Нетрадиционные источники в Крыму

Нетрадиционные источники в Крыму

Введение

В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Ведется бурная дискуссия о выборе путей развития энергетики. Это связано, прежде всего, с растущей необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого процесса являются происходящие изменения в энергетической политике стран со структурной перестройкой топливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией, складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается число международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и специалистов, рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области НВИЭ из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время на производство тепла и электричества расходуется ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей нефти, сжигание которых сильно засоряет атмосферу Земли.

Опыт.

В 1990 г. первое место по объему бюджетных ассигнований на НИОКР в области НВИЭ сохранялось за США, второе – у Японии, у германии – третье, далее следуют Италия, Испания, Великобритания и Нидерланды. Отмечается также некоторая смена приоритетов в отношении  к различным видам НВИЭ. Первое место принадлежит теперь солнечной энергетике, второе – биоэнергетике, которая несколько оттеснила ветроэнергетику. Последнее объясняется тем, что многие ветроэнергетические проекты не доведены до промышленной и коммерческой стадии. Третье место осталось за геотермальной энергетикой.

В «Белой книге» ООН (1992 г.), посвященной роли НВИЭ приведена оценка удельных затрат на строительство энергетических установок на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии.

Ожидаемая стоимость в долларах 1 квт установленной мощности в 1998 г. оценивается: для ТЭС на угле мощностью 300 МВт – 2283, для группы ветроустановок мощностью 75 МВт – 1434. Для электростанций на биомассе мощностью 40 МВт – 7085, ГеоТЭС мощностью 113 МВт – 1527, солнечные электростанции модульного типа мощностью 30 МВт – 4497, фотоэлектрические станции мощностью 100 МВт – 3800 МВт – 4200. Доля НВИЭ в мировом топливно-энергетическом балансе мира в 1985 г. составила 17,6%, в том числе гидроэнергия  5,8% (доля среди НВИЭ 33%), биомасса из природных источников и энергетических плантаций – 10,3% (58% всех НВИЭ), отходы сельского хозяйства – 1,2%. Ожидается, что к 2000 г. вклад НВИЭ возрастет до 4807 млн. т. условного топлива, при этом гидроэнергия составит 26%, солнечная энергия 6%, древесное топливо 49%, отходы 15%, энергия ветра 1,8%. К 2020 г. при общем потреблении НВИЭ примерно 6944 млн. т. условного топлива, доля различных источников составит соответственно 25; 9,6; 42 и 13,3%.

Учитывая все более обостряющиеся проблемы защиты окружающей среды, сделана попытка оценки предельных значений возможного использования энергии. В одном из прогнозов отмечается, что для предотвращения катастрофического загрязнения окружающей среды и сохранения разнообразия биологических вдов на Земле потребление энергии на одного человека в среднем не должна превышать 80 ГДж/год.

В настоящее время в США оно составляет 280, в Великобритании 150 ГДж.

В одном из прогнозов, разработанных в Испании, проведена оценка возможного потенциала использования НВИЭ в мире. Технический гидропотенциал мира оценен в 1350 ГВт.

По прогнозу развития использования НВИЭ, выполненному в США указывается, что ресурсы НВИЭ в США более чем в 500 раз превышают объемы их потребления и более чем в 10 раз ресурсы органического и ядерного топлива.

К 2030 г. НВИЭ могут дать энергию, эквивалентную 50-70 современного уровня потребления энергии. НВИЭ, преимущественно биомасса и гидроресурсы, удовлетворяют сейчас примерно 20% мировой потребности в энергии, а энергия биомассы – 35% энергетических потребностей развивающихся стран.

Гидроэнергия и биомасса удовлетворяют более 50% энергетических потребностей Норвегии. В промышленно развитых странах потребность в низкотемпературном тепле составляет 30-50% общей потребности в энергии, а в развивающихся странах – еще больше. Через несколько десятилетий с помощью солнечной энергии будет производиться нагрев почти всей требующейся воды, а пассивные системы отопления и охлаждения зданий снизят потребность в энергии для этих целей примерно на 80%.

На Кипре, в Израиле , Японии и Иордании 25-65% потребности в горячей воде обеспечивают гелиотермические установки.

В конце 1989 г. мощность электрогенерирующих установок в странах ЕС на НВИЭ составила 1718 МВт. Например, в Португалии мощность установок на биомассе составила 201 МВт, на городских и промышленных отходах в  Германии – 194, В Нидерландах  - 164 МВт. В Италии мощность геотермальных установок составила 521 МВт (всего в странах ЕС 559 МВт). Франция – единственная страна, обладающая крупной электростанцией 240 МВт. Дания обладает 77% (253 МВт ) всех ветроустановок ЕС, Нидерланды – 40 МВт.

