в городах и ежегодно

строится около 8 тыс. установок. Среди индустриальных стран кроме США

также лидируют в использовании фотосистем в домах Испания и Швейцария.

Если даже ежегодно в мире будет снабжаться фотосистемами 4 млн. домов

(1% тех, что электрифицируются ежегодно), то общая установленная мощность

фотосистем составит всего 200 МВт, что в 4 раза меньше мирового

производства их в 1993 г. Если производство фотосистем достигнет ежегодно

1% общей продажи энергии в мире, то их производство по сравнению с

современным уровнем должно возрасти десятикратно, а увеличение до 10%

этой продажи приведет к стократному росту производства фотосистем.

Для успешного внедрения фотосистем их удельная стоимость должна быть

снижена в 3-5 раз прежде, чем появятся крупные энергосистемы.

Половина продажи кремния приходится на монокристаллы,

поликристаллическая модификация также имеет большое будущее. Большое

будущее будут иметь тонкопленочные системы, в частности на основе

аморфного кремния. Некоторые образцы фотоэлектро-преобразователей на

основе аморфного кремния имеют КПД 10%, удельную стоимость 1 дол/Вт,

стоимость получаемой электроэнергии 10-12 центов/(кВт/ч) - это ниже, чем

была ее стоимость в 1993 г. Имеется перспектива снижения стоимости к 2000

г. до 10 центов/(кВт /ч) и до 4 центов/(кВт /ч) к 2020 г.

Итак, фотоэнергетика может стать ведущим источником энергии мировой

большой индустрии. Это подтверждают сделанные в 1994 г. разработки,

считают эксперты. В результате создания новых технологий и повышения

технического уровня продукции может быть преодолен барьер для внедрения

фотоэлектрических систем, связанный с высокой их стоимостью. Так, по

инициативе корпорации Енрон ведется разработка фотоэлектрической станции

мощностью 100 МВт для строительства в Неваде, на которой стоимость

вырабатываемой электроэнергии составит 5,5 цента/(кВт/ч).[1]

Солнечная энергия является наиболее мощным и доступным из всех видов

нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в Крыму. Солнечное

излучение не только неисчерпаемый, но и абсолютно чистый источник

энергии, обладающий огромным энергетическим потенциалом.

В реальных условиях облачности, годовой приход суммарной солнечной

радиации на территории Крымского региона находится на уровне 1200-1400

кВт ч/м2.

При этом, доля прямой солнечной радиации составляет: с ноября по

февраль 20-40 %. с марта по октябрь - 40-65%, на Южном берегу Крыма в

летние месяцы - до 65-70%.

В Крыму наблюдается также наибольшее число часов солнечного сияния в

течение года (2300-2400 часов в год), что создает энергетически

благоприятную и экономически выгодную ситуацию для широкого практического

использования солнечной энергии.

В то же время, источник имеет довольно низкую плотность (для Крыма до

5 ГДж на 1 м2 горизонтальной поверхности) и подвержен значительным

колебаниям в | течение суток и года в зависимости от погодных условий,

что требует принятия дополнительных технических условий по

аккумулированию энергии.

Основными технологическими решениями по использованию энергии

являются: превращение солнечной энергии в электрическую и получение

тепловой энергии для целей теплоснабжения зданий.

Прямое использование солнечной энергии в условиях Крыма, для выработки в

настоящее время электроэнергии, требует больших капитальных вложений и

дополнительных научно-технических проработок.[8]

В 1986 г. вблизи г. Щелкино построена первая в мире солнечная

электростанция (СЭС-5) мощностью 5 тыс. кВт. К 1994 г. она выработала

около 2 млн. кВт.час электроэнергии. Эксперимент с СЭС показал реальность

преобразования солнечной энергии в электрическую, но стоимость

отпускаемой электроэнергии оказалась слишком высокой, что в условиях

рыночной экономики является малоперспективным.

