Нетрадиционные источники в Крыму - (курсовая)

В Дании общая мощность ВЭУ вскоре может достигнуть мощности ВЭУ Германии и Великобритании вместе взятых и превысит 1000 МВт к 2005 г.

Европейский союз предполагает довести мощность ВЭУ до 4000 МВт к 2000 г. и 8000 МВт к 2005 г. В середине 1994 г. в Европе уже было построено ВЭУ общей мощностью 1400 МВт и в 1995 г. эта цифра может достигнуть 2000 МВт.

В Индии наибольший ветряной бум, поддержанный правительством, начался в 1994 г. Уже в середине 1994 г. было ведено в эксплуатацию 120 МВт и в течение последующих 12 мес должно быть введено еще 970 МВт. В результате выполнения этой программы в некоторых регионах Индии располагаемая генерирующая мощность возросла в десятки раз. В Китае, Новой Зеландии, Швейцарии, Канаде и на Кубе официально предполагалось в 1994 г. приступить к осуществлению проектов строительства ВЭУ.

На Украине с помощью американских фирм предусматривается строительство ВЭУ общей мощностью 500 МВт.

Среди стран, которые еще имеют возможность развития ветроэнергетики, следует указать Аргентину, Канаду, Китай, Россию, Мексику, Южную Америку и Тунис, где возможно за счет энергии ветра покрывать до 20% потребности в электроэнергии.

Наконец, 20 малых субтропических стран, где потребности в электроэнергии удовлетворяются за счет дорогих дизель-генераторных установок, имеют возможность развивать использование ветра.

Развитие ветроэнергетики как источника энергии в некоторых странах сталкивается с противодействием. С одной стороны, ветровые фермы занимают большие площади. С другой стороны, возникают проблемы, связанные с изменением ландшафта при строительстве ВЭУ. Площади, занимаемые ВЭУ, могут быть использованы для сельскохозяйственных нужд. Стоимость 1 га земли в зависимости от регионов может составлять от 100 до 2500 дол. и более. Опыт подсказывает, что требования сохранения эстетики в большинстве случаев могут быть решены. Другой проблемой, связанной со строительством ВЭУ, возникшей в 1994 г. , стала потенциальная возможность гибели птиц на путях их миграции. Орнитологи указывают, что некоторые пути миграции птиц проходят через площади, занимаемые ВЭУ. В связи с этим возникла необходимость провести научные исследования для понимания природы и масштабов проблемы. Эксперты надеются на успешное ее решение. Немаловажными проблемами также являются влияние уровня шума, создаваемого установкой и влияние работы ВЭУ на системы радиосвязи.

Еще одной из проблем ветроэнергетики является то, что регионы, благоприятные для использования энергии ветра, удалены от крупных индустриальных центров, а строительство новых линий электропередач потребует значительных затрат времени и средств. Так, по расчетам специалистов линия электропередачи для передачи мощностью 2000 МВт на 2000 км может стоить 1, 5 биллиона дол. [1]

    О СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВЭС В УКРАИНЕ

Современная ветроэнергетика является одной из наиболее развитых и перспективных отраслей альтернативной энергетики. В настоящее время, в условиях энергетического кризиса на Украине, ветроэнергетика занимает одно из ведущих мест в использовании НВИЭ.