В странах ЕС реализовалась третья четырехлетняя программа в области НВИЭ (1990 – 1994 гг.), принципиальной целью которой являлось повышение  конкурентоспособности Европейской промышленности высоких технологий на мировом рынке, в сравнении с промышленностью США и Японии.

Важнейшим достижением первых двух программ НИОКР были признаны разработка проекта солнечной электростанции башенного типа, строительство 15 гелиоэнергетических установок мощностью 30 – 300 кВт внедрение технологий по использованию энергии биомассы и геотермальной энергии.

В мире эксплуатируется свыше 100 тыс. ветроэнергетических установок общей мощностью 2500 МВт, в том числе более 16 тыс. в США.

Согласно прогнозу МИРЭС, на долю НВИЭ в 2020 г. будет приходиться 1150 – 1450 млн. т условного топлива (5,6 – 5,8% общего энергопотребления).При этом прогнозируемая доля отдельных видов НВИЭ составит: биомасса – 35%, солнечная энергия – 13%, гидроэнергия – 16%, ветроэнергия – 18%, геотермальная энергия – 12%, энергия океана – 6%.[5]

СИТУАЦИЯ НА УКРАИНЕ И В КРЫМУ.

Трудно переоценить влияние, которое оказывает энергетическая сфера на жизнедеятельность населения и национальную безопасность Украины.

После нефтяных кризисов 1973 и 1979 гг. и особенно после Чернобыльской катастрофы, ограничившей развитие атомной энергетики, взгляды специалистов на энергетическую отрасль несколько изменились. По их мнению, энергетический  кризис, который переживает Украина в настоящее время, связан, в первую очередь, с недостатком собственных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), который приходится выполнять за счет импорта угля, нефти и природного газа, а также неэффективностью их использования на местах потребления.

Несмотря на некоторые положительные сдви­ги (снижение инфляции, создание финансовой банковской системы и наметившийся рост про­изводства в отдельных отраслях), экономика и энергетика Украины в 1996 — 1997 гг. про­должали оставаться в кризисном состоянии. Валовой внутренний продукт (ВВП) в 1996г. вновь уменьшился. В 1997г. его объем снизился по сравнению с 1996 г. еще  на 9%.

Объемы производства и добычи энергоресур­сов в Украине изменились незначительно. До­быча угля в 1996г. увеличилась по сравнению с 1995г. на 9,2% и составила 2101,5 ПДЖ, природного газа – на 1,6% и достигла 630,9 ПДж, производство электроэнергии сни­зилось на 0,7% и составило 192,6 ТВт.ч.

Как и в предыдущие годы, в 1996 — 1997 гг. наблюдались такие негативные явления, как низ­кая эффективность управления экономикой, кри­зис платежей между предприятиями и задол­женность по заработной плате, большой удельный вес теневой экономики. Темпы снижения уровней ВВП выше, чем темпы уменьшения потребности в энергоресур­сах, что определяет ухудшение показателей эф­фективности энергоиспользования.

В настоящее время кризисное состояние от­раслей энергетики характеризуется в первую оче­редь большими задолженностями потребителей по оплате угля, газа, нефтепродуктов, электри­ческой и тепловой энергии. Только за элек­троэнергию задолженность составляет свыше 2,5 млрд. долл. При этом наиболее надежным плательщиком является население, которое оп­латило около 70% потребленной энергии и 80 % стоимости использованного газа.

Снижение энергопотребления, в том числе природного газа и электроэнергии, обусловлено главным образом падением производства. Оп­ределенное влияние на уменьшение энергопот­ребления оказал рост цен на энергоресурсы. Цена на электроэнергию в 1996г. воз­росла по сравнению с 1990г. для бытовых потребителей более чем в 20 раз, в промыш­ленности — в 35 раз и составила соответственно 4,4 и 3,5 — 3,8 цента за 1 кВт-ч. Государство принимает активное участие в регулировании цен на электроэнергию, в частности, в уста­новлении верхнего предела цены на электро­энергию, потребляемую в быту. Такое же участие государство принимало в установлении верхнего предела цены на газ для бытовых потребителей в 1997 г. До октября 1997 г. оно выплачивало из бюджета 20%-ную дотацию за газ, потреб­ляемый в быту, при его цене 83 долл. за 1000 м3 (с учетом транспорта газа). Сейчас для бытовых потребителей установлена цена на природный газ в размере 62 долл. за 1000 м3 при наличии газового счетчика и 70 долл. при его отсутствии.

Цены на тепловую энергию в 1990 — 1995 гг. менялись значительно чаще, чем на остальные энергоносители. Особенно выросла цена на теп­ловую энергию для бытовых потребителей: так, в 1996 г. она увеличилась в 129 раз по сравнению с 1990 г. В настоящее время средняя цена за 1 Гкал тепла составляет: для промышленности — 28,9, для бытовых потребителей — 16 долл.