В настоящее время ПЭО "Крымэнерго" обосновало применение в Крыму

солнечно-топливных электростанций, являющихся СЭС второго поколения с

более высокими технико-экономическими показателями. Такую электростанцию

планируется построить в Евпатории. Сегодня солнечная энергетика получила

широкое развитие в мире. Мировым лидером по строительству СЭС является

амери-канско-израильская фирма "Луз", сооружающая станции мощностью 30-80

МВт, на которых используется принципиально новая технология с

параболоциливдрическими концентратами солнечного излучения. Себестоимость

вырабатываемой ими электроэнергии ниже, чем на атомных

электростанциях.[9]

Перспективность применения фотоэлектрического метода преобразования

солнечной энергии обусловлено его максимальной экологической чистотой

преобразования, значительным сроком службы фотоэлементов и малыми

затратами на их обслуживание. При этом простота обслуживания, небольшая

масса, высокая надежность и стабильность фотоэлектропреобразователей

делает их привлекательными для широкого использования в Крыму.

Основными задачами по широкому внедрению фотоэлектрических источников

питания являются:

- разработка научно-технических решений по повышению КПД

фотоэлементов;

-применение высокоэффективных фотоэлементов с использованием

концентраторов солнечного излучения.

Техническая подготовленность отечественных предприятий на Украине

позволяет освоить производство фотоэлектрических источников питания на

суммарную установленную мощность до 100 МВт.

Мощность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии,

внедряемых в Крыму к 2010 г., может составить до 3,0 МВт, что может

обеспечить экономию топлива до 1,7 тыс т у.т. в автономных системах

энергообеспечения.

Солнечная энергия в Крыму может использоваться не только для

производства электроэнергии, но и тепла. Это реально при широком

распространении в республике солнечных батарей (коллекторов), легко

сооружаемых и высокорентабельных. Разработкой и изготовлением солнечных

коллекторов новой конструкции занимаются ГНПП «Гелиотерн», «Крымэнерго»

(пос. Утес) и трест «Южстальмонтаж» (г. Симферополь). Горячее

водоснабжение от солнца (коллекторов) сбережет дефицитное органическое

топливо и не будет загрязнять воздушный бассейн. В настоящий же период

80% тепловой энергии производят более трех тысяч котельных, которые не

только сжигают огромное количество органического топлива, по и

существенно повышают концентрацию газопылевых загрязнений воздушной

среды.

Для успешного внедрения экологически чистых систем солнечного

теплоснабжения, повышения надежности их функционирования необходимо:

• разработать и внедрить в производство на предприятиях Крыма

различные виды энергетически эффективных солнечных коллекторов с

улучшенными теплотехническими характеристиками, отвечающими современному

зарубежному уровню, в частности: с селективным покрытием, вакуумные,

пластмассовые для бытовых нужд, воздушные для нужд сельского хозяйства;

• довести выпуск солнечных коллекторов к 2010 г. до 3-5 тыс. штук в

год, что эквивалентно замещению годового использования топлива - 0,35 -

0,65 тыс. т у.т.;

• увеличить в 2-3 раза выпуск высокоэффективных теплообменников для

солнечных установок;

• обеспечить достаточную постановку запорной и регулирующей арматуры,

приборов для автоматизации технологических процессов.

Реализация этих предложений позволяет создать в Крыму собственную

промышленную индустрию по выпуску основного специализированного

оборудования для комплектации и строительства установок по использованию

солнечной энергии.

Наиболее перспективными направлениями солнечного теплоснабжения на

ближайшую перспективу (до 2010 г.) являются:

• солнечное горячее водоснабжение индивидуальных и коммунальных

потребителей сезонных объектов (детские, туристические, спортивные

лагеря, объекты сана-торно-курортной сферы, жилых и общественных зданий);

• пассивное солнечное отопление малоэтажных жилых домов и

промышленных сооружений, главным образом, в сельской местности и Южном

берегу Крыма;

• использование солнечной энергии в различных сельскохозяйственных

производствах (растениеводство в закрытых грунтах, сушка зерна, табака и

других сельхозпродуктов и материалов);

• применение низкопотенциальной теплоты, полученной на солнечных

установках, для разнообразных технологических процессов в различных

отраслях промышленности (для пропарки при производстве железобетонных

изделий и др. целей).

Экономия топлива на отопительных котельных от внедрения этих

установок может составить к 2000 г. - 4,01 тыс. т у.т., за период 2001-

2005 г. - 6,5 тыс. т у. т. и за период с 2006 по 2010 г. - 11,66 тыс т

у.т.

Дополнительная выработка электроэнергии от работы солнечных

фотоэлектрических преобразователей батарей может составить к 2000 г. -

0,30 млн. кВт. ч., за период с 2001 по 2005 г. - 0,72 млн. кВт. ч., за

период с 2006 по 2010 гг. - 1,8 млн. кВт. ч.