В Украине взят курс на ускоренное развитие производства ветроэнергетических установок (ВЭУ) и строительство ветроэлектростанций (ВЭС) общей мощностью 500 МВт и более, для чего в ветроэнергетику направляются большие государственные инвестиции (0. 75% от товарной продукции производства электроэнергии в системе Минэнерго Украины). В то же время доля ветроэнергетики в мире за последние 15— 20 лет развития составила только 0, 1—0, 15% от мировых поставок энергии. Так, в Дании, где производство и внедрение ВЭУ получило наибольшее развитие, доля ВЭС и отдельных ВЭУ на 1993 г. составляла лишь 2% от объема производства электроэнергии. А по данным комиссии Мирового экономического Совета по прогнозированию мировой экономики доля всех нетрадиционных источников энергии (НИЭ) в последующие 30 лет не будет существенно возрастать. Особо следует отметить, что в странах Европы, Америки, в Японии развитие ветроэнергетики идет на фоне сильной и стабильной экономики, при избытке традиционной генерирующей мощности, отсутствии энергетического кризиса. Большинство ВЭУ созданы частными объединениями, производственная база изготовителей ВЭУ обеспечивает высокие требования стандартов этих стран к качеству изделий, растет единичная мощность ВЭУ и совершенствуются их конструкции. Во всех странах-производителях установок имеются стандарты на ВЭУ, как правило, на внутренний и внешний рынок поступают ВЭУ только с сертификатами качества. Украина пока далека от всего этого. Необходимо также отметить, что суммарная располагаемая мощность ВЭС в Украине в 500 МВт даст прибавку среднегодовой мощности лишь в 800—100 МВт, что для уровней страны составляет весьма малую величину. Существующие намерения государства по внедрению ветроэнергетики в Украине базируются в основном на применении лицензированной ВЭУ модели “USW 56-100” и ВЭУ отечественной разработки типа “АВЭ-250С”. Фирмой “Виндэнерго Ltd” разработан проект программы работ по проектированию, строительству и эксплуатации ветроэлектростанций, а также подготовке серийного производства ветроэнергетического оборудования на предприятиях машиностроительного и военно-промышленного комплексов Украины. Программа базируется практически на одновариантном производстве в Украине ВЭУ модели “USW 56-10U”, не рассматриваются варианты других моделей, а также моделей других фирм. Программа не прошла всесторонней экспертизы со стороны государственных и общественных организаций страны и зарубежья. В программе за основу обоснований берутся показатели стоимости, выработки и другие данные исходя из начальной части строительства Донузлавской ВЭС, очень краткого периода ее эксплуатации и малого числа ВЭУ на ней, что не может ложиться в обоснование многозатратной программы по Украине. Ориентировка программы на производство в Украине ВЭУ суммарной мощностью в 1000 МВт не обоснована, в том числе ни внутренними, ни зарубежными заявками, ни технико-экономическим расчетом.

В 1995 г. в Украине произошли значительные изменения в соотношении цен, а также ухудшилось финансовое состояние, в том числе и в Минэнерго Украины — основном инвесторе программы. Эти обстоятельства требуют рассмотреть целесообразность продолжения выполнения программы. В программе не учитываются некоторые затраты (на реконструкцию существующих высоковольтных сетей, противоаварийной автоматики, АСУ ВЭС, защит и др. ), не полно учитываются затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию ВЭС, не рассмотрены многие вопросы, сопутствующие строительству ВЭС в 500 МВт (режимы, устойчивость, противоаварийная автоматика, АСУ ВЭС, предварительные согласования площадок для ВЭС и т. д. ), не учтен рост стоимости в последующие годы, не определен прогноз (динамика) стоимости электроэнергии от традиционной энергетики и от ВЭС, стоимости деталей к ВЭУ, поставляемых извне, прогноз стоимости ВЭУ при переходе на производство установок модели“USW 33M-VS”. При расчете цены на ВЭУ модели “USW 56-100” и стоимости электроэнергии от нее отсутствуют аналогичные расчеты и динамика цен по годам для других типов ВЭУ. Программа рассчитана только на 2 года, что явно недопустимо при таких больших инвестициях в ветроэнергетику Украины.

В Украине не проведены серьезные исследования по влиянию крупных ВЭС на окружающую природную среду в зоне их действия. Эти вопросы требуют дополнительных исследований и согласовании с природоохранными организациями, да и соответствующие законы отсутствуют. ВЭУ модели “USW 56-100” имеют малую для работы в параллель с энергосистемой Украины единичную мощность при формировании комплекса мощного генерирующего источника (ВЭС), что приводит к снижению эффективности использования земли под ВЭС, ветроэнергопотенциала, росту удельных затрат в строительство и на эксплуатационные расходы.

