4.8. возобновляемые источники энергии и принципы «зеленого инжиниринга»Никакой вид энергии не обходится так дорого, как её недостаток. Гоми Баба, 1964 Одним из основных факторов экономики лю- бой страны, являются энергоресурсы. Их наличие, виды, доступ к ним значительно влияют на эконо- мическое развитие страны в целом. Без них невоз- можен производственный процесс, работа про- мышленности, сельского хозяйства и транспорта. Диалектика развития энергетики на современном историческом этапе привела к границе, когда по- требление первичных энергоресурсов достигло таких гигантских, планетарных масштабов, кото- рые с одной стороны, угрожают их исчерпаниям и «энергетическим голодом», а с другой стороны — метаморфозой окружающей среды в направле- нии его деградации и полного исчезновения ноо- сферы. Для преодоления этой угрозы и решениия проблем энергообеспечения без отрицательных экологических последствий, необходимо корен- ное изменение концепции, стратегии и тактики дальнейшего развития энергетической базы су- ществования общества. Кроме всестороннего раз- вития и применения энергосберегающих техноло- гий, техники, материалов и организации произ- водства, основой для решения указанной пробле- мы может быть широкомасштабное привлечение в топливно-энергетический баланс возобновляе- мых, а также в значительной мере других нетра- диционных для современной энергетики источни- ков энергии. 4.8.1. Состояние топливно-энергетического комплекса Украины В Украине действует мощный энергетический комплекс по производству, распределению и сбы- ту электрической и тепловой энергии. Его потен- циал составляют 42 тепловые электростанции, 8 больших гидроэлектростанций и 5 атомных элек- тростанций.1 Но, проблема обеспечения украин- ской экономики энергоносителями по-прежнему остается одной из самых болезненных. Газ, нефть, уголь и даже электроэнергию приходится импор- тировать. Ежегодно на это затрачивается около 8 млрд. дол., на что идет 2/3 всего товарного экс- порта. Дефицит энергоносителей влечет за собой шлейф тяжких последствий: недобор урожая, си- стематическое отключение населенных пунктов от электроснабжения и т.д.2 В рамках проекта «Энер- гоэффективность и энергетическая безопасность в Содружестве Независимых Государств», осущест- вляемого в рамках Программы оперативной дея-
тельности ЕЭК ООН было проведено исследова- ние, результаты которого отразились в докладе.3
Как видно из таблицы, опережающими темпа- ми будет развиваться производство электроэнер- гии на базе НВИЭ. 4.8.2. Мировые тенденции нетрадиционной энергетики Нетрадиционная энергетика представляет со- бой подотрасль топливно-энергетического ком- плекса, которая вырабатывает электрическую и тепловую энергию, а также топливо, базируясь на преобразовании так называемых нетрадицион- ных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Мировой энергетический совет так определяет НВИЭ: «Известные или предполагаемые, сущест- вующие в природе и непрерывно возобновляю- щиеся энергетические ресурсы, освоение которых в энергетических целях либо уже имеет экономи- ческое значение, либо можно предположить, что их экономическая значимость может быть обеспе- чена в обозримом будущем». К числу НВИЭ относятся: солнечное излучение, энергия биомассы, ветровая, геотермальная и оке- анская энергия (т.е. энергия приливов и отливов, волновая энергия и энергия использования перепа- да температур между поверхностными и глубинны- ми слоями воды), энергия малых водотоков. Если строго подходить к определению возоб- новляемых источников электроэнергии, то основ- ным источником первичной энергии на Земле яв- ляется Солнце, поскольку и движение атмосфер- ного воздуха (ветер), и морские течения, и дви- жение волн, и таяние льдов, и производство био- массы — есть естественные преобразования сол- нечной энергии.4
Необходимость и возможность развития в Ук- раине энергетики, основанной на использовании возобновляемых источников энергии, обусловле- ны следующими причинами6: • Украина испытывает дефицит традиционных топливно-энергетических ресурсов. • Украина обладает благоприятными климатиче- скими и метеорологическими условиями для использования основных видов возобновляе- мых источников энергии • В Украине существует промышленная база, пригодная для производства практически всех видов оборудования для нетрадиционной энергетики • Существует дисбаланс в развитии украинского энергетического комплекса, который ориенти- рован на значительное производство электро- энергии на атомных электростанциях при фак- тическом отсутствии производств по получению ядерного топлива, утилизации и переработки отходов, а также производств по модернизации оборудования действующих АЭС Поскольку получение энергии с помощью ВИЭ сопровождается минимальными или нулевыми выбросами парниковых газов в окружающую сре- ду, возобновляемая энергетика играет значитель- ную роль в стратегии предотвращения изменения климата. Замещение традиционной энергетики, осно- ванной на сжигании ископаемого топлива, возоб- новляемыми источниками энергии дает странам существенную возможность для сокращения сво- их выбросов 4.8.3. Использование солнечной энергии Гелиоэнергетика (греч. Helios — солнце) — раз- вивается быстрыми темпами в самых разных на-