Для реализации программы к 2010 г. промышленность Крыма должна

обеспечить производство солнечных коллекторов до 3,5 - 4,0 тыс. штук

ежегодно.[8]

Геотермальная энергия.

За прошедшие 15 лет производство электроэнергии на геотермальных

электростанциях (ГеоТэс) в мире значительно выросло. Работы по изучению

геотермальных источников и созданию прогрессивных систем для извлечения и

практического использования геотермальной энергии ведутся в Украине и

многих зарубежных странах. В последние два десятилетия выполнялись

обширные программы научно-исследовательских, опытно-конструкторских и

техноло-гических работ в этом направлении. Накоплен также определенный

опыт создания и многолетней эксплуатации опытно-промышленных и

промышленных геотермальных установок различного назначения.

В течение последних 5-10 лет в Украине ограниченными средствами

велись работы по изучению геотермических условий недр и оценке

геотермальных ресурсов, как для всей территории, так и для отдельных ее

регионов, площадей и месторождений. По результатам этих работ построены

геотермические карты, оценены ресурсы термальных вод и геотермальной

энергии, содержащейся в «сухих» горных породах.

Районами возможного использования геотермальной энергии в Украине

являются Закарпатье, Крым, Предкарпатье, Полтавская, Харьковская,

Донецкая, Луганская, Херсонская, Запорожская области и некоторые другие.

Обобщение и анализ мирового опыта использования геотермальной энергии

показывает, что по масштабам использования теплоты недр Украины

существенно отстает от многих зарубежных стран. Одной из основных причин

является отсутствие достаточного экономичных и эффективных технологий

извлечения и использования низкотемпературных теплоносителей.

Разработка и освоение интенсивных технологий извлечения теплоносителя

и создания эффективных систем использования теплоты недр является главной

научной и инженерно-технической проблемой энергетики. Без создания таких

технологий и установок нельзя рассчитывать на широкомасштабное

использование этого энергоисточника.[5]

Согласно данным Государственного комитета Украины по геологии и

использованию недр, основанных на результатах геологоразведочных работ,

выполненных в 1970-1979 гг. на территории Крымского региона,

установленные потенциальные ресурсы подземных геотермальных вод

составляют до 27 млн. куб. м в сутки. Потенциал этого источника

достаточен для работы энергетических установок мощностью до 35-40 МВт,

которые могут произвести до 150 млрд. кВт. ч. тепловой энергии в год.

Техническая возможность на современном этапе развития научных

достижений, позволяет достичь в ближайшие 15 лет до 10-15 % использования

этого потенциала и получить до 15 млрд. МВт. ч. дополнительной тепловой

энергии для целей теплоснабжения в северных и северо-западных районах

Крыма.

Наибольший потенциал геотермальной энергетики выявлен в районах

Тархан-кутского и Керченского полуостровов.

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.

Основные перспективные направления использования геотермальной

энергии в Автономной Республики Крым и технические решения по их

реализации определены и разработаны институтом технической теплофизики

Национальной Академии наук (НАН) Украины. В настоящее время доведены до

опытно-промышленной и промышленной стадии внедрения следующие технологии

и установки по использованию геотермальной энергии:

— системы геотермального теплоснабжения населенных пунктов,

промышленных, сельскохозяйственных, социальных, коммунально-бытовых и др.

объектов;

— геотермальные электростанции;

— системы тепло- и хладоснабжения с подземными аккумуляторами

теплоты;

— геотермальные сушильные установки для сушки различной сельхоз-

продукции, лекарственных трав и др.;

— геотермальные холодильные установки;

— системы геотермального теплоснабжения теплиц.

В то же время, для широкого развития геотермальной энергетики в Крыму

требуется проведение первоочередных научных и технических работ в

следующих направлениях:

. обоснование ресурсо-сырьевой базы; составление кадастров

перспективных месторождений, перечень скважин, которые показывали

наличие геотермальных ресурсов; постановка задач по организации

поисковых геологоразведочных работ;

. обоснование возможности и определение целесообразности создания

промышленных теотермальных электростанций установленной мощностью

от 10 до 100 МВт;

- разработка обоснований, проектирование и создание сети

геотермальных энергоустановок небольшой мощности (0,5-3,0 МВт), которые

бы работали на основе эксплуатации отдельных высокопродуктивных скважин

на маломощных месторождениях и максимальной унификацией оборудования

(создание блочно-модульных установок заводской подставки);

