Опыт и перспективы использования природных источников энергии в мире и Казахстане. – 2 часа

Стремительное развитие научно-технического прогресса и мирового энергетического потенциала сопровождается все возрастающим отрицательным воздействием на природу. Это ставит перед человечеством жизненно важную задачу по снижению техногенного воздействия на окружающую среду, прежде всего со стороны энергогенерирующих технологий.

Отрицательное экологическое воздействие современной традиционной энергетики, базирующейся на сжигании угля, мазута и природного газа, проявляется в основном в виде:

– химического загрязнения атмосферы вредными газами (СО₂, СН₄, NO_x, N₂O, SO₂ и др.) с последующим их превращением в «кислотные дожди»;

– образования «озоновых дыр» в стратосфере;

– глобального потепления климата на Земле («парниковый эффект») вследствие выброса в атмосферу СО₂ и других «парниковых» газов.

Совершенно очевидно, что развитие энергетики должно базироваться на высокоэффективных экологически чистых энергетических технологиях. Нетрадиционная энергетика, использующая возобновляемые источники энергии (геотермальное тепло Земли, солнце, ветер, приливы и т. д.), выгодно отличается экологической чистотой. Высокая экономическая эффективность и экологическая чистота стали основными причинами широкого использования нетрадиционных энергетических технологий в удаленных и труднодоступных регионах мира.

Производство в мире электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии (геотермия, солнце, ветер и приливы) в 1998 году составляло 66100 ГВт час.

Геотермальная энергетика, уступая ветроэнергетике в суммарной эксплуатационной мощности (42 % против 51 %), существенно превосходит её по выработке электроэнергии (70 % против 27 %, что свидетельствует о высокой эффективности геотермальных электростанций. Выработка электричества на основе использования энергии солнца и приливов мала и составляет 2 % и 1 %, соответственно.

На Мировом конгрессе – 2004 в Бонне было заявлено, что Европейский союз планирует к 2040 году на возобновляемых нетрадиционных источниках энергии (ВИЭ) получать 50 % всей необходимой энергии, что должно обеспечить экологическую безопасность и будущее развитие.

Так, по оценкам президента Европейского агентства по возобновляемым источникам уже к 2010 году технологии, основанные на использовании биомассы, внесут наибольший вклад, заместив около 3 271 млн. тонн нефти в год. На втором месте солнечные фотоэлектрические системы – около 784 млн. тонн.

При этом, общий мировой вклад ВИЭ в 2001 году составил эквивалентно 1364 млн. тонн нефти; в 2010 г. планируется довести этот объём до 1746 млн. тонн, а в 2040 г. – до 6351 млн. тонн, т. е. это предполагает рост доли выработки энергии на основе ВИЭ до 16,6 % к 2010 году и до 47,7 % к 2040 году.

Проблемы и перспективы использования ВИЭ и их роль

в энергетической стратегии Казахстана

Постоянное сокращение запасов органического топлива на Земле и неизбежная перспектива роста его стоимости, а также все возрастающее загрязнение окружающей среды вредными выбросами при его сжигании в энергетических установках являются стимулом для активного поиска и развития альтернативных энергоисточников. В настоящее время мировое сообщество признало, что в ближайшие десятилетия и, возможно, столетия не предвидится открытие и освоение кардинально нового источника энергии. Поэтому основные надежды и ближайшие планы по развитию мирового энергетического комплекса обращены к ВИЭ, в том числе геотермии, энергии солнца, ветра, биомассы.

Существующие солнечные энергетические технологии позволяют на основе фотоэлектрических преобразователей получать электроэнергию с КПД около 12 – 15 %, а также путем прямого нагрева в коллекторах вырабатывать тепловую энергию. Многие страны сегодня активно применяют солнечные коллекторы для бытовых нужд.

Использование биомассы для выработки электроэнергии является особенно перспективным в сельской местности, на предприятиях деревоперерабатывающей промышленности и других.

Ветроэнергетика активно развивается в Европейских странах, особенно в Дании, Германии и др. Так, на сегодня в Германии общая установленная мощностью ветроагрегатов превышает 12000 тыс. МВт.

Все вышеуказанные энергетические технологии на основе ВИЭ требуют определенной государственной поддержки на первом этапе их развития. Это обусловлено следующими причинами:

1. ВИЭ, как новый вид энергии, требует информационной поддержки и реализации демонстрационных проектов;

2. Для повышения конкурентоспособности и стимулирования развития ВИЭ требуется создание экономических механизмов, направленных на поддержку производства оборудования ВИЭ и реализации производимых электроэнергии и тепла;

3. Подготовка и осуществление проектов ВИЭ в большинстве случаев сегодня сопряжены с рядом барьеров и рисков, которые необходимо точно выявлять и определять механизмы их преодоления;

4. Учитывая относительно большие сроки реализации энергетических проектов ВИЭ (3 – 5 лет и более) необходимо создание благоприятного инвестиционного климата и соответствующих форм обязательств и гарантий для привлечения заемного и инвестиционного капитала в проекты;

5. Важным условием осуществления проектов ВИЭ является льготное налогообложение;

6. Требуется нормативно-законодательная база по ВИЭ, обеспечивающая гарантии на безусловную покупку электроэнергии и тепла, производимых установками ВИЭ.