В мире в последние годы основной ввод ВЭУ, работающих в параллель с сетью, идет по линии ввода установок единичной мощностью 250—500 кВт. Считается целесообразным переходить к единичным мощностям ВЭУ мегаваттного класса. ВЭУ модели “USW 56-100” базируется на устаревшей конструкции, что приводит к меньшей ее эффективности. По ветроэнергетическим характеристикам установка имеет относительно низкие скорости— отключения (22 м/сек) и неразрушающую (56 м/сек), относительно высокие скорости —включения (5 м/сек) и номинальную (13 м/сек), что не позволяет использовать часть диапазона энергии ветра на площадке, а также ограничивает область применения ВЭУ. Расположение лопастей за гондолой увеличивает аэродинамические потери и соответственно снижает выработку электроэнергии. ВЭУ не имеют противогололедной защиты, что ограничивает область их применения или снижает выработку электроэнергии в гололедных районах. Установки не предназначены для работы в автономном режиме, что также ограничивает область их применения. ВЭУ модели “USW 56-100” обладают еще целым рядом недостатков: установки не вырабатывают реактивную мощность, что требует дополнительных капиталовложений на компенсацию реактивной нагрузки; решетчатая конструкция башни установки приводит к большой вероятности гибели птиц, а также к необходимости размещения шкафа управления на уровне земли, что не исключает возможности хищения электроники из шкафа; незащищенность аппаратуры АСУ от помех и воздействий; отсутствие автоматики раскручивания силовых и контрольных кабелей; тяжелый режим механизмов гондолы из-за знакопеременных нагрузок вследствие применения системы “рыскания” для ориентировки гондолы на направление ветра; быстроходность ветроколеса (72 об/мин); усложненная конструктивно-технологическая схема лопасти для их производства требует большого оснащения, ручного труда и специальных материалов. Фирменные требования к качеству изготовления узлов и деталей ВЭУ затруднительно выдержать в условиях Украины. Для их выполнения требуются большие инвестиции на модернизацию производственных баз украинских производителей ВЭУ. Кроме того, установка “USW 56-100” не имеет международного и украинского сертификатов качества. В Украине документально не известен опыт эксплуатации этих ВЭУ в США и других странах, не известен запас заложенной прочности деталей установок а также результат сертификации ВЭУ в США, усталостные характеристики лопастей и других частей установок. Часть деталей производится вне Украины, в дальнейшем потребуется СКВ для приобретения этих деталей для ремонта установок.

Программа АСУ ТП ветроагрегата не известна для пользователей Украины, в АСУ введен защитный код, что не позволит владельцу ВЭУ самостоятельно ее ремонтировать или модернизировать. Естественно, что в условиях массового производства и эксплуатации этих установок в Украине подобное обстоятельство нецелесообразно. Не определены условия поставки запасных частей к ВЭУ по окончании серийного производства их в Украине. По-видимому, потребуется СКВ.

Стоимость установок этой модели, производимых в Украине, в долларовом эквиваленте быстро и неуклонно растет. По всей вероятности, такая тенденция сохранится и в будущем. По состоянию на апрель 1996 г. из 32 установок, принятых в эксплуатацию, 22 аварийно вышли из строя с серьезными дефектами: трещины, сползание, отрыв лопастей, дефекты тяги, сгорели 2 генератора и др. По предварительной оценке неисправности возникали из-за неудовлетворительной подготовки модулей ВЭУ на заводе-изготовителе. Ранее выполненные ТЭО и проект на Донузлавскую ВЭС имели ряд серьезных недоработок и замечаний.

Рекламная и проектная выработки электроэнергии ла Донуздавскри ВЭС пока не подтверждаются. Определяется, причина относительно малой выработки электроэнергии.