- обоснование возможности и целесообразности создания систем и

установок для комбинированного использования геотермального тепла

(от70°С) и органического топлива и строительства специальных ГеоТЭЦ на

перспективных месторождениях;

- обоснование создания систем геотермального теплоснабжения крупных

населенных пунктов в перспективных районах мощностью 10-100 МВт;

- привлечение в топливно-энергетический комплекс Крыма тепловых

геотермальных ресурсов, имеющихся на действующих нефтегазовых

месторождениях с использованием существующего и вводимого фонда скважин и

действующего оборудования, создание сети мелких установок геотермального

теплоснабжения и горячего водоснабжения мощностью 1-5 МВт с

использованием отдельных высокопродуктивных скважин, а также создание

систем и установок за пределами нефтяных и газовых месторождений;

- создание технологий и оборудования для привлечения тепла «сухих»

горных пород и строительство на их основе систем геотермального

теплоснабжения.

Общая экономия котельно-печного топлива в Крыму за счет использования

геотермальной энергии позволит сэкономить к 2000 г. - 33,8 тыс. т у.т. .

за период 2001-2005 гг. - 73,6 тыс. т у.т. и за период с 2006 по 2010 г.

- 135,6 тыс. т у.т.

При этом необходимые капитальные вложения в реализацию этих

технологий составляют соответственно - 6,68; 10,55; 13,58 млн. грн.,

кроме того, затраты на научно-исследовательские и проектно-

конструкторские работы до 2010 г. могут составить до 3,4 млн. грн.

Институтом технической теплофизики НАН Украины проработаны также

технические предложения по строительству в Крыму опытно-экспериментальной

Тарханкутской геотермальной электростанции, общей суммарной мощностью до

180 МВт. Введение в действие Тарханкутской ГеоТЭЦ позволит получать

дополнительно 760-1010 млн. кВт/ч. электроэнергии в год. Однако,

предварительные оценки стоимости строительства ГеоТЭЦ показывают, что

необходимые капитальные вложения составят 547-600 млн грн. (295-323 млн.

долларов США), что требует привлечения отечественных и зарубежных

инвесторов.

Таким образом, использование теплоты геотермальных вод представляет

пока еще определенную сложность, связанную со значительными капитальными

затратами на бурение скважин и обратную закачку отработанной воды,

создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудования. Поэтому,

основными направлениями развития геотермальной энергии на ближайшую

перспективу будут являться:

- разведка месторождений, оценка ресурсов, подготовка базы для

ГеоТЭЦ;

- строительство установок по утилизации теплоты на существующих

геотермальных скважинах для теплоснабжения близлежащих населенных

пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов;

- создание коррозийностойкого специального тепломеханического

оборудования;

- организация предприятия по добыче и утилизации отработанного

горючего теплоносителя,

- создание установок по использованию низкопотенциальной теплоты

подземного грунта и подземных вод из источников, залегающих на глубине до

150 м, которые имеют постоянную температуру среды до 20 С.[8]

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.

Однако, в развивающихся странах этот вид энергоресурсов составляет в

среднем 20%. При этом в ряде стран Африки использование биомассы для

энергетических целей равно примерна 60% общего энергопотребления, в

азиатских странах- 40%, в странах Латинской Америки 0 до 30% и в ряде

стран Европы, Ближнего Востока и Скверной Африки до 10%.

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.

Указанное особенно важно в странах с тропическим климатом и в крупных

городах, где проблема ликвидации и одновременно энергетического

использования отходов играет особенно важную роль. За прошедшие 10 дет

только три страны – США, Дания и Швеция довели производство

электроэнергии но установках, использующих биомассу отходов до 400 МВт.

Значительное развитие получила переработка биомассы, основанная на

процессах газификации, теролиза и получения жидких топлив. Начиная с 1980

г. ежегодное производство этанола достигло, например в Бразилии, 10

млн.л.

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.[5]

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.

Получение промышленного биогаза растительного и животного

происхождения возможно за счет их сбраживания (метанового брожения) с

получением метана и обеззараженных органических удобрений. Теплотворная

способность 1 куб. м биогаза, состоящего из 50-80% метана и 20-50%

углекислого газа, равна 10-24 МДж и эквивалентна 0,7-0,8 кг условного

топлива.[8]

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 получения

биогаза из мусора с использованием его в основном для производства

электроэнергии и тепла суммарно мощностью сотни МВт. Решается вопрос

возврата для использования под застройку земель после извлечения газа.