Таким образом, переход к рыночной эко­номике существенно повлиял на увеличение цен на энергоресурсы, что осложнило платежную спо­собность потребителей. Большие задолженности по оплате энергоресурсов отрицательно сказались на эффективности работы энергетических отрас­лей и блокировали их деятельность в направ­лении дальнейшего развития и модернизации энергетического оборудования. Более 70% оборудования тепловых электростанций Украины требуют замены или модернизации, угольная промышленность нуждается в реструктуризации шахтного фонда, оборудование гидроэлектростан­ций Днепровского каскада физически и морально устарело. В электроэнергетике предусматривается ввод в эксплуатацию по одному блоку мощ­ностью 1000 МВт на Ровенской и Хмельницкой АЭС, в процессе модернизации тепловых элек­тростанций намечается использование парогазовых циклов.

При проведении энергетической политики ос­новные усилия государства направлены на уве­личение доли производства собственных энер­горесурсов (сейчас до 50% топлива импорти­руется), а также на дальнейшую диверсификацию источников их импорта. Как уже отмечалось, с падением объемов производства потребление энергоресурсов существенно снизилось. Если рас­смотреть   энергопотребление   по   отраслям, то видно, что наиболее значительное снижение потребности произошло в промыш­ленности. Самые низкие темпы снижения по­требности в конечной энергии и природном газе наблюдаются в бытовом секторе, более того, по­требность в электрической энергии по сравнению с 1990 г. даже несколько возросла.

Прежде чем рассмотреть состояние прива­тизации энергетики и возможности прямых за­рубежных инвестиций, необходимо проанализи­ровать структуру энергетики, в частности, таких отраслей, как электроэнергетика и газовая про­мышленность. Руководящим и координирующим органом в электроэнергетике является Мини­стерство энергетики Украины. В его структуру входят 4 генерирующие компании и 27 реги­ональных распределительных компаний (25 об­ластных и 2 городских). Вся продажа элект­роэнергии потребителям осуществляется через региональные распределительные компании.

Газовой промышленностью управляет Госу­дарственный комитет нефтяной, газовой и неф­теперерабатывающей промышленности Украины. В его структуру входят два акционерных об­щества — "Укргазпром" (добыча, переработка, транспорт, сбережение газа) и "Укргаз" (реа­лизация газа потребителям). АО "Укргазпром" состоит из 8 региональных дочерних предпри­ятий, АО "Укргаз" имеет в своем составе 25 областных и 2 городских региональных орга­низации по реализации газа потребителям. На газовом рынке Украины существует также сеть крупных газотрейдеров (их количество меняется ежегодно, в среднем — 5 — 7 трейдеров). По новым правилам получить лицензию на поставку в Украину газа может практически каждая фирма при соответствующем оформлении документов. Упраздняется практиковавшийся в последнее вре­мя территориальный принцип функционирования газового рынка, при котором вся территория государства была поделена между крупными га­зотрейдерами. При такой схеме у потребителей конкретного региона не было выбора, так как поставщик был практически один.

Процесс приватизации в Украине идет пока недостаточно активно. Практически приватизи­рованы все малые и средние предприятия, а из крупных государственных промышленных предприятий приватизировано около 50 %. Мож­но отметить две основные причины низких тем­пов приватизации: отсутствие эффективных механизмов приватизации, что приводит к злоупотреблениям и наносит значительный ущерб государству;

существование достаточно сильной оппозиции левых сил в Верховном Совете и на местах.

Приватизация предприятий энергетического комплекса начата в 1996г. Сейчас уже при­ватизировано большинство областных распреде­лительных компаний в электроэнергетике, при этом предусмотрено, что доля государства в ак­циях областных распределительных компаний составит 26 %. Доля государства в пакетах акций генерирующих компаний определена в размере 51%.

Практически процесс масштабной привати­зации начат только в электроэнергетике, про­движение в этом направлении в других энер­гетических отраслях пока незначительно. Это од­на из причин отсутствия прямых зарубежных инвестиций в энергетику. В настоящее время реализуется инвестиционный проект по рекон­струкции гидроэлектростанций р. Днепр стоимо­стью 120 млн. долл., из которых доля прямых зарубежных инвестиций составляет 90 млн. долл. Рассматриваются варианты использования пря­мых зарубежных инвестиций в проектах рекон­струкции Старобешевской, Змиевской и Кри­ворожской тепловых электростанций, а также в проектах реструктуризации предприятий уголь­ной промышленности.

Теплоснабжение промышленных и бытовых потребителей основывается на использовании централизованных теплоисточников, их доля превышает 80%. В 1996г. отпуск тепла потреби­телям от централизованных источников составил 8 млн. Гкал, или 1013,1 ПДж.

В настоящее время в структуре централи­зованного теплоснабжения наибольший удельный вес имеют котельные установки — 62%, доля тепловых электростанций составляет 33 %, ути­лизационных установок — 4,8 %, остальная вы­работка тепла (0,2%) осуществляется прочими установками. Тепловая мощность теплоэлектро­централей составляет 132,8 тыс. ГДж/ч, котель­ных - 708,9 тыс. ГДж/ч.