правлениях. Солнечными батареями в просторе- чии называют и электрические и нагревательные устройства. Чтобы определять разницу между ни- ми, необходимо выделять их виды.7 1. Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). Полупроводниковые устройства, прямо преоб- разующие солнечную энергию в электричество. Несколько объединённых ФЭП называются сол- нечной батареей (СБ). 2. Гелиоэлектростанции (ГЕЭС) Солнечные установки, использующие высоко- концентрированное солнечное излучение в качес- тве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термо- электрической и др.). 3. Солнечные коллекторы (СК) Солнечные нагревательные низкотемператур- ные установки. Для ежегодного отслеживания и уточнения ко- личественных параметров энергетического потен- циала возобновляемых источников энергии по всей территории Украины, используется инфор- мационно-аналитическая оценка, которая дает возможность получать результаты в виде картог- рафической информации с визуализацией ре- зультатов в виде картографической и атрибутив- ной базы данных.8 В результате обработки статистических метео- рологических данных, среднегодовое количество суммарной солнечной радиации, которая поступа- ет на 1 м2 поверхности, на территории Украины на- ходится в границах: от 1070 кВт·ч/м2 в северной части Украины до 1400 кВт·ч/м2 и выше в АР Крым. Потенциал солнечной энергии в Украине явля- ется достаточно высоким для широкого внедрения как теплоэнергетического, так и фотоэнергетичес- кого оснащения практически во всех областях. Срок эффективной эксплуатации гелиоэнергети- ческого оснащения в южных областях Украины — 7 месяцев (из апреля по октябрь), в северных обла- стях 5 месяцев (из мая по сентябрь). Фотоэнерге- тическое оснащение может достаточно эффектив- но эксплуатироваться на протяжении всего года. В настоящее время используется лишь ничтож- ная часть солнечной энергии из-за того, что суще- ствующие солнечные батареи имеют сравнитель- но низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако не следует сразу отказывать от практически неистощимого источника чистой энергии: по утверждениям спе- циалистов, гелиоэнергетика могла бы одна по- крыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Инвестиции в гелиоэнергетику всегда при7 быльны по следующим причинам: 1. Они не подвержены инфляции, так как цена на электроэнергию, всегда следует за инфляцией;
К недостаткам использования гелиоэнергии можно отнести проблему утилизации современ- ных фотоэлементов, так как они содержат ядови- тые вещества (свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т.д.) и в настоящее время при условии их массо- вого применения и при ограниченном сроке служ- бы оборудования (30-50 лет), это может вызвать серьезные экологические проблемы. 4.8.4. Ресурсы и использование ветровой энергии
2. Потребление электроэнергии постоянно растет, и будет расти в обозримом будущем; 3. Сбыт произведенной электроэнергии не нужда- ется в дополнительных расходах на рекламу и маркетинг; 4. Стоимость первичного источника энергии — солнца равна нулю и запасы его неисчерпаемы. Риски инвестиций в гелиоэнергетику определя- ются в основном либеральностью местного законо- дательства, гарантирующего неприкосновенность частных инвестиций, и не зависят, как большинство видов бизнеса, от цен на энергоносители, войн, международных отношений, неквалифицирован- ного менеджмента и прочих причин, которые погу- били многие, некогда процветавшие компании. Использование бесплатной энергии солнца по- зволяет сегодня получать прибыль, не задумыва- ясь о поставках топлива на электростанцию, огра- ничившись только текущими расходами на содер- жание ФЭУ. Тысячи солнечных батарей в мире уже превращают солнце в деньги.
Энергия ветра — это косвенная форма солнеч- ной энергии, являющаяся следствием разности температур в атмосфере земли. Ветер при скорос- тях более 5 м/сек используется для выработки электроэнергии.9 Энергия ветра распределена по Украине не- равномерно. На юге страны ветропотенциал зна- чительно выше, чем на севере. На суше наиболее благоприятны с точки зрения использования энергии ветра Крым, Карпаты (Львовская, Ивано- Франковская, Закарпатская, западная часть Чер- новицкой области), побережье Черного и Азов- ского морей, (Одесская, Николаевская, Херсон- ская, Запорожская и Донецкая области), а также Луганская область. Площади территорий, подхо- дящих для сооружения ветроэнергетических объ- ектов оцениваются в 8-9 тыс. км2. На этих террито- риях при использовании 20-30\% площадей и при плотности строительства ВЭС 5-8 МВт/км2 можно соорудить 8-24 тыс. МВт и генерировать 16- 48 млрд. кВт·ч электроэнергии в год. Первые ВЭС в Украине начали работать с 1993 года и уже в 1994 году произвели 1 млн кВт·ч элек- троэнергии. В настоящее время около сорока заводов Укра- ины, преимущественно бывшего военно-промыш- ленного комплекса, заняты в производстве лицен- зионных узлов для турбин USW 56-100 совместно- го украинско-американского производства. Сбор- ка этих ВЭУ производится на ПО «Южный машино- строительный завод» в Днепропетровске. 4.8.5. Ветровые электростанции В стадии строительства и эксплуатации нахо- дятся следующие ВЭС: Донузлавская, 53 ветроаг- регата; Мирновская, 17 ветроагрегатов; Воробьев- ская, 6 ветроагрегатов; Трускавецкая, 7 ветроагре- гатов; Асканийская, 3 ветроагрегата; Ново-Азов- ская, 12 ветроагрегатов. Сейчас находятся в состо- янии монтажа еще 57 ветроагрегатов USW 56-100 сборки ПО ЮМЗ.10 Нормативное обеспечение развития ветроэ- нергетики в Украине определено Национальной энергетической программой (утвержденной 15