Создана модульная биоэнергетическая установка «КОБОС». С ее помощью могут

быть переработаны отходы фермы крупного рогатого скота на 400 голов и

свинофермы на 3000 голов. Комплекс оборудования обеспечивает подготовку,

транспортировку, сбраживание навозной массы, сбор биогаза и управление

процессом .

Биогаз частично сжигается в топках котлов, подогревающих техническую

воду, частично подается в дизель-генератор. Перебродившая навозная масса

используется в качестве полноценного органоминерального удобрения. Выход

биогаза составляет 500 м куб/сут.

ВИЭСХом разработан анаэробный биофильтр, предназначенный для

производства биогаза из сточных вод сельскохозяйственного производства и

коммунального хозяйства, пищевой и микробиологической промышленности.

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.[5]

Биогаз с высокой эффективностью может трансформироваться в другие

виды энергии, при этом коэффициент его полезного использования в качестве

топлива на газогенераторах может составлять до 83%. Производство биогаза

в некоторых зарубежных странах уже заняло ведущее положение в

энергетическом балансе сельскохозяйственного производства.

Автономная Республика Крым располагает достаточными ресурсами

органических отходов, обладает необходимым научным и техническим

потенциалом для разработки и создания современного оборудования для

превращения биомассы в газообразное топливо.

Мощная установка по переработке птичьего помета используется на

птицефабрике «Южная» Симферопольского района. Производительность ее по

помету естественной влажности 110 т/сут., по производству биогоза – 3500

м куб./сут.

Гелиобиогазовая установка для переработки свиного навоза действует в

колхозе «Большевик» Нижнегорского района. Она позволяет перерабатывать до

115 т. свиного навоза в сутки.

Для развития биоэнергетики в Крыму с целью получения биогаза и

высококачественных удобрений необходимо:

- разработка инновационных проектов на строительство биогазовых

установок в населенных пунктах на предприятиях сельскохозяйственной

промышленности;

- создание экономического механизма, стимулирующего научно-

технические и проектно-конструкторские работы в данной области;

- производство и внедрение необходимого соответствующего

технологического оборудования.

Комплексной научно-технической программой развития нетрадиционных

возобновляемых источников энергии в Крыму до 2010 г. было предусмотрено

строительство двух установок по получению и использованию биогаза на

городских очистных сооружениях и 9 установок по комплексному

использованию сельскохозяйственных отходов в хозяйствах Крымского

региона.

Необходимые капитальные вложения для их реализации составят до 2000

г. -0,4 млн грн., за период с 2001 по 2005 г. - 1,5 млн. грн. и за период

с 2006 по 2010 г. -1,5 млн. грн.

Затраты на научно-исследовательские и проектно-конструкторские

разработки составят-0,35 млн. грн.

При этом, за счет работы биогазовых установок, может быть получена

экономия топлива до 2000 г - 0,05 тыс. т у.т., за период с 2001 по 2005

г. - 1,4 тыс. т у.т. и за период с 2006 по 2010 г. - 3.15 тыс. т у.т.[8]

5.6. Малая гидроэнергетика

В республике практически не используется энергия малых рек. Хотя,

как показывают расчеты, выполненные на географическом факультете

Симферопольского госуниверситета профессором Л. Н. Олиферовьм и доцентом

В. Б. Кудрявцевым, в Крыму имеется большое количество рек с расходом воды

2 м/сек, достаточным для работы турбины, на которых можно установить

каскад микроГЭС. Турбины малой мощности (опытные образцы) уже изготовлены

и ждут своего внедрения. МикроГЭС — это экологически чистые предприятия,

они могли бы снабжать электроэнергией туристские предприятия горного

Крыма, службы заповедников и другие удаленные точечные объекты.[9]

Освоение потенциала малых рек и использование свободного напора в

существующих системах водоснабжения и канализации городов Крыма с

использованием установок малой гидроэнергетики помогает решить проблемы

улучшения энергоснабжения многочисленных потребителей и их экологической

безопасности.

К объектам малой гидроэнергетики относятся мини-ГЭС - мощностью до

100 кВт, микро-ГЭС - до 100 кВт и собственно малые ГЭС - 15-25 МВт.