Анализ показывает, что в структуре мощ­ностей ТЭЦ Украины около 40 % составляет энергетическое оборудование, рассчитанное на низкие и средние параметры пара (4 и 9 МПа), которое физически устарело и находится в кри­тическом состоянии. Здесь прежде всего стоит задача вывода этого оборудования из эксплу­атации и перевода ТЭЦ в режим работы ко­тельных.

Количество  централизованных   котельных мощностью более 84 ГДж/ч составляет 2780, при этом средняя мощность одной котельной — 255 ГДж/ч.

Следует отметить основные отрицательные моменты систем                                                                          централизованного теплоснаб­жения в Украине:

низкая надежность транспорта тепла и боль­шие эксплуатационные затраты (значительно вы­ше проектных) на ремонт тепловых сетей;

недостаточно гибкое регулирование режимов теплоснабжения, что снижает комфортность и приводит к потерям тепловой энергии;

большой процент физического износа обо­рудования.

В целом потребление в сфере централизованного теплоснабжения в 1996 г. по сравнению с 1990г. снизилось на 41,2%, при этом с 1996г. отмечался рост теплопотребления в быту.

Согласно статистике потери тепла при цен­трализованном теплоснабжении составляют выше 17% общего количества тепловой энергии, пе­редаваемой потребителям.

При дальнейшем развитии теплоснабжения Украины и техническом перевооружении всей теплоэнергетики необходимо учитывать два ос­новных взаимоисключающих фактора: снижение доли централизации в связи с предполагаемым массовым индивидуальным жилищным строи­тельством, с одной стороны, и необходимость увеличения удельного веса теплофикационной выработки электроэнергии в связи с резким удо­рожанием органического топлива и возникаю­щими проблемами топливообеспечения — с дру­гой.

Развитие теплофикации предполагает исполь­зование новых прогрессивных технологий:

внедрение парогазовых ТЭЦ с утилизацией тепла по схеме высокотемпературных и низ­котемпературных подогревателей на базе отече­ственного и импортного оборудования, в час­тности, внедрение парогазовых ТЭЦ по схеме высокотемпературных подогревателей при внутрицикловой газификации угля на паровоздушном дутье, а также с парогенераторами с кипящим слоем;

совершенствование паротурбинного цикла пу­тем утилизации тепла уходящих газов при ох­лаждении их ниже температуры точки росы;

организация процесса сжигания природного газа с утилизацией тепла, что позволяет снизить расход газа на 10 — 12% и вредные выбросы — на 50 - 60%.

Украина располагает значительными ресурсами нетрадиционных возобновляемых источни­ков энергии (солнечная и геотермальная энер­гия) для получения тепла. Однако при совре­менном уровне развития техники их широкое использование затруднено из-за неконкуренто­способности в сравнении с традиционными ис­точниками, так как государство практически не вкладывало средства в создание нужных тех­нологий и оборудования. Вовлечение в энер­гетический баланс страны ресурсов геотермальной и солнечной энергии для целей теплоснаб­жения может обеспечить экономию органиче­ского топлива в размере 3—5%.

Недостаточно используются такие нетрадици­онные источники теплоснабжения, как тепловые насосы. При утилизации теплоты возобновля­емых источников энергии и низкотемпературных вторичных ресурсов тепловые насосы могут обес­печить до 5% производства тепловой энергии. Теплонасосные станции мощностью 25 — 100 МВт, способные извлекать тепловую энер­гию из больших природных водоемов, систем оборотного водоснабжения предприятий, стоков городов, могут заменить традиционные котель­ные, предотвращая при этом экологический ущерб, наносимый сжиганием топлива.

Очевидно, что в перспективе доля центра­лизованного теплоснабжения несколько снизится в связи с увеличением удельного веса децен­трализованных источников, однако роль цент­рализованных источников тепла останется пре­обладающей. До начала процесса приватизации около 30% источников централизованного теплоснабжения находилось в собственности ком­мунальной энергетики, а остальные принадле­жали отраслевым министерствам (Минэнерго и другим). Все это была государственная собст­венность. В настоящее время более 40% ис­точников централизованного теплоснабжения яв­ляется собственностью частных лиц и местной администрации, предполагается полная передача источников теплоснабжения из государственной собственности в частную и в собственность ме­стных органов управления.

