Альтернативные источники энергии. Опыт использования и перспективы развития

Органических веществ, которыемогут использоваться в целях получения энергии, великое множество.К ним относятся древесина и отходы ее переработки, имеющие доминирующее значение, продукция сельского хозяйства, а также отходы еепереработки. Все эти вещества можно классифицировать по различнымпризнакам:По источнику происхождения: растительные, животные.По стадии использования: первичные, вторичные [1, с .207].Современная промышленная биоэнергетика представлена различными технологиями. К ним относятся термохимические технологии, а точнее:Прямое сжигание – получение тепловой и электрическойэнергии.Производство пеллет – получение тепловой и электрическойэнергии, сингаза, водорода, жидких нефтеподобных углеводородов.Газификация – получение сингаза, водорода, тепловой и электрической энергии.Фест-пиролиз – получение жидких углеводородов.Синтез – получение метанола.Вторая группа технологий – это биотехнологии:Производство биоэтанола – энергоснабжение транспорта.Производство биодизельного топлива – энергоснабжение транспорта;Производство биоводорода– энергоснабжение транспорта, получение тепловой и электрической энергии.Производство биогаза – энергоснабжение транспорта, получениетепловой и электрической энергии[1, с. 210].Потенциальные возможности по производству в России пеллет, сингаза, водорода показаны в таблице 10.Таблица 10Потенциальные возможности по производству в России пеллет, сингаза, водорода [1, с. 220]ОкругПроизводствоПеллет, млн. тСингаза, млдр. м³Водорода, млдр. м³Центральный федеральный округ14,023,011,5Северо-Западный федеральный округ1,131,850,92Южный федеральный округ94,0154,077,0Приволжский федеральный округ23,538,519,2Уральский федеральный округ3,04,92,45Сибирский федеральный округ10,917,98,95Дальневосточный федеральный округ6,610,85,4Российская Федерация147,0133,068,9В мировом масштабе производство биогаза, как было показано на рис. 4 имеет очень большую распространенность. Таким образом, биогаз наряду с гидроэнергетикой, солнечной и ветровой энергетикой можно считать одним из наиболее перспективных направлений в России и в мире.2.2. Перспективы развития ВИЭ в РоссииСогласно Энергетической стратегии России на период до 2035 года, среди целей, которые должны быть достигнуты российской энергетикой к 2035 году можно отметить «…увеличение инвестиций в развитие и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии…» [11].В качестве задач развития ВИЭ в России в программе выдвинуты следующие тезисы:«…Ввод новых генерирующих мощностей, функционирующих на основе ВИЭ, при условии их экономической эффективности. Развитие отечественной научно-технической базы и освоение передовых технологий в области использования ВИЭ, наращивание производства на территории Российской Федерации основного генерирующего и вспомогательного оборудования для ВИЭ…» [11].Авторы программы полагают, что выполнение этих задач будут способствовать такие меры как вывод ВИЭ на рынки электроэнергии и интеграция ВИЭ в стратегические планы развития энергетики. Для этого предлагается предпринять следующие меры:Устранение барьеров при подключении установок возобновляемой энергетики к сетям общего пользования.Возмещение платы за технологическое присоединение к сетям.Субсидирование процентных ставок по кредитам, привлеченным для развития производства организациями, производящими энергию на основе ВИЭ.Создание системы контроля и статистической отчетности о выполнении целевых показателей по вводу мощности и производству электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии [11]. Также авторы программы предлагают принять меры по развитию научно-технической и производственной базы в области использования ВИЭ, в том числе: Государственное финансирование научно-исследовательских работ и пилотных проектов в области ВИЭ.Стандартизация и контроль качества оборудования ВИЭ.Трансферт технологий и локализация на российских предприятиях производства комплектующих для электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии; интенсификация международного сотрудничества в области передачи технологий и обмена опытом развития ВИЭ [11].Фотопреобразователи с высоким КПД, длительным ресурсом работы, минимальной деградацией начальных технических характеристик и приемлемой стоимостью, использующие весь спектр солнечного излучения и полную энергию фотонов.Новые полупроводниковые материалы и технологии изготовления фотоэлементов.Новые антиотражающие и пассивирующие покрытия фотоэлементов, обеспечивающие минимизацию оптических потерь и потерь от рекомбинации носителей в поверхностном слое, длительный срок службы в условиях динамичной внешней среды.Недорогие концентраторы солнечного излучения с высокой отражательной способностью и широкой угловой апертурой, обеспечивающей высокоэффективную концентрацию прямого и рассеянного солнечного излучения.Солнечные коллекторы с большой поглощательной способностью с жидкими и газообразными теплоносителями.Оборудование для ветряных электростанций, в т. ч. морского базирования, системы оптимального управления режимами работы ветрогенераторов и эффективные методы прогнозирования параметров ветра.Новые материалы и покрытия для лопастей ветродвигателей и технологии их обработки. Перспективные гидроагрегаты с переменной скоростью вращения.Новые строительные материалы для повышения безопасности и долговечности гидротехнических сооружений. Бинарные технологии использования геотермальной энергии с применением высокоэффективных низкокипящих рабочих тел. Технологии биохимического производства биогаза из растительного сырья различного происхождения с использованием высокоэффективных штаммов микроорганизмов. Новые технологии термической переработки биомассы с последующим использованием получаемых продуктов для производства электроэнергии. Новые технологии производства и хранения водорода у потребителей для целей повышения эффективности электрогенерации на основе ВИЭ.Тепловые насосы на основе новых технических принципов и схем с применением новых рабочих тел [11].