Общая устанавливаемая мощность малых гидроэлектростанций в Крыму

может составить около 6900 кВт, в том числе на : Чернореченском

водохранилище - 3200 кВт, Партизанском - 250 кВт, Межгорном - 730 кВт,

Ялтинской системе - 2100 кВт, Феодосийском водохранилище - 170 кВт,

канализационных очистных сооружениях Феодосии - 200 кВт, Керчи - 250

кВт.

Внедрение данных энергосберегающих мероприятий позволит сократить на

25 -80% потребление электроэнергии на существующих инженерных сооружениях

и сетях жилищно-коммунального хозяйства Автономной Республики Крым и

улучшить экологическую обстановку в санаторно-курортных зонах Крыма.

Эксплуатация малых ГЭС в Крыму дает возможность дополнительно

производить до 5 млн кВт/ч электроэнергии в год, что эквивалентно

ежегодной экономии до 1,5 тыс. т дефицитного органического топлива.

Необходимые капитальные вложения составят к 2000 г. - 1 млн. грн., за

период 2001 по 2005 г. - 1,4 млн. грн. и за период с 2006 по 2010 г. -

1,37 млн. грн.; затраты на научно-технические и проектно-конструкторские

разработки составят 0,38 млн. грн. К основным направлениям развития малой

гидроэнергетики в Крыму следует отнести:

1. установку на малых реках свободнопотоковых микро-ГЭС мощностью от 0,5

до 5,0 кВт;

2. проведение работ по созданию атласа малых рек Крымского региона с

определением сезонных расходов воды, скорости течения на разных

уровнях высоты паводков и др. данных;

3. уточнение потенциала гидроэнергетических ресурсов малых рек и

существующих инженерных гидросооружений для строительства микро-ГЭС;

4. разработку инвестиционных проектов по строительству объектов малой

гидроэнергетики;

5. разработку системы государственного стимулирования внедрения установок

малой гидроэнергетики.[8]

Волновая энергия.

Основной источник возобновляемой энергии – солнце. Второй по величине

– Мировой океан, являющийся одновременно и природным концентратором

солнечной энергии. Формы аккумуляции энергии в океане разнообразны.

Энергетические источники океана имеют различные по потенциалу ресурсы.

Значительные энергетические возможности заключают в себе: тепловая

энергия океана, течения и волны, приливы, перепады солености, биомасса.

Исследования дают основание сделать вывод, что волны в сравнении с

другими возобновляемыми источниками энергии океана обладают довольно

хорошими показателями, что позволит в будущем эффективно использовать их

энергию.[5]

Каждая волна моря, направляющаяся к берегу, несет с собой огромную

энергию (например, волна высотой в 3 м несет около 90 кВт мощности на 1 м

побережья). В настоящее время имеются реальные инженерные и технические

возможности для эффективного преобразования волновой энергии в

электрическую. Однако надежные волноустановки пока не разработаны. Опыт

использования волновых электростанций уже имеется и в СНГ, и в других

странах мира.[9]

В перспективе энергию морских волн можно вовлечь в общий баланс

энергетических ресурсов, используемых человеком в хозяйственной

деятельности.

5.7. Использование низкопотенциальной энергии с помощью теплонасосных

установок

В условиях Крыма вся окружающая природная среда теоретически может

рассматриваться как неисчерпаемый источник низкопотенциальной энергии.

Использование этой энергии для теплоснабжения жилых и общественных зданий

возможно с помощью специального энергетического оборудования - тепловых

насосов (ТН).

Источниками низкопотенциального тепла, обеспечивающими энергетически

эффективную и экономически целесообразную работу теплонасосных установок

(ТНУ), на территории Автономной Республики Крым являются:

а) возобновляемые источники энергии:

• грунтовая вода, сохраняющая в течение всего года постоянную

температуру на уровне+8-+12°С;

• подземный грунт на глубине от 2-х до 50 м при температуре +10 -+14

°С;

• морская вода с минимальной температурой в зимний период до + 8 -

+10 °С;

• солнечная энергия при использовании в течение всего года с

сезонными и суточными аккумулирование теплоты,

• наружный воздух с температурой в зимний период до -5 - -8°С.

б) низкотемпературные вторичные энергоресурсы:

• сбросные промышленные низкотемпературные стоки и воздушные выбросы

предприятий;

• сточные воды очистных сооружений городов и крупных населенных

пунктов Крыма;

• тепло молока на мелочно-товарных фермах и др. источники

сельхозпроизвод-ства.