Энергетика и другие отрасли экономики ока­зывают негативное воздействие на окружающую среду, при этом доля энергетических отраслей составляет до 60%. Снижение объема выбросов за последние годы связано главным образом с уменьшением производства электрической и теп­ловой энергии, так как отсутствие финансиро­вания не позволило реализовать новые меро­приятия по уменьшению вредных выбросов. В табл. 4 приведены расчеты эмиссии парниковых газов, выполненные по методике IPCC. Основная доля выбросов парниковых газов — 86% — при­ходится на процессы сжигания различных видов топлива, 14% выбросов образуется в техноло­гических процессах производства. Мероприятия по уменьшению выбросов парниковых газов можно систематизировать следующим образом:

реализация мер по снижению потребности в топливе и энергии;

совершенствование индустриальных (техноло­гических) процессов с целью снижения объемов эмиссии;

лесовосстановление, в том числе в зоне Чер­нобыльской АЭС;

утилизация жидких и твердых бытовых от­ходов с целью снижения выбросов СН4;

осуществление комплекса специальных ме­роприятий и внедрение эффективных устройств по снижению выбросов NО , СО и др.;

прочие способы снижения вредных выбросов (сокращение потерь горючих газов, совершен­ствование внутриотраслевой структуры производ­ства и др.).[4]

Крым относится к знергодефицитному региону Украины, удовлетворяющему свои потребности за счет использования собственных ТЭР менее чем на 40%. На настоящий момент годовая потребность Крыма в природном газе составляет 1 млрл 650 млн. куб. м; при этом собственная добыча составляет только 650 млн. куб м. Дефицит восполняется поставками из месторождений Западной Сибири и Средней Азии по ценам, приближающимся к мировым.

Электропотребление составляет около 8 млрд. кВт/час в год. Но за счет собственных источников вырабаты­вается лишь 10% необходимой энергии. Остальная часть поступает в Крым по межсистемным линиям электропередачи напря­жением 220—330 кВт от "Одессэнерго" и "Днепроэнерго" (соответственно 52,1 и 36,9%). Однако по этим линиям предел по мощности составляет 1280 МВт. При его превышении вводятся вынужденные отключения потребителей для предотвращения аварий и повреждения оборудования.

К основным потребителям электроэнергии в Крыму относят­ся: промышленность (включая агропроизводство) — 35%, сель­ское хозяйство — 22%, население — 21%, социальная сфера — 15%, прочие потребители — 7%.

Главными производителями электроэнергии в республике являются тепловые электростанции. Они расположены в Симфе­рополе, Севастополе, Саках и Керчи. Все, за исключением Камыш-Бурунской, использующей уголь, работают на газе, в ре­жиме производства электроэнергии и тепла, т. е. являются теп­лоэлектроцентралями (ТЭЦ). Суммарная мощность всех элек­тростанций Крыма составляет 374,5 МВт. Мощность Симферо­польской ТЭЦ составляет 278 МВт, Севастопольской — 54,5 МВт, Камыш-Бурунской - 30 МВт и Сакской - 12 МВт.

На каждого жителя республики приходится около 3 тыс. кВт.час электроэнергии в год. Для сравнения: в бывшем СССР в среднем 6 тыс., в США — 11 тыс., в Норвегии — 15 тыс. кВт час в год на человека.

Добиться прироста производства электроэнергии на дей­ствующих ТЭЦ в объеме, обеспечивающем полное снятие дефи­цита, невозможно. Однако уменьшение зависимости от "Одессэнерго" и "Днепроэнерго" возможно за счет наращивания собственных генерирующих мощностей, как на основе рекон­струкции и расширения действующих электростанций, так и ввода новых источников.[9]

Анализ данных о прогнозируемых собственных запасах и добыче ТЭР на территории Крымского региона позволяет сделать вывод о том, что Крым имеет достаточные потенциальные возможности для увеличения собственной добычи нефти и природного газа. Однако, для их освоения требуются значительные капитальные вложения с привлечением зарубежных инвесторов, что можно возможно только в перспективе.

Как известно, развитие основных отраслей экономики Крыма полностью зависит от надежности энергообеспечения внутренних потребителей и стоимости энергоносителей. Периодическое увеличение затрат на приобретение ТЭР при переходе к рыночным отношениям ставит в очень тяжелое экономическое положение как отдельные энергоемкие промышленные предприятия, так и основные отрасли экономики Крыма в целом.

В то же время, эффективность использования ТЭР на промышленных предприятиях Крыма очень низка. При общем спаде производства, энергетические затраты на единицу национального валового продукта увеличились на 25-40 %, что в 2-3 раза выше показателей, в экономически развитых странах Западной Европы. При этом стоимость энергоресурсов  на многих промышленных отечественных предприятиях уже достигает 50-70% от стоимости всех затрат, заложенных в себестоимость выпускаемой продукции. Это приводит к ее неконкурентноспособности и снижению реализации как на внешнем, так и на внутреннем рынках, что способствует дестабилизации социально-экономического положения в обществе.

Кроме того, по оценкам специалистов, при сохранении существующих способах добычи нефти и природного газа и их потреблении на уровне 80-х гг., извлекаемые запасы природных ресурсов в Крыму могут быть исчерпаны уже через 40-50 лет.

