В России геотермальная энергия занимает первое место по потенциальным возможностям ее использования. Общие запасы этого вида энергии в России оцениваются в 2000 МВт. Экономический потенциал геотермальной энергии составляет 115 млн. т. у.т. в год.18
Карта геотермальных ресурсов РФ, представленная в Приложении 3, позволяет нам сформировать список регионов, обладающих потенциалом использования данного альтернативного источника. К числу подобных регионов можно отнести Сахалин, Камчатку и Курильские острова, Краснодарский и Ставропольский край, республики Дагестан и Ингушетию.
В качестве регионов, перспективных для использования геотермального теплоснабжения, могут также быть рассмотрены Омская, Тюменская Новосибирская и Томская области. Кроме того, большой интерес представляют геотермальные ресурсы Калининградской области, где имеются запасы горячей воды с температурой до 110°С.
Следует отметить, что в России основные геотермальные источники экономически расположены невыгодно. Камчатка, Сахалин и Курильские острова отличаются слабой инфраструктурой, высокой сейсмичностью, малонаселенностью, сложным рельефом местности. Однако на данный момент уже разработана и начала реализовываться программа создания геотермального энергоснабжения этого региона, в результате которой ежегодно будет сэкономлено около 900 тыс. т.у. т.
1.3.3 Оценка потенциала использования приливной энергии
Приливная и волновая гидроэнергетика – «преобразование энергии приливов, волн в другие виды энергии».19
Приливные электростанции (ПЭС) располагают на побережьях с максимальными перепадами уровней воды во время прилива и отлива. Принцип работы ПЭС таков: в заливе строится плотина, отделяющая часть его от океана. Во время прилива и отлива по разные стороны плотины образуется перепад уровней воды, вода устремляется через плотину в сторону нижнего уровня и приводит в движение реверсивные турбины, вращающиеся то в одну (во время прилива), то в другую (во время отлива) сторону.
При оценке экономических выгод от строительства приливных электростанций необходимо иметь в виду, что наиболее сильные колебания уровня воды во время приливов и отливов характерны для окраинных морей. Многие из таких побережий расположены в малонаселенных районах и значительно удалены от зон экономической активности и массового потребления электроэнергии. Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что окупаемость приливных электростанций становится значительно более привлекательной значительно по мере увеличения их мощности до 5 и тем более до 15 млн. кВт. Однако сооружение приливных станций подобного масштаба в отдаленных районах страны требует слишком больших затрат и не всегда является целесообразным.
Главным недостатком приливной энергетики является ее негативное воздействие на окружающую среду. В районах строительства крупных приливных электростанций изменяется высота приливов, что нарушает водный баланс вблизи станции и крайне негативно сказывается на обитающей там флоре и фауне.
Основным преимуществом использования приливной энергетики является тот факт, что поведение приливов может быть предсказано достаточно точно, с погрешностью менее 4%. Таким образом, можно сделать вывод, что приливная энергия является надежной формой возобновляемой энергии. Кроме того, приливная энергетика практически не зависит от погодных условий.
Мировая энергетика располагает позитивным опытом эксплуатации приливных электростанций. Ведь принцип работы ПЭС во многом схож с гидростанциями. Однако для их работы не требуется создания водохранилищ – плотины, внутри которых устанавливаются турбины, строятся на входах в заливы морей и океанов. Выработка ПЭС не зависит также и от водности года. От гидростанций приливные отличает и низкий напор, вследствие чего турбины ПЭС имеют особую конструкцию.
Самые большие приливы на территории России наблюдаются в Охотском море — в Пенжинской (17 метров) и Гижигинской губе (13 метров), а также в Мезенской губе Белого моря (10 метров). Приливы в Балтийском и Чёрном морях измеряются лишь сантиметрами, поэтому строительство ПЭС здесь нецелесообразно. По экономическим показателям ПЭС сопоставимы с речными гидроэлектростанциями (ГЭС), в 2,5—3,5 раза выгоднее солнечных электростанций, и на 10 % экономичнее атомных электростанций (АЭС).20
1.3.4 Оценка потенциала использования энергии биомассы
Биоэнергетика - это «преобразование энергии биомассы, биогаза, продуктов переработки биомассы в другие виды энергии»21.
Биомасса является одним из наиболее перспективных источников возобновляемой энергии на Земле. Данному факту способствуют такие отличительные черты биомассы как ее значительный энергетический потенциал и относительно простой возобновление данного источника энергии. Кроме того, производство и использование данного вида топлива не требует значительных финансовых вложений.
Термин «биомасса» объединяет все пригодные для переработки органические вещества как растительного, так и животного происхождения. Биомасса подразделяется на первичную (растения, животные, микроорганизмы и т. д.) и вторичную (отходы при переработке первичной биомассы и продукты жизнедеятельности людей и животных). Различают три вида биотоплива: жидкое (этанол, метанол, биодизель), твёрдое (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).