Нa основании изложенного можно сделать вывод, что ВЭУ модели “USW 556-100” по конструкции и параметрам не оптимальна для условий работы в параллель с энергосистемой Украины, а также не оптимальна для украинских метеоусловий. В Украине разработана и производится ВЭУ типа “АВЭ-250С” мощностью 200 кВт. К настоящему времени партия этих установок проходит отработку и опытную эксплуатацию (в основном в Крыму). Разрабатывается подобная установка мощностью 500 кВт. ВЭУ типа “АВЭ-250С”может работать как в параллель с энергосистемой, так и автономно. По удельной выработке электроэнергии более предпочтительна.

    Выводы

1. Ветроэнергетика в Украине не может заменить традиционную энергетику. Она может только дополнить ее. Для этого необходимо иметь традиционную генерирующую мощность, покрывающую всю нагрузку потребителей.

2. Ветроэнергетика в Украине, как и во всем мире, в современных условиях высокозатратна и в ближайшей перспективе не может быть рекомендована для внедрения в больших объемах из-за высокой удельной стоимости ВЭУ, низкого коэффициента использования установленной мощности установок (0. 15-0. 25), слабости экономики и других факторов.

3. Ориентировка на применение, только одного-двух типов ВЭУ в масштабах всей Украины ошибочна по многим причинам. Только расчеты и технико-экономические обоснования могут определять оптимальный тип ВЭУ для каждой площадки ВЭС. 4. Необходимо разработать государственную программу развития ветроэнер-гетики на более длительный срок (10—15 лет) во многовариантном исполнении по типам ВЭУ, площадкам, регионам и на тендерной основе определить организацию-исполнителя. 5. Вряд ли целесообразно в ближайшие годы вкладывать значительные государственные инвестиции в производство ВЭУ для внутреннего рынка и строить крупные ВЭС. В первую очередь необходимо создать условия для внедрения ветроэнергетики (издание законодательных актов, стандартов, методик, определение льгот, создание сертификационных центров, стимулирование частного бизнеса на инвестиции в ветроэнергетику и т. д. ), определение кадастра ветра, финансирование строительства пилотных ВЭУ на перспективных площадках ВЭС и т. д. , обеспечить за- щиту иностранного капитала при вложении в ветроэнергетику Украины. 6. Разработка и осуществление программы развития ветроэнергетики Украины должны проводиться с учетом требований “Отраслевых руководящих документов. Определение экономической эффективности капитальных вложений в энергетику. Методика. Общие методические положения”, ГКД 340. 000. 001. 9, так как программа фирмы “Виндэнерго Ltd” разработана без учета этих требований. Материал поступил в редакцию 15. 05. 96 © Маркин В. М. , 1996

    [2]
    УДК 621. 311. 24
    Л. Ф. КРИВУШКИН, канд. техн. наук “Укрэнергосетьпроект”

К ОЦЕНКЕ ПЕРСПЕКТИВ И УСЛОВИЙ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В КРЫМУ Территория Автономной Республики Крым обладает достаточно большим ветровым потенциалом на Украине и рассматривается как наиболее перспективный район для строительства установок по его использованию и выработке дополнительной электроэнергии.

Анализ ветроэнергетических ресурсов Крыма показывает, что среднегодовые значения скорости ветра на территории полуострова колеблются в пределах от 3 до б м/с, причем максимальные вероятности ч=3, 5 м/с (более 60%) отмечаются на Южном берегу Крыма, Керченском полуострове и в районе горного массива Ай-Петри.

Развитие ветроэнергетики в Крыму обусловлено следующими причинами: - дефицитностью традиционных природных невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов, критическим состоянием собственных генерирующих источников и неустойчивой работой крымской энергосистемы в целом; - высокими экологическими требованиями к энергопроизводящим и топливо-потребляющим источникам, связанным с развитием в регионе индустрии отдыха и туризма; - удачным географическим положением Крыма и его уникальными природно-климатическими возможностями;

- наличием свободных земельных площадей, пригодных для размещения объектов ветроэнергетики; - наличием свободных трансформаторных мощностей с низким коэффициентом использования, особенно в зимний период года (зона Северо-Крымского канала).