Для решения этих проблем необходимы, прежде всего, переоценка приоритетов и принятие нетрадиционных и эффектииных мер по перестройке топливно-энергетического хозяйства Крыма в направлении более экономного использования его главного достояния - топливно-энергетических ресурсов. Энергетическая политика должна соответствовать современным требованиям: быть социально значимой и сориентироваться на повышение жизненного уровня населения. Снижение энергоемкости отечественной продукции является важнейшим условием обеспечения энергетической безопасности Украины и Крымского региона в частности.

Важнейшие направления этой политики определены Законом Украины "Об энергосбережении", Указом Президента Украины от 2 апреля 1997 г. №285/97 "О решении Совета национальной безопасности и обороны Украины от 22 марта 1997 г. про неотложные меры для обеспечения Украины энергоносителями и их рациональному использованию". Они отражены в Комплексной государственной Программе энергосбережения Украины (КГПЭ) и Концепции энергосбережения Крыма на период до 2010 г.

Однако для экономического обоснования основных направлении по экономии ТЭР в Крыму, необходима собственная региональная государственная программа по энергосбережению, которая позволит проводить жесткую энергосберегающую политику и в конечном итоге стабилизировать экономическую ситуацию в регионе.

Отдавая приоритет повышению эффективности использования энергоресурсов, можно в значительной степени "разгрузить" инвестиционную составляющую, необходимую для поддержания объемов добычи собственных ТЭР, и значительно улучшить экологическую обстановку в регионе, уменьшив количество вредных выбросов в атмосферу.

Основным стратегическим направлением энергосбережения в Крыму должна стать структурно-технологическая перестройка энергоемких отраслей, которая сможет прекратить рост энергоемкости валового национального продукта к 2000 г. и ее снижение до 20% к 2010 г за счет перехода на менее энергоемкие технологии и производства и прекращение выпуска неконкурентноспособной продукции.

Первоочередными   объектами,   к   которым   должна   применяться энергосберегающая политика, являются энергоемкие промышленные предприятия и организации ведущих отраслей экономики Крыма. При этом особое внимание должно быть уделено мероприятиям, позволяющим при небольших затратах достичь быстрого возврата вложенных средств за счет более эффективного использования энергоносителей. Основная часть технологических разработок должна быть направлена на модернизацию и оптимизацию технологических процессов с целью уменьшения энергетических затрат на единицу выпускаемой продукции, снижения потерь тепловой и электрической энергии и экономии органического топлива на теплоисточниках.

В то время как основные энергоносители - электроэнергии, газа, угля, жидкого топлива - на отечественных предприятиях расходуются крайне неэффективно, с большими потерями тепловой и электрической энергии и значительными загрязнениями окружающей среды, в Крыму оказываются невостребованными огромные   потенциальные   возможности   природных  экологически   чистых нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ): солнечной радиации, ветровой энергии, теплоты подземного грунта, морских и геотермальных вод. Практически   не  используется  теплота  промышленных  сбросных  стоков промпредприятий. В настоящее время вклад НВИЭ в общую энергетику Крымского региона очень мал и составляет не более 1% от всего энергопотребления.

Анализ регионального положения в ТЭК, а также экологического состояния окружающей среды в санаторно-курортных зонах, свидетельствует о технической возможности и экономической целесообразности более широкого использования для теплоснабжения существующих зданий и сооружений НВИЭ с целью экономии тепла и топлива на существующих теплоисточниках.

Национальной энергетической программой Украины предусматривается покрыть к 2010 г. за счет использования нетрадиционных и возобновляемых источников до 10% потребности в ТЭР.[8]

Обоснование.

Существующий энергетический потенциал и перспектива использования | нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.

Представленный выше анализ энергопотребления в Крыму показал, что отрицательные тенденции развития нетрадиционной энергетики в Крыму обусловлены, в основном, наличием двух факторов: быстрым истощением природных ресурсов и загрязнением окружающей среды.

При сохранении существующих способов и объемов добычи нефти и природного газа и их потреблении на уровне 80-х гг., извлекаемые запасы могут быть исчерпаны на территории Крымского региона уже через 40-50лет.

Ежегодные потери от ухудшения среды обитания составляют 15-20 % валового национального дохода Зонами экологического бедствия уже являются территории Северного Крыма, побережья Черного и Азовского морей. Критичность ситуации усугубляется экономическим и энергетическим кризисом в регионе, так как на долю энергетики приходится до 80% вредных выбросов в атмосферу.

Внедряемые перспективные технологии традиционной энергетики повышают эффективность использования энергоносителей, но не улучшают экологическую ситуацию, что необходимо для курортно-оздоровительных зон Крыма.

В связи с этим возникает необходимость выявления возможностей рационального использования топливно-энергетических ресурсов традиционной энергетики, с одной стороны, и  разработки и широкого внедрения в Крыму научно-технических разработок и предложений по использованию нетрадиционных и возобновляемых экологически чистых источников энергии (НВИЕ), - с другой стороны.