Получение энергии из биомассы является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей во многих странах мира.
В зависимости от влажности, биомасса перерабатывается термохимическими или биологическими способами. Биомасса с низкой влажностью (сельскохозяйственные и городские твердые отходы) перерабатывается термохимическими процессами: прямым сжиганием, пиролизом (термическое разложение), ожижением, гидролизом. В результате получают водяной пар, электроэнергию, топливный газ, водород, жидкое топливо, древесный уголь, глюкозу. Биомасса с высокой влажностью (сточные воды, бытовые отходы, продукты гидролиза органических остатков) перерабатывается биологическими процессами: анаэробным сбраживанием и ферментацией. В результате этих процессов получают биогаз (метан и углекислый газ), органические кислоты, спирты, ацетон.
Одно из наиболее перспективных направлений энергетического использования биомассы – производство из неё биогаза. Биогазовые установки и станции могут функционировать в любых регионах России круглогодично в любое время суток, практически везде, где есть органические отходы и доступная энергетическая биомасса.
Наиболее эффективно производство биогаза из навоза. Из одной тонны его можно получить 10-12 м3 метана. А переработка 100 млн. тонн такого отхода полеводства, как солома злаковых культур, может дать около 20 млрд. м3 метана. В хлопкосеющих районах ежегодно остается 8-9 млн. тонн стеблей хлопчатника, из которых можно получить до 2 млрд. м3 метана. Для тех же целей возможна утилизация ботвы культурных растений и трав.
Ежегодно в России по разным отраслям народного хозяйства производится до 300 млн. тонн (по сухому веществу), из них: 230 млн. тонн в сельскохозяйственном производстве – 130 млн. тонн в животноводстве и птицеводстве и 100 млн. тонн в растениеводстве; в городах – 70 млн. тонн: 60 млн. тонн твердых бытовых отходов и 10 млн. тонн осадков сточных вод. Энергетический потенциал указанного количества отходов составляет 190 млн. т у. т., реально можно получать в год до 45 млн. т у. т.22 Этот потенциал используется пока совершенно недостаточно. Имеются единичные опытные установки по переработке ТБО, эксплуатационные характеристики которых нельзя признать удовлетворительными для широкого промышленного использования. В этом направлении предстоит еще большая работа.
Для использования технологий получения энергии из биомассы необходима близость энергопроизводства к источнику сырья (для «нетрадиционной биомассы» это сельскохозяйственные предприятия, фермы), что позволяет получать приемлемое количество относительно недорогой энергии. В России получение энергии из биомассы целесообразно организовывать в Черноземье, Краснодарском крае, центральной России и на юге Сибири.23
1.3.5 Оценка потенциала использования малой гидроэнергетики
Малая гидроэнергетика - это «составная часть гидроэнергетики, связанная с использованием энергии водных ресурсов и гидравлических систем при помощи гидроэнергетических установок малой мощности».24
Примерно 1/5 часть энергии, потребляемой во всём мире, вырабатывают на ГЭС. Её получают, преобразуя энергию падающей воды в энергию вращения турбин, которая в свою очередь вращает генератор, вырабатывающий электричество.
Сегодня интерес к малым ГЭС достаточно велик. Несмотря на то, что их экономические характеристики уступают крупным ГЭС, в их пользу работают следующие аргументы. Малая ГЭС может быть сооружена даже при нынешнем дефиците капиталовложений за счет средств частного сектора экономики, фермерских хозяйств и небольших предприятий. Малая ГЭС, как правило, не требует сложных гидротехнических сооружений, в частности, больших водохранилищ, которые на равнинных реках приводят к большим площадям затоплений. Сегодняшние разработки малых ГЭС характеризуются полной автоматизацией, высокой надежностью и полным ресурсом не менее 40 лет. Малые ГЭС позволяют лучше использовать солнечную и ветровую энергию, так как водохранилища ГЭС способны компенсировать их непостоянство.
Помимо использования малых рек, одним из интересных новых применений микро - и малых ГЭС стала их установка в питьевых водопроводах и технологических водотоках предприятий, водосбросах ТЭЦ, а также на промышленных и канализационных стоках. Такая возможность может быть реализована в тех водотоках (продуктопроводах), где требуется применение гасителей давления. Вместо гасителей целесообразно установка микро-ГЭС, вырабатывающих электроэнергию для собственных нужд производства или в сеть за счет избытка давления в водотоке.
Основными показателями, позволяющими оценить гидроэнергетический потенциал регионов, являются водность рек и наличие значительных перепадов высот рельефа. Совокупность данных по объему стока местных водотоков, крупных транзитных рек и амплитуде рельефа является достаточной для адекватной оценки потенциальной энергетической мощности работы воды на каждой территории, если при этом не ставить задачи расчета мегаватт потенциальной мощности ГЭС (см. Приложение 4).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