Использование ветровой энергии не территории Крымского региона предусматривается по двум основным направлениям: - строительство ветроэнергетических установок и их комплексов - ветроэлектрических станций (ВЭС) мощностью 100 кВт и выше и работа в параллельном режиме с общей энергосистемой;

- строительство ветроустановок небольшой мощности от 4 кВт и выше для питания относительно небольших отдельных объектов (ферм, арендных хозяйств, жилых и общественных зданий и пр. ) и работа их в автономном режиме. Работы по первому направлению выполняются в настоящее время предприятием ГАЕК Крымэнерго и Государственным Комитетом по водному хозяйству Автономной Республики Крым согласно “Программе развития ветроэнергетики и строительства ветростанции в Крыму до 2010 г. ”, которая вошла составной частью в Комплексную программу строительства ветроэлектростанции Украины во исполнение Постановления Кабинета Министров Украины от 1506. 44 г № 415“О строительстве ветровых электростанций и Указа Президента Украины от 2. 03. 96 г. № 159, 96“О строительстве ветровых электростанций”.

Программой определены наиболее перспективные площадки строительства ВЭС, потенциал энергии ветра и основные научно-технические решения по его использованию. В настоящее время в Крыму введены в эксплуатацию и планируются до 2010 г. строительство следующих ВЭС:

    а) по предприятиям ГАЭК “Крымпромэнерго”:

- Донузлавская ВЭС с установленной мощностью 5, 7 МВт. Введена в действие в мае 1993 г. , смонтировано 53 ветроагрегата типа USW-56-100 мощностью 107 кВт. ч. каждый. Выработано на настоящий момент за весь период работы 5341674 кВт. ч электроэнергии, в том числе за 1996 г. - 2600000 кВт. ч. Комплексной программой строительства ВЭС планируется доведение мощностей до 45 МВт к 2000 г.

- Черноморская ВЭС - установленная мощность 0, 8 МВт, оснащена 4 ветроаг-регатами АВЭ-250 отечественного производства. Выработано 656960 кВт. ч. Комплексной программой предусматривается доведение мощности первой очереди к 2000 г. до 5 МВт.

- Акташская ВЭС - установленная мощность 1, 6 МВт, оснащенная отечественными ветроагрегатами АВЭ-250. Выработано за весь период 769060 кВт. ч. электроэнергии, в том числе за 1996г. - 219176 кВт. ч. Комплексной программой планируется доведение первой очереди мощностью до 9, 6 МВт. В дальнейшем планируется увеличение мощности до 17, 3 МВт. Дальнейшее наращивание мощностей в системе“Крымэнерго”, согласно Комплексной программе строительства ВЭС на Украине, планируется в Восточном Крыму (Чаганы), где имеется наибольший ветровой потенциал. Предусматривается увеличение мощности ВЭС до 710 МВт.

    б) по объектам Госводхоза АР Крым;