мая 1996 г., №191/96-вр), Комплексной государ- ственной программой энергосбережения Украи- ны и Комплексной программой строительства ве- тровых электростанций в Украине до 2010 года. Национальные программы освоения энергии вет- ра также развернуты в Канаде, ФРГ, США, Фран- ции, Швеции и других странах. Один из недостатков ветровой энергетики за- ключается в непостоянстве режима ее выработки. Несмотря на то, что более низкое использование мощности (т.е. меньшее количество часов работы из расчета работы на полную мощность) учтено в затратах, приведенных выше, энергия ветра не может быть использована как единственный или основной источник энергии без применения уст- ройств накопления энергии или дополнительного энергоснабжения от других источников (таких, как солнечная энергия и топливо из биомассы). Энергия ветра не может быть также использована в дорожно-транспортных средствах без дополни- тельных капиталовложений, но то же самое отно- сится и к плутонию.11 Экологические преимущества развития ветро- энергетики Украине таковы: • снижение выбросов CO2 при достижении по- ставленной цели (11\%) составит в 2020 году для средних показателей электроэнергетики — 26 млн. тонн в год, а в случае замены тепловых электростанций, работающих на угле — 31 млн. тонн в год. Это существенно поможет решению задач, сформулированных Киотским протоко- лом в отношении сокращения СО2; • снижение выбросов серы и NOx; • уменьшение выбросов пепла; • уменьшение воздействия на окружающую сре- ду подачи и распределения топлива (снижен- ные выбросы метана с газовых месторождений, трубопроводов и угольных шахт); • снижение местного загрязнения на газовых ме- сторождениях и угольных шахтах. 4.8.6. Использование гидроэнергии Энергоресурсы малых рек в Украине способны обеспечить годовое производство дешевой элек- троэнергии около 50 млрд. кВт·ч/год. Суммарная мощность малых, мини- и микро ГЭС к 2010 году может достигнуть 590 МВт, обеспечив годовую экономию около 1,047 млн. т у. т. Существенно то, что малая ГЭС, производя дешевую электроэнер- гию, окупается в пределах 2-6 лет и в дальнейшем с каждой тысячи киловатт мощности приносит до 300 тысяч долларов прибыли.12
В Украине на сегодняшний день насчитывается 48 малых гидроэлектростанций, большинство ко- торых требует реконструкции. К ним относятся та- кие сравнительно мощные станции, как Теребле- Рикская, Гайворонская, Корсунь-Шевченковская, Стеблевская, Ладижинская и другие. АО «Киевэнергомаш» в рамках программы развития малой гидроэнергетики Украины разра- батывает проекты: • обновления и реконструкции имеющихся и действующих мини-ГЭС; • строительства новых мини-ГЭС в районах де- централизованного энергоснабжения; • строительства мини-ГЭС в регионах централи- зованного энергоснабжения на имеющихся пе- репадах водохранилищ и водотоков; • новое строительство с концентрацией напора. Малая энергетика Украины из-за ее незначи- тельного удельного веса (0,2\%) в общем энерго- балансе не может существенно влиять на условия энергообеспечения страны. Однако эксплуатация малых ГЭС дает возможность вырабатывать около 250 млн. кВт·ч электроэнергии в год, что эквива- лентно ежегодной экономии до 75 тыс. тонн дефи- цитного органического топлива.14 Общепризнанным лидером в строительстве малой гидроэнергетики признан Китай, (около
18-20\% всей электроэнергии в стране поставля- ют более 80 тысяч малых ГЭС) и Прибалтике. Например, в Латвии для мини-ГЭС введено льгот-
ное налогообложение, а полученная электроэнер- гия оплачивается по двойному тарифу. Таким об- разом, страна ослабляет зависимость от импорта электроэнергии.15 Гидроэнергетику надо развивать, причем бо- лее интенсивно, чем это предусмотрено в проекте Энергетической стратегии Украины до 2030 года. Себестоимость производства энергии на гидро- электростанциях значительно ниже, чем на ТЭС или АЭС. Высокая энергетическая эффективность ГЭС и их безопасность для окружающей среды со- здают предпосылки для ускоренного развития ги- дроэнергетики. Время не ждет, ведь остаточный ресурс созданных в советские времена энергети- ческих систем почти исчерпан, а промышленность требует все больше энергоресурсов.16 4.8.7. Использование биомассы Учитывая ресурсный потенциал, организацион- ные, технические и технологические возможности, биоэнергетика является одним из наиболее прио- ритетных для Украины направлений развития воз- обновляемых источников энергии, а также энерге- тики в целом. За счет ее развития можно добиться 8-10\%-ного покрытия общего потребления пер- вичных энергоносителей. В случае реализации предложенной концепции, что до 2030 г. более чем реально, суммарная установленная мощность составит 12000-15000 МВт и 1200-1500 МВт. Это приведет к ежегодному замещению 12-15 млн. т у. т. и снижению выбросов СО2 на 60-80 млн. т.17 Биогаз получают путем разложения органичес- ких отходов (навоз, зеленая масса, пищевые отхо- ды и т.д.) в биореакторе (закрытой емкости, кото- рую специалисты зовут «септик»). Процесс разло- жения отходов в анаэробных условиях — это мета- новое брожение, в результате которого образует- ся газообразный конечный продукт — горючая смесь метан (60\%) + углекислый газ (40\%). Пе- ребродившая же масса отходов образует так на- зываемый «биошлам», органическое удобрение, по своей ценности превосходящее обычный навоз и вот почему. В навозе домашних животных и птиц содержатся, в избытке, нежелательном для сельскохозяйственных целей, нитраты и нитриты. Пройдя через биореактор и превращаясь в шлам, навоз теряет часть нитритов и нитратов, сбродив- ших в аммиак и метан. Причем, содержащиеся в сбраживаемой массе фосфор, калий и азот пол- ностью остаются в биошламе.18 По экологическим характеристикам биогаз на 75\% чище дизельного топлива и на 50\% чище бензина. Токсичность биогаза для человека на 60\% ниже. Продукты его сгорания практически не содержат канцерогенных веществ. Влияние отра- ботавших газов двигателей, работающих на био-
газе, на разрушение озонового слоя на 60-80\% ниже, чем у нефтяных видов топлива.