Таким образом, необходимость и целесообразность развития данного направления энергетики по экономии ТЭР в Крыму обусловлены следующими причинами:

-дефицитом традиционных собственных топливно-энергетических ресурсов;

-дисбалансом в развитии энергетического комплекса Украины, который ориентирован на значительное ( до 25-30% ) производство электроэнергии на атомныx электростанциях при фактическом отсутствии производств по получению ядерного топлива, утилизации и переработке отходов;

-благоприятными климато-метеорологическими условиями для использования основных видов возобновляемых источников энергии;

-наличием промышленной базы и производственных мощностей пригодных для производства всех видов оборудования и материалов нетрадиционной энергетики.

К возобновляемым источникам, которые в данное время могут быть эффективно использованы  в энергетическом хозяйстве Крыма, относятся: энергия солнца, энергия ветра, энергия биомассы, энергия малых рек и водосбросов, геотермальная энергия, тепловая энергия подземного грунта и поверхностных вод.

Ресурсы возобновляемых источников энергии в Крыму, их энергетический потенциал и объемы использования представлены в табл. 5.1.

Анализ данных табл 5.1  показывает,  что исполизование НВИЭ в настоящее время в Крыму составляет только 7% от рекомендуемого специалистами объема использования. На начало 1998г. в Крыму построено и действует 5 ветроэнергетисеских станций (ВЭС) с общей установленной мощностью 7,5 МВт, 24 установки по использованию солнечной энергии, с общей площадью гелиополя 7,5 тыс. кв. м, две геотермальные  установкии 12 теплонасосных установок по использованию различных видов НВИЭ.

Экономия ТЭР за счет их использования в 1997 г. составила 6 тыс. т т.у. или 0,2% от общей потребности в котельно-печном топливе, что не отвечает существующим потребностям народного хозяйства Крыма.

В то же время, существующие потенциальные энергетические и технические возможности использования различных видов НВИЭ в Крыму  позволяют достичь экономии до 265 млн. т т.у. в год, что может составить к 2005 г. от 8 до 10% от общей потребности в котельно-печном топливе.

Анализ отечественного опыта эксплуатации энергетических объектов, которые используют нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, а также учет зарубежного опыта в этой области показывают, что приоритет в развитии и внедрении энергосберегающих мероприятий неосходимо, в первую очередь отдать технологиям и научно-техническим разработкам по использованию: солнечного излучения, ветра, гидроэнергии малых рек, потенциала существующих гидросооружений и городских инженерных сетей, тепловой энергии морской воды и водохранилищ, сбросной теплоты промышленных стоков и городских очистных сооружений, использование бтомассы сельскохозяйственных отходов и других видов НВИЭ.

Среди регионов Украины Автономная Республика Крым обладает наибольшим энергетическим потенциалом и опытом работ по использованию всех видов нетради­ционных и возобновляемых источников энергии.

Целесообразность ускоренного развития нетрадиционной энергетики Крыма обусловлена не только наличием огромных природных ресурсов, собственной матери­альной и производственной базы, но и экономически выгодными условиями эксплуа­тации установок по использованию НВЭИ.

Для улучшенного внедрения экологически чистых энергосберегающих техноло­гий была разработана и утверждена согласно Постановлению Совета Министров Кры­ма от 14 02.94 г, №26 «Комплексная научно-техническая программа развития нетради­ционных возобновляемых источников энергии в Крыму до 2000 г.». На    настоящий момент эта программа из-за отсутствия достаточного финансирования реализована частично и требует корректировки для определения реальных объемов внедрения и ка­питальных затрат для ее реализации.

Первоочередные энергосберегающие технологии по использованию альтернативных источников рекомендуемых для внедрения в Крыму с целью экономии ТЭР и их технико-экономические показатели приведены в табл. 5.2.

Преимуществом установок по использованию НВИЭ является то, что они име­ют модульный характер и позволяют вводить в строй малые мощности, наращивая их по мере необходимости. Для населения, живущего в сельской местности, создание ав­тономных энергоустановок малой мощности, базирующихся на НВИЭ, повышает на­дежность обеспечения электрической и тепловой энергией, что является решением их существующих социальных проблем.

В то же время, внедрение предлагаемых технологий сдерживается отсутствием достаточной законодательной и правовой базы на государственном уровне, преду­смотренной Законом Украины «Об энергосбережении».

Основными задачами на сегодняшний момент являются:

- разработка законодательства Украины об альтернативных источниках энер­гии;

- разработка законодательной и правовой базы для экономического стимули­рования руководителей и специалистов предприятий и организаций за разра­ботку и внедрение энергосберегающих технологий;

- определение реальных энергетических возможностей по использованию при­родных возобновляемых и нетрадиционных источников энергии, создание кадастра для каждого характерного района Крыма;

- разработка и реализация энергетически эффективных схем развития городов и населенных пунктов Крыма с применением новых технологий и оборудо­вания по использованию НВИЭ,

- создание специализированных региональных предприятий по производству энергосберегающего оборудования, его сертификации, монтажу и сервисно­му обслуживанию;

- обеспечение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по разработке и внедрению установок по использованию НВИЭ;

- создание научно-технических центров по подготовке и обучению специали­стов по вопросам энергосбережения.[8]

Ветер.