Применение ТН является наиболее подготовленной технологией по широкое

использованию всех видов низкотемпературных источников тепловой энергии

для теплоснабжения зданий и сооружений и создания комфортных условий для

проживания людей. Работа ТНУ при коэффициенте преобразователя от 3-х и

выше обеспечивает до 60-80% снижение расхода дефицитного органического

топлива на существующих отопительных котельных.

Применение энергетически эффективного теплонасосного оборудования

Крыму позволит также решить проблему снижения выбросов вредных веществ в

атмосферу на существующих теплоисточниках, что значительно повысит

экологическую безопасность, особенно в районах санаторно-курортной

застройки Южного берега Крыма, где к охране окружающей среды

предъявляются особо повышенные требования.

Значение органического топлива на существующих отопительных котельных за

счет применения ТНУ должно составить до 2000 г - 56 тыс. т у.т., за

период с 2001 по 2005 г. - 100,1 тыс т у т и за период с 2006 по 2010 г.

- 143,9 тыс. т у.т. При этом необходимые капиталовложения должны

соответственно составить: до 2000 г. - 7,4 млн. грн, с 2001 по 2005 г. -

10,15 млн. грн. и с 2006 по 2010 г. - 11,03 млн. грн. ; затраты на научно-

исследовательские и проектно-конструкторские разработки составят 2,77

млн. грн.[8]

5.8. Оценки и объемы возможностей энергосбережения за счет использования

альтернативных источников энергии

В результате реализации предложений и мероприятий по использованию

альтернативных источников энергии к 2010 г. общая экономия котельно-

печного топлива на отопительных котельных Крыма должна составить 569,8

тыс. т у. т., в том числе до 2000 г - 93,8 тыс. т у. т, за период с 2001

по 2005 г. - 181,6 тыс. т у. т. и за период с 2006 по 2010 г - 294,4 тыс.

т у. т.

Дополнительная выработка электроэнергии за счет строительства и ввода

в эксплуатацию объектов малой энергетики составит 86 млн. кВт /ч, в том

числе до 2000 г. - 14,2 млн. кВт/ ч, за период с 2001 по 2005 гг. - 27,6

млн. кВт/ ч и за период с 2006 по 2010-44,2 млн. кВт/ ч.

Кроме того строительство и введение в эксплуатацию к 2010 г.

Тарханкутской малой электростанции мощностью 180 МВт позволит выработать

дополнительно в Крыму 760-1010 кВт ч электроэнергии в год.

Капитальные вложения для реализации этой программы должны составить

128 млн. грн , в том числе до 2000 г. -30,5 млн. грн в течение 2001-2005

г. - 44,8 млн. грн., в течение 2006-2010 - 52.7 млн. грн.

Кроме того, для строительства и пуска в эксплуатацию Тарханкутской

ГеоТЭЦ требуется дополнительно 547 млн. грн.[8]

Заключение.

В мире уже наработан положительный опыт использования нетрадиционных

источников энергии. Специалистам ПЭО "Крымэнерго" совместно с учеными и

конструкторами Крыма, Украины и других стран остается лишь реально

воплотить теорию в экономику республики.

Существуют определенные трудности и с доставкой электроэнергии,

распределяющейся по линиям электропередач напряжением 220 – 110 - 35 кВ,

протяженность которых составляет около 3000 км.

Поскольку в ближайшей перспективе Крым по-прежнему будет острозависимым

по электроэнергии от сопряженных территорий, необходимо решить проблему

пропуска электроэнергии в республику, для чего на входе построить

дополнительные сети напряжением 330 кВ. В этой связи ПЭО "Крымэнерго"

начато строительство подстанции 330 кВ в Сакском и Симферопольском

районах, подстанции 750 кВ "Каховка" в Херсонской области. Наиболее

сложная ситуация сложилась в Керчи, которая питается от одной линии 220

кВ (резервная линия 110 кВ лишь частично обеспечивает город, а маломощная

Камыш-Бурунская ТЭЦ покрывает его потребности на 14%). Со строительством

второй линии 220 кВ на Керчь и расширением Камыш-Бурунской ТЭЦ город

перестанет испытывать хронический энергетический голод.

Страницы: 1, 2, 3, 4