Биогаз с высокой эффективностью может трансформироваться в другие виды энергии. КПД его использования в качестве топлива на газоге- нераторах составляет до 83\%. Биомасса сегодня является четвертым по зна- чению топливом в мире, давая ежегодно 1250 млн. т у.т. энергии и составляя около 15\% всех первичных энергоносителей (в развивающихся странах — до 38\%). Использование ВИЭ в Украине составляет на се- годняшний день 5.6 млн. т у.т., что эквивалентно 2.8\% ОППЭ. Из всех ВИЭ доля биомассы является на- ибольшей после большой гидроэнергетики — около 18\% (таблица 4.8.6). В 2001 г. из биомассы, в основ- ном древесных отходов, было произведено 29 ПДж тепловой энергии, что составляло 0.5\% ОППЭ.
Использование биомассы даже при одинаковой стоимости процесса газификации более предпоч- тительно, чем угля, из-за низкого содержания се- ры. Современные технологии получения топлива и энергии из биомассы при надлежащем контроле являются надежными, чистыми, оказывают незна- чительное воздействие на воздух, почву и воду. Ис- пользование биомассы как возобновляемого топ- лива для производства электроэнергии в транспор- те не приводит к возрастанию СО2 и SО2 в атмосфе- ре, увеличению парникового эффекта и глобально- му изменению климата. Эмиссия NOx может быть снижена при низких температурах сгорания и ис- пользования современных технологий.21
4.8.8. Использование геотермальной энергии Тепловая энергия недр образуется за счет рас- щепления радионуклидов в середине планеты. Этот экологически чистый и постоянно обновляемый ис- точник энергии может быть использован в регио- нах с вулканическими проявлениями и геологичес- кими аномалиями, когда вода вблизи от поверхно- сти земли нагревается до температуры кипения, в результате чего в виде водяного пара может пода- ваться на турбины для производства тока. Горячая вода, которая выступает на поверхность, может быть использована непосредственно. Количество СО2, выделяемое при производстве 1 кВт электро- энергии из высокотемпературных геотермальных источников, составляет от 13 до 380 г (в среднем, 65 г на 1 кВт/ч). В то же время, при сжигании при- родного газа эмиссия СО2 составляет 453 на 1 кВт/ч, нефти — 906 г на 1 кВт/ч и угля — 1042 г на 1 кВт/ч. Химические соединения геотермального потока (в основном, — азот и сероводород, а также в неболь- ших пропорциях ртуть, радон и бор) не выбрасыва- ются в атмосферу, а с помощью специальных сква- жин возвращаются в глубь недр.