Ветер – один из нетрадиционных источников энергии. Ветер рассматривается специалистами как один из наиболее перспективных источников энергии, способный заменить не только традиционные источники, но и ядерную энергетику.

Выработка электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ:

·        Экологически чистое производство без вредных отходов;

·        Экономия дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных станций);

·        Доступность;

·        Практическая неисчерпаемость.

В ближайшем будущем ветер будет скорее дополнительным, а не альтернативным источником энергии. По оценкам зарубежных специалистов (в частности США), достаточная конкурентноспособность ветроэнергетических установок (ВЭУ) по сравнению с традиционными типами электростанций может быть обеспечена при сокращении стоимости ВЭУ примерно в два раза и повышении их надежности в 3-5 раз. Во многих странах мира (США, ФРГ, ДАНИЯ, ИТАЛИЯ, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ, НИДЕРЛАНДЫ и др.) ассигнуются значительные государственные средства на НИОКР в области создания ВЭУ. Особое внимание при проведении этих работ уделяется повышению надежности установок, их безопасности, снижению шума, уменьшению помех теле- и радиокоммуникаций.

В настоящее время можно выделить следующие сановные направления использования энергии ветра:

·        Непосредственная выработка механической или тепловой энергии (ветротепловые, ветронасосные, ветрокомпрессорные, мельничные и т.п. установки);

·        Удовлетворение потребностей в электроэнергии мелких предприятий, фирм, учреждений и т.п.

По данным ООН к 2000 г. доля новых и возобновляемых источников энергии составит более 13%  энергоресурсов и будет эквивалентна использованию примерно 1 млрд. т нефти, что немногим меньше доли природного газа иболее чем в два раза превосходит долю ядерной энергии.[5]

Использование энергии ветра. В Дании в 1994 г. действовало приблизительно 3600 ветровых энергетических установок (ВЭУ), обеспечивая 3% общей потребности в электроэнергии. В Калифорнии (США) дейст­вует 15 000 ВЭУ, обеспечивающих электро­энергией жителей Сан-Франциско. На конец 1993 г. в мире было приблизительно 20 000 ВЭУ, вырабатывающих 3000 МВт/ч электро­энергии в год. В 80-х годах удельная стои­мость ВЭУ составляла 3000 дол/кВт, а стои­мость вырабатываемой электроэнергии более 20 центов/(кВт / ч). В дальнейшем за счет усо­вершенствования ВЭУ удельная стоимость снизилась до 1000-1200 дол/кВт, а стоимость производимой электроэнергии до 7-9 центов/(кВт-ч). Для сравнения на новых ТЭС, ра­ботающих на газе и угле, она составляет 4-6 центов/(кВт-ч). Многие американские и ев­ропейские компании, многие правительства успешно продвигают ветровую технологию, понимая ее значимость. Так, в Калифорнии в 1987 г. установленная мощность ВЭУ составляла 13% по отношению к общей генерирую­щей мощности, а в 1990 г. - 24%.

В настоящее время наибольшее распро­странение получают ВЭУ мощностью 300-750 кВт по сравнению с ранее применявшими­ся ВЭУ мощностью 100кВт. В новых конструк­циях ВЭУ используется аэродинамический профиль ветрового колеса, изготавливаемого из синтетических материалов. Насыщается конструкция многими электронными устройст­вами, включая контроль за изменением ско­рости ветра, обеспечивающими эффектив­ность использования ветра. Новые конструк­ции лучше приспособлены к режиму ветра, в 1994 г. стоимость вырабатываемой электро­энергии уже составила 4-5 центов/(кВт-ч).

В США планируется использовать энергию ветра (кроме Калифорнии) в штатах Миннесо­та, Монтана, Нью-Йорк, Орегон, Техас, Вер­монт, Вашингтон, Висконсин и др. ВЭУ зани­мают в настоящее время 0,6% площади стра­ны. При использовании ветра в 48 штатах может быть выработано до 20% потребности в энергии США. Теоретические расчеты пока­зывают, что в трех штатах: Северная и Южная Дакота и Техас потребность в электроэнергии может быть полностью обеспечена за счет энергии ветра.

В Северной Германии стоимость вырабаты­ваемой ВЭУ электроэнергии составляет 13 центов/(кВт • ч). Предполагалось к 1995 г. ввести вэу общей мощностью 500 МВт и уже в первой половине 1994 г. установленная мощность ВЭУ составила 95 МВт.

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.

Страницы: 1, 2