Экономическое развитие Казахстана, как и других стран мира, в значительной степени зависит от выбора энергетической стратегии на ближайшие 30 –50 лет. Разработанная стратегия развития энергетики до 2020 года, к сожалению, не учитывает в должной мере роль ВИЭ, что является серьезной ошибкой и способно привести в будущем к сдерживанию развития экономики страны. Современные темпы роста тарифов на тепло и электроэнергию превышают темпы увеличения ВВП.

При этом темпы роста цен в промышленности в последние годы существенно опережают рост тарифов на электроэнергию

С другой стороны увеличение тарифов необходимо до уровня, способного обеспечить инвестиции в развитие энергетического комплекса и, прежде всего, ВИЭ.

В настоящее время наиболее используемыми в нашей энергетике является мазут, газ и уголь (не считая гидроэнергетику). Если делать ставку на интенсификацию добычи угля для покрытия дефицита топлива, то необходимо в 3 раза увеличить его объем производства, при этом выбросы вредных газов возрастут при выработке энергии в 10 раз по сравнению с использованием газа. Газ, в свою очередь, в нашей стране сегодня стоит почти в 4 раза меньше, чем за рубежом. Поэтому выгоднее продавать его по мировым ценам, а на вырученные средства покупать энергию и иметь еще дополнительные деньги на развитие.

Развитие атомной энергетики является стратегически важным, но требует решения множества проблем, в том числе по обеспечению безопасности, особенно в части утилизации отходов и ликвидации последствий аварий.

Таким образом, долгосрочная стратегия развития энергетики страны должна обеспечивать независимость от органического топлива и экологическую чистоту. Наряду с этим необходимо развивать энергосберегающие технологии.

Важным преимуществом ВИЭ является их способность на тысячелетие обеспечить энергией человечество. В настоящее время многие виды ВИЭ уже конкурентоспособны на энергетическом рынке, особенно геотермальная энергетика. Темпы развития альтернативных ВИЭ в развитых странах мира столь высоки, что к 2050 году они способны будут заместить до 70 % традиционного энергоснабжения.

Вопрос освоения ВИЭ становится в 21 веке определяющим во внешней политике, поскольку страны, освоившие ВИЭ, получат очевидные и значительные экологические и экономические преимущества. Таким образом, можно считать развитие ВИЭ вопросом государственной безопасности.

Оценка перспектив использования различных видов ВИЭ

Рост населения на земном шаре и потребления энергоресурсов в XXI веке сегодня вызывает большую озабоченность в связи с тем, что запасы органического топлива в мире неуклонно сокращаются и уже к середине XXI века в мире будет ощущаться его серьезная нехватка. В ближайшее время человечество ожидает энергетический кризис, если не будут в достаточной мере использованы возобновляемые источники, которые должны компенсировать более 50 % потребляемой тепловой и электрической энергии. Россия располагает уникальными запасами органического топлива, что составляет от мировых запасов: газа – 35 %, леса – 33 %, нефти – 12 %, угля – 12 %.

Прогноз энергопотребления и анализ имеющихся энергоресурсов и состояния генерирующих мощностей, выполненный экспертами Европейского Союза (рисунок 3.1), показывает, что в ближайшие 25 – 30 лет, несмотря на ожидаемый рост энергопотребления, производство тепла и электроэнергии, основанное на сжигании органического топлива и на атомных электростанциях, будет существенно снижаться. Поэтому, уже к 2020 году потребуются дополнительные 300 тыс. МВт установленной мощности. Эти потребности могут быть обеспечены только нетрадиционными, возобновляемыми источниками знергии.

Сегодня в Европе объявлена и активно выполняется Программа широкого внедрения ВИЭ, которая предусматривает, что к 2020 году возобновляемые источники энергии должны обеспечивать 20 %, а к 2030 году 40 % всего энергопотребления в странах Европейского Союза.

Сегодня наиболее перспективными и доступными для широкого реального практического использования являются следующие нетрадиционные возобновляемые источники энергии:

– солнечная энергия;

– геотермальная энергия;

– энергия ветра;

– энергия волн и приливов;

Не все перечисленные нетрадиционные источники энергии сегодня являются конкурентоспособными по отношению к традиционным (особенно при развитых сетях снабжения потребителей относительно дешевым природным газом). Однако поиск ниш экономически эффективного применения этих источников энергии и создание демонстрационных объектов с их использованием является крайне актуальным и дальновидным с учетом ожидаемого продолжения роста цен и тарифов на электроэнергию, тепло и энергоносители (в том числе на природный газ).