Украина в своем распоряжении имеет ресурсы геотермальной энергии, обеспечивающие эконо- мию до 50 млн. т у. т., а это почти треть необходи- мого объема. Потенциал геотермальной энерге- тики Украины, кВт/ч в год (т у. т. в год)22: • общий потенциал — 438х109 (50х106); • технический потенциал — 262,8х109 (30х106); • экономический потенциал — 180х109 (21х106). Существуют 2 основных типа геотермальных ресурсов — гидротермальные (термальные воды, пароводяные смеси и перегретый пар) и петрогео- термальные (тепло сухих горных пород с темпера- турой свыше 350°С). Кроме этого, к геотермаль- ным ресурсам можно отнести и ресурсы нагретых подземных вод, которые выводятся вместе с газом и нефтью на действующих скважинах углеводо- родных месторождений. Гидротермальные ресурсы. Пригодность теплоэнергетических вод как источника тепла оп- ределяется прежде всего энергетическим потен- циалом, общими запасами и дебитом буровых скважин, химическим составом, минерализацией и агрессивностью вод, наличием потребителя и его отдаленностью, температурным и гидравличе- ским режимами буровых скважин, фильтрацион- ной способностью пород-коллекторов, глубинами залегания водоносных пластов и их характеристи- ками, возможностью утилизации отработанных вод и др. Термальные воды характеризируются очень многими факторами: минерализацией, кислотностью, газовым составом, давлением, глу- биной залегания, температурой. Согласно прогнозной региональной оценке геологов, ресурсы термальных вод по Украине со- ставляют: • фонтанирующие месторождения — 23 тыс. м3 в сутки с суммарной гидротермальной энергией 0,6 млн. Гкал в год; • месторождения, ресурсы которых можно из- влечь насосным способом, — 137 тыс. м3 в сутки с суммарной энергией 2,14 млн. Гкал в год; • месторождения, ресурсы которых можно из- влекать, поддерживая пластовое давление, — 27,166 млн. м3 с суммарной энергией 453 млн. Гкал в год. В результате проведения комплекса обобщаю- щих оценок геолого-структурных, геотермических и гидрогеологических условий и критериев геоло- ги установили, что термальные воды в количестве, достаточном для формирования базы практичес- кого использования, развиты в Закарпатье и в Крыму. Потенциально перспективные термальные воды можно получить из скважин глубиной 550- 1500 м, где температура воды на выходе составля- ет 40-60°С, а на глубинах до 2000 м — 90-100°С. Наиболее благоприятные условия для получения
термальных вод существуют в пределах равнин- ной части Закарпатья. В этом районе энергия под- земных вод используется уже относительно широ- ко (по сравнению с другими регионами Украины). Суточные эксплуатационные возможности 8-ми геотермальных площадей Закарпатья составляют около 240 тыс. м3 в сутки термальных вод темпе- ратурой около 60°С, что позволяет на их основе освоить насосным способом энергетические теп- ловые мощности около 493 МВт. На территории Крыма прогнозные ресурсы подземных термаль- ных вод составляют свыше 27 млн. м3 в сутки. С точки зрения наличия ресурсов гидротер- мальной энергетики проблем нет. Но решение практических задач использования термальных вод в теплоэнергетических целях сегодня ослож- няется многими причинами, которые можно свес- ти к 2-м группам: необходимость разработки без- опасной с точки зрения экологии утилизации от- работанных вод (главным образом на основе об- ратной закачки), а также высокий риск получения скважин с недостаточной водоспособностью и связанное с этим удорожание работ. Таким обра- зом, использование энергии геотермальных вод представляет пока еще определенную сложность, связанную со значительными капитальными за- тратами на бурение скважин и обратную закачку отработанной воды и др. Петрогеотермальная энергия. По степени перспективности использования петрогеотер- мальной энергии в Украине выделяют 4 класса территорий: высокоперспективные (технически доступные, технологически пригодные к добыче и экономически выгодные для использования), ре- ально перспективные (технически доступные, но экономическая целесообразность их использова- ния возможна при усовершенствовании техноло- гий добычи), потенциально перспективные и ма- лоперспективные (техническая доступность и эко- номическая целесообразность освоения и ис- пользования которых возможна только при усло- вии разработки новых технических средств и тех- нологических методов извлечения). Наиболее перспективным регионом для разви- тия геотермальной энергетики является Закарпа- тье, где по геологическим и геофизическим дан- ным на глубинах до 6 км температуры горных по- род достигают 230-275°С. Значительные ресурсы петрогеотермальной энергии существуют в Кры- му. Наиболее перспективными являются Тархан- кутский и Керченский полуострова, где темпера- тура горных пород на глубинах 3,5-4,0 км может достигать 160-180°С. Вследствие ограниченности территорий, где встречаются пригодные для использования горя- чие породы, и отсутствия экономически эффек- тивной технологии получения тепла по масшта-
бам использования тепла недр Украина сущест- венно отстает от многих зарубежных стран. Остро стоит вопрос отсутствия достаточно экономичных и эффективных технологий извлечения и исполь- зования теплоносителей. Проблематичной явля- ется унификация технологических схем и обору- дования ГеоТЭС, поскольку каждое геотермаль- ное месторождение уникально и отличается от других своими характеристиками — геологически- ми свойствами, тепловым потенциалом, химичес- ким составом. Разработка и освоение интенсив- ных технологий извлечения теплоносителей и со- здание эффективных систем использования теп- лоты недр является главной научной и инженер- но-технической проблемой энергетики. Без созда- ния таких технологий и установок нельзя рассчи- тывать на широкомасштабное использование это- го энергоисточника. Очевидно, что целесообразность развития гео- термальной энергетики в Украине определяется в первую очередь наличием на ее территории зна- чительных ресурсов геотермальной энергии. В це- лом же наиболее перспективными районами воз- можного использования геотермальной энергии в Украине являются Закарпатье, Крым, Предкарпа- тье, Полтавская, Харьковская, Донецкая, Луган- ская, Херсонская, Запорожская области. Преиму- ществом использования ГеоТЭС является и их эко- логичность. Отработанные термальные воды за- качиваются назад в подземные горизонты, что обеспечивает экологическую безопасность регио- на и стабильность технологического цикла. ГеоТЭС имеют значительно меньшее количество вредных выбросов в атмосферу — типичная гео- термальная станция производит выброс СО2 на 1 МВт·ч выработанной энергии в размере 0,45 кг,