- Сакская ВЭС - установленная мощность 0, 6 МВт, оснащенная 6 ветрогенера-торами USW-56-100, выработано за весь период 70520 кВт. ч. электроэнергии, в том числе за 1996 г. - 61210 кВт. ч... Планируется доведение ее мощности к 2000 г. до 20 МВт. - Планируется также строительство : Мироновской ВЭС с доведением ее мощности к 2000 г. до 17 МВт, Джанкойской ВЭС с доведением ее мощности к 2005 г. до 16 МВт, Пресноводненской ВЭС с доведением ее мощности к 2005 г до 25 МВт и Восточно-Крымской ВЭС с доведением ее мощности к 2010 г-до 150 МВт. Кроме того, Комплексной программой строительства ВЭС в Крыму к 2010 г. планируется: - строительство Западно-Сивашской ВЭС мощностью 10, 6 МВт в экономической зоне “Сиваш”; - строительство Судакской ВЭС с перспективными ветроагрегатами мощностью 300-500 кВт, с доведением ее установочной мощности к 2010 г. до 50 МВт; —строительство Ялтинской ВЭС в пгт. Кацивели с перспективными ветроагре-гатами мощностью 300-500 кВт, с доведением ее мощности к 2005 г до 10 МВт. Строительство ВЭС, предусмотренное Комплексной программой рассчитано до 2010 г. и на эти цели программой выделено 773, 7 млн. грн, причем 46, 45% обеспечивается из специального расчетного фонда при НДЦ Украины созданного для целевого финансирования строительства ВЭС. Остальные средства предполагается формировать за счет инвестиций совместных предприятий и других источников, не запрещенных законодательством Украины. Для привлечения инвесторов для участия в строительстве ветроэлектростанции, Правительство Крыма издало Постановление от 25. 01. 96 г. №23“О развитии ветроэнергетики в Крыму”, где предоставляются льготы при производстве и строительстве ветроэлектростанции. Работы должны осуществляться на договорной основе, с конкретными фирмами исполнителями, финансирование работ предпочтительно из специальных отечественных и зарубежных фондов. Принимая во внимание, что развитие ветроэнергетики может быть только при наличии обученного персонала, программой предусмотрено создание центра сервисного обслуживания, среднего и капитального ремонта, а также межведомственного центра испытаний и сертификации ВЭУ на базе ликвидируемой СЭС - 5 в г. Щелкино. В функции центра предполагается включить:

- сбор, обработку и осуществление обмена информации с заинтересованными организациями; - формирование законодательно-нормативной базы;

    - участие в проектных работах;
    - испытание и сертификация ВЭУ;

- методическая и экспертная помощь организациям и физическим лицам; - рекламно-выставочная деятельность;

- метеорологические исследования и выбор площадок установки ВЕУ. Комплексной программой строительства ВЭС до 2000 г. предусмотрено на эти цели 8, 97 млн. грн.

Таким образом, к 2010 г. , при успешном развитии Комплексной программы строительства ветроэлектростанции Украины, предполагается довести общую мощность ВЭС Крыма до 480 МВт, что позволит повысить надежность энергосбережения Крыма и дать экономию органического топлива в размере 290 тыс. т. у. т. в год. Выполнение работы по второму направлению - внедрению малой ветроэнергетики в Крыму - возможно на основании научно-технических и опытно-конструкторских разработок, выполненных в КПИ и ИЭД НАМ Украины. К настоящему времени разработана серия ветроустановок разных мощностей от 0, 5 до 100 кВт и разного назначения, которые предназначены для решения следующих целей и задач по экономии ТЭР:

- автономное снабжение электроэнергией потребителей, не связанных с централизованными электрическими сетями; выработка электроэнергии постоянного тока напряжением 12-14 В; отопление и горячее водоснабжение помещений, теплиц и др;

    - подъем воды и скважин из колодцев;
    - малое орошение и мелиорация;
    - переработка сельскохозяйственной продукции.

Общая выработка электроэнергии, за счет строительства ветроагрегатов малой мощности может составить к 2000 г. 3, 96 млн. кВт/ч. , за период с 2001 по 2005 гг. –6, 41 млн. кВт/ ч и за период с 2006 по 2010 гг. - 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).

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 м2горизонтальной 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:

установку на малых реках свободнопотоковых микро-ГЭС мощностью от 0, 5 до 5, 0 кВт;

проведение работ по созданию атласа малых рек Крымского региона с определением сезонных расходов воды, скорости течения на разных уровнях высоты паводков и др. данных; уточнение потенциала гидроэнергетических ресурсов малых рек и существующих инженерных гидросооружений для строительства микро-ГЭС; разработку инвестиционных проектов по строительству объектов малой гидроэнергетики; 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