Авторы программы полагают, что среди потенциальных эффектов для России от применения ВИЭ будут выделяться Расширение ресурсной базы мирового топливно-энергетического баланса.Экономия невозобновляемых ресурсов ископаемых топлив.Уменьшение антропогенного воздействия на окружающую среду.Сокращение выбросов парниковых газов и таким образом уменьшение негативного влияния энергетики на климат планеты. Создание новых секторов энергетики и экономики, увеличение количества высококвалифицированных рабочих мест, в том числе в смежных отраслях экономики [11]. Вывод по главе 2Таким образом, можно заключить, что ВИЭ сегодня являются направлением развития энергетики, которое внесено в число проектов государственного значения. Россия при этом идет по пути совершенствования технологий, освоение новых, слабо применяемых ВИЭ, например низкотемпературные термальные воды, тепловые насосы. Это позволяет с оптимизмом смотреть в будущее, но также отдавать себе отчет в том, что повсеместное внедрение ВИЭ – процесс не быстрый. Так, наиболее позитивным можно считать прогноз на внедрение ВИЭ в тех местах, где использование традиционных источников нецелесообразно экономически. Это дальние поселки, например на Кольском полуострове, маяки, метеорологические и биологические станции. Успешная отработка технологий на данных объектах позволить открыть для ВИЭ дорогу в будущее. Не сомнений в том, что эта работа должна проводится под контролем государства и всячески поддерживатьсяна законодательном уровне, экономически, административно. Есть необходимость в обучении новых специалистов в области нетрадиционной энергетики, создании специализированных институтов, которые стали базой для разработки и внедрения новых технологий в возобновляемой энергетике.ЗАКЛЮЧЕНИЕОчевидные преимущества ВИЭ, такие как неисчерпаемость, отсутствие затрат на топливо и экологическая безопасность, пока не всегда конкурентоспособны по сравнению с технически проработаннымии более дешевыми методами получения энергии на базе органическихтоплив. В тоже время во многих регионах России, где энергообеспечение осуществляется за счет дорогого дальнепривозного топлива,использование ВИЭ оказывается экономически конкурентоспособным.Из всего вышесказанного можно сделать ряд выводов:В условиях энергетического дефицита и зависимости от крупных импортеров углеводородов сегодня начинает формироваться система использования альтернативных, возобновляемых источников энергии. Для ряда стран, например в Европе, этот вид энергии позволил сократить расходы на закупку углеводородов. Сегодня отмечается довольно низкая доля ВИЭ в общей энергосистеме мира, но эта доля постепенно растет, что в отдаленной перспективе может привести к развитию новых разработок, к удешевлению оборудования, а, значит, и самой возобновляемой энергии. Недостатки ВИЭ, а именно высокая себестоимость, технологичность, низкая плотность источников энергии, зональность распределения энергии тормозят развитие ВИЭ по всему миру. Одним из важных этапов развитая ВИЭ в Росси сегодня должны стать совершенствование нормативной базы, разработка и внедрение новых технологий, обеспечение энергоустановками на основе ВИЭ отдаленных населенных пунктов, обеспечение экономической и административной поддержки отрасли.Таким образом, цель и задачи работы выполнены. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВНаучная и учебная литература Алхасов А.Б. Возобновляемая энергетика. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 256 с.Возобновляемые источники энергии:учебно-методическое пособие/ Сост. В.Д. Плыкин. – Ижевск:Издательство «Удмуртский университет», 2012. – 60 с.Городов Р.В. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное пособие/ Р.В. Городов, В.Е. Губин, А.С. Матвеев. – 1-е изд. – Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 294 с.Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие/ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. – 2-е изд., стер. – М.: КНОРУС, 2012. – 232 с. Электронные источникиВ России появилась первая экспериментальная волновая электростанция. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://poli.ru/story/v-rossii-volnovaja-jelektrostancija (20.11.2017). ВИЭ/ Русгидро. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rushydro.ru/activity/vie/ (20.11.2017). Каталог электростанций России/ EnergyBase. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energybase.ru/power-plant/index (20.11.2017). Кислогубская приливная/ Русгидро. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://blog.rushydro.ru/?p=4250 (20.11.2017). Справочник по возобновляемой энергетике Европейского союза. Аналитические обзоры института энергетики. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.hse.ru/data/2016/12/21/1112025400/%D0%A1%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%D0%92%D0%98%D0%AD%20%D0%B2%20%D0%95%D0%A1.pdf (20.11.2017). Технологическое развитие отраслей экономики/ Росстат. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/economydevelopment/# (20.11.2017).Энергетическая стратегия России на период до 2035 года. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.energystrategy.ru/ab_ins/source/ES-2035_09_2015.pdf (20.11.2017). BP Statistical Review of World Energy June 2015. – [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: https://www.bp.com/content/dam/bp/en/corporate/pdf/bp-statistical-review-of-world-energy-2015-full-report.pdf (20.11.2017). BP Statistical Review of World Energy June 2016. – [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: https://www.bp.com/content/dam/bp/en/corporate/pdf/bp-statistical-review-of-world-energy-2016-full-report.pdf (20.11.2017). BP Statistical Review of World Energy June 2017. – [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: https://www.bp.com/content/dam/bp-country/en_gb/united-kingdom/pdf/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf (20.11.2017). Renewables 2016 Global status report. – [Электронныйресурс]. – Режим доступа: http://www.climateactionprogramme.org/images/uploads/documents/GSR_2016_KeyFindings1.pdf(20.11.2017).