Стоимость геотермальных станций сум- марной мощностью 2,0-2,5 тыс. МВт ко- леблется в пределах $1,5-2,0 млрд. Оку- паемость произведенных затрат, по расче- там экономистов, достигается менее чем через 5 лет. Следует обратить внимание: ни один способ получения энергии не по- зволяет так быстро оправдать затраты. Сегодня геотермальные ресурсы как альтерна- тивный источник для производства электроэнер- гии используют в около 60-ти странах мира. Пер- вая электростанция, работающая на гидротер-
мальных ресурсах, была построена в 1904г. в не- большом итальянском городке Лардерелло, на- званном так в честь французского инженера, ко- торый еще в 1827 г. составил проект использова- ния многочисленных в этом районе горячих ис- точников. В наши дни мощность станции достигла достаточно внушительной величины — 360 МВт. Ведущее место в мире по количеству ГеоТЭС и мощности вырабатываемой на них электроэнер- гии занимают США (3,3 тыс. МВт, более 40\% дей- ствующих мощностей в мире). В 120 км от г. Сан- Франциско находится геотермальная станция мощностью 500 МВт. Исландия полностью обес- печивает себя энергией, получаемой из недр Зем- ли. Других источников энергии в Исландии прак- тически нет. Мощность геотермальной отопитель- ной системы составляет 350 МВт. В Новой Зелан- дии существует электростанция, работающая от энергии Земли, в районе Вайракеи, ее мощность — 160 МВт.23 4.8.9. Механизмы стимулирования возобновляемой энергетики Возобновляемая энергетика, как новая техно- логия, требует для внедрения использования оп- ределенных механизмов поддержки: политичес- ких, законодательных и экономических. Процесс разработки таких механизмов сложен и использо- вание существующего опыта позволит избежать многих ошибок. Существуют следующие формы стимулирования: • Принятие законов, регламентирующих условия доступа к энергосистемам для установок на ВИЭ • Установление специальных гарантированных тарифов на покупку электроэнергии, произво- димой от ВИЭ, а также обязательств для энерго- сетей покупать эту электроэнергию • Установление обязательной доли электроэнер- гии, произведенной от ВИЭ в балансе продава- емой электроэнергии электросетей • Финансирование НИОКР, ведущих к снижению стоимости ВИЭ • Создание государственных и иных учреждений для пропаганды ВИЭ и реализации специаль- ных программ и демонстрации проектов • Льготные ссуды на приобретение оборудова- ния АИЭ и частичный возврат инвестиций для потребителей • Ускоренная амортизация оборудования для ВИЭ • Организация общественной поддержки и вве- дение добровольных форм поддержки, таких как покупка потребителями «Зеленой энергии», а также прозрачность информации о доле эко- логически чистой электроэнергии в балансе энергосетей
• Субсидирование инвестиций в ВИЭ • Освобождение от уплаты налогов и снижение ставок налогов В конечном счете, любые меры поддержки должны обеспечивать приток инвестиций в воз- обновляемую энергетику, рост объемов продаж оборудования, поддержку работ по улучшению технологий и, в конечном счете, снижение стои- мости оборудования и генерируемой от ВИЭ энергии. Такого результата можно достичь только при создании условий, когда генерация энергии от ВИЭ будет экономически более выгодна при сравнении с другими традиционными источника- ми энергии. Таким образом, политические и зако- нодательные меры должны быть основой для вне- дрения механизмов экономического стимулиро- вания возобновляемой энергетики.24 Вследствие особенностей энергетических рын- ков, сохранение монополизации является сущест- венным барьером на пути к эффективной конку- ренции. И для того, чтобы предотвратить возмож- ные возмущения на рынке необходимо использо- вать механизмы поддержки технологий возоб- новляемой энергетики. На сегодняшний день существует 2 типа стиму- лирования развития возобновляемой энергетики: 1. Система с фиксированной ценой, в которых правительство устанавливает цены на электро- энергию от возобновляемых источников энер- гии (или премию, добавляемую к рыночной це- не электроэнергии). 2. Система квот на возобновляемую энергию, при которых правительство устанавливает необхо- димое количество возобновляемой электро- энергии и предоставляет рынку определение ее цены. В настоящее время на национальных рынках энергии используются два типа систем с квотированием: система тендеров и система зе- леной сертификации.25 4.8.10.Законодательная поддержка нетрадиционной энергетики Украина сейчас стоит перед выбором: какой быть ее энергетике? Следует понимать, что энер- гетика — не только базис реальной политической независимости сегодня, но и предпосылка устой- чивого развития страны завтра, залог создания современной и сильной постиндустриальной эко- номики. В 2003 году был принят Закон «Об альтерна- тивных источниках энергии», разработанный Гос- комитетом Украины по энергосбережению «во ис- полнение задач Программы нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (1997 год)». Финансировать же развитие ВИЭ предполагалось «за счет средств, заложенных в оптовых тарифах
на электрическую и тепловую энергию, средств го- сударственного и местных бюджетов, доброволь- ных взносов и других средств, не запрещенных за- конодательством Украины». Проблема заключается в том, что все финансо- вые стимулы и механизмы поддержки производи- телей и потребителей возобновляемой энергии были ветированы президентом Украины Леони- дом Кучмой на стадии проекта в 2001 и 2002 го- дах. Таким образом, следует резюмировать, что закон, который и так шел достаточно трудно, — от подачи первого варианта в октябре 2000 года до принятия в феврале 2003-го, — дошел до «потре- бителя» выхолощенным, безо всяких механизмов стимулирования и поддержки развития ВИЭ. В конце 2005 года правительству страны был представлен окончательный вариант стратегии развития ВИЭ в Украине, который базировался на проекте «Энергетической стратегии Украины до 2030 года и на дальнейшую перспективу». По ба- зовому сценарию стратегии, до 2010 года объем инвестиций должен составить 11 млрд. грн., с 2011- го по 2020 год — 31,1 млрд. грн. и в 2021—2030 го- дах — 40,6 млрд. грн. Доля ВЭ в общем топливно- энергетическом балансе страны должна возрасти приблизительно до 4\% на уровне 2010 года и до 10\% на уровне 2030-го (https://www.zerkalo- nedeli.com/nn/show/585/52626/). 4.8.11.Перспективы развития ВИЭ За рубежом к возобновляемым источникам энергии обращаются гораздо активней, чем у нас. Так, в некоторых странах существует специальные государственные программы развития солнечной энергетики: в Японии — «70 тысяч солнечных крыш», в Германии — «100 тысяч солнечных крыш», в США — «Миллион солнечных крыш». Суммарная мощность фотоэлектросистем, дей- ствующих в мире сегодня, составляет примерно один гигаватт (109 ватт). Ветроэнергетические инициативы также поддерживаются, и не только в развитых странах. Так, в Индии есть Министер- ство нетрадиционных источников энергии и Ин- дийское агентство по развитию возобновляемой энергии. Для ветроэлектростанций при условии их высокой эффективности предоставляется кредит в размере до 75\% от стоимости проекта (с процент- ной ставкой не более 12,5\% годовых, включая на- лог на прибыль). Возврат кредита в срок до шести лет с отсрочкой платежей на год; производители электроэнергии на ВЭС освобождаются от налогов на 5 лет, в том числе от акцизного и НДС; сущест- вуют льготы на тариф при продаже электроэнер- гии в сеть; на 100\% освобождены от таможенных пошлин импортеры комплектных ВЭУ. При этом
каждому штату дано право устанавливать допол- нительные льготы.26 На юге Португалии начались строительные ра- боты, власти планируют построить самую боль- шую в мире электростанцию, работающую на сол- нечном свете. Стоимость проекта оценивается примерно в 58 миллионов евро. Электростанция будет построена рядом с городом Серпа в 200 ки- лометрах к югу от Лиссабона, в самой солнечной провинции Португалии. Специалисты планируют, что электростанция позволит обеспечить электро- энергией до 8 000 домов. Солнечная электростанция будет вырабаты- вать до 11 мегаватт. Она будет состоять из 52 000 фотогальванических модулей и разместится на площади 60-ти гектар. В ближайшие годы Порту- галия планирует построить ещё несколько подоб- ных электростанций, для обеспечения электро- энергией небольших городов.27 На выставке Interbuild 2006, которая проходи- ла с 23 по 27 апреля в Бирмингеме, компания Solarcentury представила свою последнюю разра- ботку в модельном ряду низкоуглеродной строи- тельной продукции — первую в мире крышу, пол- ностью изготовленную из элементов преобразо- вания солнечной энергии. Подобная крыша уже установлена на комплексе зданий St. James. На этой крыше обычные кровельные материалы за- менены на черепичную плитку, которая под воз- действием лишь дневного света преобразует сол- нечную энергию, как в электрическую, так и в теп- ловую.? Нам нужно учиться и брать пример с за- падных стран в деле развития ВИЭ. Тем более что мы располагаем всеми необходимыми предпо- сылками для создания надежной основы в деле развития альтернативной энергетики. 4.8.12.Принципы «зеленого инжиниринга»29 Принципы Зеленого инжиниринга представля- ют руководство по практической реализации ви- дения систем «от колыбели до колыбели» («cra- dle-to-cradle»), усиливаемых возобновляемой энергией, в которых потоки материалов заключа- ются в безопасные регенерационные замкнутые циклы. Подход «от колыбели до колыбели» определя- ет три ключевых принципа разработки, использу- ющих схемы естественных систем, которые могут придавать новое значение разработкам человека: 1. Отходы есть Пища 2. Использование солнечной энергии 3. Да здравствует разнообразие Отходы есть Пища. Отходы одного организма являются пищей для другого, и поток питательных веществ течет непрерывно в цикле рождения, смерти и возрождения — «от колыбели до колыбе-
ли». Так, например, лепестки цветков фруктового дерева опадают и разлагаются, превращаясь в пи- щу для других живых существ. Понимание этих регенеративных систем позво- ляет инженерам и разработчикам осознать, что все материалы могут рассматриваться как «питатель- ные вещества», которые используются в естествен- ных или искусственных метаболических циклах. В рамках подхода CCF дизайнеры и инженеры могут использовать научные оценки, чтобы вы- брать безопасные материалы и оптимизировать товары и услуги, создавая замкнутые материаль- ные потоки, которые, по сути, благоприятны и поддерживают окружающую среду. Использование солнечной энергии. Систе- мы «от колыбели до колыбели» — от зданий до процессов производства — открывают доступ к по- ступающей солнечной энергии, напрямую накап- ливая ее или используя пассивные методы, такие как эффективное использование естественного света для освещения помещений. Энергия ветра — тепловые потоки, движимые энергией солнца — также может быть активно вовлечена. Это уже ви- димое начало изменений энергетического рынка.
Да здравствует разнообразие. С точки зре- ния глобальной перспективы естественные систе- мы процветают благодаря биологическому разно- образию. Природное разнообразие дает множес- тво моделей для разработок человека. Инженеры могут получить преимущества от использования этого принципа, учитывая CCF сентенцию «любая устойчивость локальна». Другими словами, ус- тойчивые оптимальные решения разработки ко- пируют информацию у природы и, в конечном счете, помещают ее в локальные природные сис- темы. Они отражают понимание экологических взаимосвязей и улучшают местные ландшафты там, где это возможно. Они используют местные энергию и материальные потоки. Они принимают во внимание, как удаленные последствия местных действий, так и местные следствия удаленных действий. Суть заключена в следующем: разра- ботки, которые приветствуют и поддерживают разнообразие и локальный подход становятся не- изменно более эффективными и устойчивыми, используя принципы естественных систем, в срав- нении с предложениями принимать унифициро- ванные решения, характерные для традиционного инжиниринга.
2 https://www.bolshe.ru/book/id=1709&page=1 3 (Энергоэффективность и энергетическая безопасность в Содружестве Независимых Государств\ Энергетический выпуск ЕЭК No. 17. — ООН, Нью-Йорк и Женева, 2001, стр. 28) 4 https://ecoclub.nsu.ru/altenergy/images/energo.gif 5 https://ust-razvitie.narod.ru/Energy_1.htm 6 https://www.rea.org.ua/index.php?page=sources&lang=ru 7 https://solar-battery.narod.ru/solbat.htm 8 Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії України: енергія вітру, сонячна енергія, енергія малих рік, енергія біомаси, геотермальна енергія, енергія довкілля, енергія скидного енерготехнологічного потенціалу, енергія нетрадиційного палива// НАН України, Інститут електродинаміки, Державний комітет України з енергозбереження. Київ — 2001. 41с. 9 https://ust-razvitie.narod.ru/Energy_3.htm 10 Ветроэнергетика Украины: перспектива развития на ближайшие 20 лет/ доклад_ ГО «Енергія майбутнього століття», 1999. 11 https://www.ieer.org/ensec/no-11/no11russ/wind.html 12 https://www.intersolar.ru/bulletin/new/nbulletin5.shtml 13 https://www.kem.com.ua/themes/rukem/html/tab_energet.html 14 https://www.kem.com.ua/themes/rukem/html/tab_energet.html 15 https://www.zerkalo-nedeli.com/nn/show/559/50908/ 16 https://www.expert.ua/articles/16/0/642/ 17 Я. Магда. «Биомассу — в массы!» Журнал «Энергетическая политика Украины») 18 https://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info/912.htm 19 https://www.intersolar.ru/bulletin/new/nbulletin4.shtml 20 https://www.rea.org.ua/index.php?page=sources&sub=2&lang=ru 21 https://www.intersolar.ru/bulletin/3/strebkov.shtml 22 https://www.tek.web-standart.net/article0$t!1$pa!481$a!306091.htm 23 Я.Магда. Неиссякаемая энергия земли. Геотермальные ресурсы: возможности использования в Украине Журнал «Энергетиче- ская политика Украины» https://www.geonews.com.ua/index.cgi?a=2076 24 https://www.intersolar.ru/bulletin/new/nbulletin16.shtml 25 https://www.intersolar.ru/bulletin/new/nbulletin16.shtml 26 https://www.energosber.74.ru/Vestnik/1_2003/1_03_6.htm 27 https://www.pravda.ru/news/world/13-06-2006/87592-sunenergy-0 28 https://www.vira.ru/exp/news/detail.php?ID=3733 29 Cradle to Cradle/Remaking the Way We Make Things. By William McDonough & Michael Braungart, North Point Press, 2002
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тогда
как теплоэлектростанция, работающая на природном газе, — 464 кг, на
мазуте — 720 кг, на угле — 819 кг. Для установки ГеоТЭС необходимы
сравнительно меньшие, чем для строительства традиционных ТЭС, участки земли, их
можно про- ектировать и размещать на любых землях, в т.ч. на
сельскохозяйственных угодьях.
1
https://www.ukrdzi.com.ua/eximbase/reference/proua/economy/prom/1-3-3-2.shtml |
